晶體管是如何工作的，它在哪裡使用？

具有輸入信號的半導體電子元件在用於存儲、處理和傳輸信息的集成電路和系統中創建、放大和修改脈衝。晶體管是一種電阻，其功能由發射極和基極或源極和柵極之間的電壓調節，具體取決於模塊的類型。

晶體管的類型

晶體管廣泛用於製造數字和模擬 IC 以將靜態消耗電流歸零並獲得改進的線性度。晶體管的類型不同，其中一些受電壓變化控制，而另一些受電流偏差控制。

現場總線模塊在較高的直流電阻下運行，高頻變換不會增加能源成本。如果我們簡單地說晶體管是什麼，它是一個具有高增益邊緣的模塊。場型的這一特性大於雙極型。前者沒有電荷載流子耗散，從而加快了運行速度。

由於優於雙極型的優勢，場半導體被更頻繁地使用：

• 恆流高頻輸入端強大的電阻，降低了控制的能量損失；
• 沒有不必要的電子積聚，從而加快了晶體管的運行；
• 移動粒子的傳輸；
• 溫度波動下的穩定性；
• 由於沒有噴射，噪音低；
• 運行時功耗低。

晶體管的類型及其特性決定了用途。雙極型晶體管加熱會增加沿從集電極到發射極的路徑的電流。它們具有負電阻係數，移動的載流子從發射極流向集電極。薄的基極由 p-n 結隔開，只有在運動粒子聚集並將它們注入基極時才會產生電流。一些電荷載流子被相鄰的 p-n 結捕獲並加速，因此計算了晶體管的參數。

場效應晶體管還有另一種優勢，對於假人來說應該提到。它們並聯連接，沒有任何電阻均衡。電阻器不用於此目的，因為該值會隨著負載的變化而自動增長。為了獲得高開關電流值，需要使用一組模塊，用於逆變器或其他設備。

雙極晶體管不應並聯，功能參數的確定導致檢測到不可逆性質的熱擊穿。這些特性與簡單 p-n 通道的技術質量有關。模塊使用電阻器並聯連接，以均衡發射極電路中的電流。根據晶體管分類中的功能特徵和個體細節，可以區分雙極型和場效應型。

雙極晶體管

雙極設計被製造為具有三個導體的半導體器件。每個電極包括具有空穴p導電性或雜質n導電性的層。層配置的選擇決定了p-n-p或n-p-n類型器件的發布。器件開機時，空穴和電子同時攜帶不同類型的電荷，涉及兩種類型的粒子。

載體由於擴散機製而移動。物質的原子和分子穿透相鄰材料的分子間晶格，之後它們的濃度在整個體積中相等。轉移是從高壓實度的區域到低含量的地方。

當合金添加劑不均勻地摻入基體中時，電子也在粒子周圍的力場的作用下傳播。為了加快器件的動作，連接到中間層的電極做得很薄。邊緣導體稱為發射極和集電極。結的反向電壓特性並不重要。

場效應晶體管

場效應晶體管通過施加電壓產生的橫向電場來控制電阻。電子進入溝道的地方稱為源極，漏極看起來像是電荷進入的終點。控制電壓通過稱為柵極的導體傳播。設備分為2類：

• 帶有控制 p-n 結；
• 具有隔離柵極的 TIR 晶體管。

第一種類型包含一個半導體晶片，該晶片連接到受控電路，電極位於相對兩側（漏極和源極）。在板連接到柵極後會發生不同類型的導電性。插入輸入電路的直流偏置源在結處產生鎖定電壓。

放大脈衝的來源也在輸入電路中。輸入電壓改變後，p-n結處對應的指數發生變化。晶體中允許帶電電子流動的通道結的層厚度和橫截面積被修改。溝道的寬度取決於耗盡區（柵極下方）和襯底之間的空間。通過改變耗盡區的寬度來控制起點和終點的控制電流。

TIR晶體管的特點是其柵極與溝道層隔離。在稱為襯底的半導體晶體中，產生了具有相反符號的摻雜位點。它們有導體——漏極和源極，在它們之間有一個距離小於一微米的電介質。金屬電極 - 柵極 - 放置在絕緣體上。由於產生的結構包含金屬、介電層和半導體，晶體管被指定為縮寫 TIR。

初學者的設計和操作原理

技術不僅使用電荷運行，還使用磁場、光量子和光子運行。晶體管的工作原理在於器件切換的狀態。大小信號相反，開閉狀態——這就是器件的雙重操作。

除了組合物中的半導體材料，以單晶形式使用，在某些地方摻雜，晶體管在其設計中具有：

• 金屬引線；
• 介電絕緣體；
• 晶體管外殼由玻璃、金屬、塑料、金屬陶瓷製成。

在雙極或極性器件發明之前，電子真空管被用作有源元件。為他們開發的電路，經過修改後，用於生產半導體器件。它們可以作為晶體管連接並應用，因為管的許多功能特性適合描述場類型的操作。

用晶體管代替燈的優缺點

晶體管的發明是對電子創新技術引入的一種刺激。網絡中使用了現代半導體元件，與舊的電子管電路相比，這種發展具有以下優勢：

• 體積小、重量輕，這對微型電子很重要；
• 可以在設備生產中應用自動化流程並對階段進行分組，從而降低成本；
• 由於需要低電壓，使用小型電流源；
• 瞬間激活，無需加熱陰極；
• 由於較低的功耗，提高了能源效率；
• 堅固性和可靠性；
• 與網絡中的其他元素順利交互；
• 抗振動和衝擊。

劣勢表現在以下條款：

• 矽晶體管在大於 1 kW 的電壓下不起作用；燈在值大於 1-2 kW 時有效；
• 在大功率無線電廣播網絡或UHF發射機中使用晶體管時，需要匹配並聯的低功率放大器；
• 半導體元件對電磁信號的脆弱性；
• 對宇宙射線和輻射的敏感反應，需要開發抗輻射微電路。

切換方案

要在單個電路中運行，晶體管需要 2 個輸入和輸出引腳。幾乎所有類型的半導體都只有 3 個連接點。為了擺脫困境，其中一個目的被指定為共同的。因此，有 3 種常見的接線方案如下：

• 對於雙極晶體管；
• 極性裝置；
• 帶開漏極（集電極）。

雙極單元與一個共發射極連接，用於電壓和電流放大 (OE)。在其他情況下，當外部電路和內部連接方案之間存在較大電壓時，它會匹配數字芯片的引腳。這就是公共集電極連接的工作方式，並且僅增加了電流（OK）。如果需要增加電壓，則使用公共鹼基 (CB) 引入該元素。該變體在復合級聯電路中效果很好，但很少用於單晶體管設計。

電路中包括 TIR 和 p-n 結類型的場半導體器件：

• 帶共發射極 (SI) - 類似於雙極模塊的連接
• 帶公共輸出 (OC) - 連接類似於 OC 類型
• 帶聯合澆口 (JG) - 類似於 OB 描述。

在漏極開路方案中，晶體管與作為芯片的一部分的公共發射極一起包含在內。集電極引腳不連接到模塊的其他部分，負載到外部連接器。電壓和集電極電流強度的選擇是在項目安裝後進行的。開漏器件在具有強大輸出級、總線驅動器和 TTL 邏輯電路的電路中工作。

晶體管是乾什麼用的？

應用因設備類型而異 - 雙極模塊或現場設備。為什麼需要晶體管？如果需要低安培數，例如在數字計劃中，則使用場效應類型。模擬電路在很寬的電源電壓和輸出參數範圍內實現了高增益線性度。

雙極晶體管的應用包括放大器、其組合、檢測器、調製器、晶體管邏輯電路和邏輯型反相器。

晶體管的應用取決於它們的特性。它們以兩種模式運行：

• 在放大調節中，改變控制信號偏差小的輸出脈衝；
• 在關鍵順序中，在輸入電流較弱時控制負載的功率，晶體管完全關閉或打開。

半導體模塊的類型不會改變其工作條件。源連接到負載，例如開關、聲音放大器、照明設備，它可以是電子傳感器或大功率相鄰晶體管。電流啟動負載器件的工作，晶體管連接在單元和源極之間的電路中。半導體模塊限制進入單元的電量。

晶體管輸出端的電阻根據控制導體上的電壓進行轉換。電路開始和結束處的電流和電壓會隨著晶體管的類型和連接方式的變化而增加或減少。控制受控電源會導致電流增加、功率脈衝或電壓增加。

兩種類型的晶體管都用於以下應用：

1. 在數字監管中。已經開發了基於數模轉換器 (DAC) 的數字放大器電路的實驗設計。
2. 在脈衝發生器中。根據單元的類型，晶體管以鍵或線性順序操作以分別再現矩形或任意信號。
3. 在電子硬件設備中。保護信息和程序免遭盜竊、非法篡改和使用。操作在按鍵模式下進行，電流以模擬形式控制並由脈衝寬度調節。晶體管被放置在電動機驅動器、脈衝穩壓器中。

用於打開和關閉電路的單晶半導體和模塊增加了功率，但僅用作開關。數字設備使用場型晶體管作為具有成本效益的模塊。集成實驗概念中的製造技術涉及在單個矽芯片上生產晶體管。

晶體的小型化導致更快的計算機、更少的能量和更少的熱量產生。

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