晶体管是如何工作的，它在哪里使用？

具有输入信号的半导体电子元件在用于存储、处理和传输信息的集成电路和系统中创建、放大和修改脉冲。晶体管是一种电阻，其功能由发射极和基极或源极和栅极之间的电压调节，具体取决于模块的类型。

晶体管的类型

晶体管广泛用于制造数字和模拟 IC 以将静态消耗电流归零并获得改进的线性度。晶体管的类型不同，其中一些受电压变化控制，而另一些受电流偏差控制。

现场总线模块在较高的直流电阻下运行，高频变换不会增加能源成本。如果我们简单地说晶体管是什么，它是一个具有高增益边缘的模块。场型的这一特性大于双极型。前者没有电荷载流子耗散，从而加快了运行速度。

由于优于双极型的优势，场半导体被更频繁地使用：

• 恒流高频输入端强大的电阻，降低了控制的能量损失；
• 没有不必要的电子积聚，从而加快了晶体管的运行；
• 移动粒子的传输；
• 温度波动下的稳定性；
• 由于没有喷射，噪音低；
• 运行时功耗低。

晶体管的类型及其特性决定了用途。双极型晶体管加热会增加沿从集电极到发射极的路径的电流。它们具有负电阻系数，移动的载流子从发射极流向集电极。薄的基极由 p-n 结隔开，只有在运动粒子聚集并将它们注入基极时才会产生电流。一些电荷载流子被相邻的 p-n 结捕获并加速，因此计算了晶体管的参数。

场效应晶体管还有另一种优势，对于假人来说应该提到。它们并联连接，没有任何电阻均衡。电阻器不用于此目的，因为该值会随着负载的变化而自动增长。为了获得高开关电流值，需要使用一组模块，用于逆变器或其他设备。

双极晶体管不应并联，功能参数的确定会导致检测到不可逆性质的热击穿。这些特性与简单 p-n 通道的技术质量有关。模块使用电阻器并联连接，以均衡发射极电路中的电流。根据晶体管分类中的功能特征和个体细节，可以区分双极型和场效应型。

双极晶体管

双极设计被制造为具有三个导体的半导体器件。每个电极包括具有空穴p导电性或杂质n导电性的层。层配置的选择决定了p-n-p或n-p-n类型器件的发布。器件开机时，空穴和电子同时携带不同类型的电荷，涉及两种类型的粒子。

载体由于扩散机制而移动。物质的原子和分子穿透相邻材料的分子间晶格，之后它们的浓度在整个体积中相等。转移是从高压实度的区域到低含量的地方。

当合金添加剂不均匀地结合到基体中时，电子也在粒子周围的力场的作用下传播。为了加快器件的动作，连接到中间层的电极做得很薄。边缘导体称为发射极和集电极。结的反向电压特性并不重要。

场效应晶体管

场效应晶体管通过施加电压产生的横向电场来控制电阻。电子进入沟道的地方称为源极，漏极看起来像是电荷进入的终点。控制电压通过称为栅极的导体传播。设备分为2类：

• 具有控制 p-n 结；
• 具有隔离栅极的 TIR 晶体管。

第一种类型包含一个半导体晶片，该晶片连接到受控电路，电极在相对两侧（漏极和源极）。在板连接到栅极后会发生不同类型的导电性。插入输入电路的直流偏置源在结处产生锁定电压。

放大脉冲的来源也在输入电路中。输入电压改变后，p-n结处对应的指数发生变化。晶体中允许带电电子流动的通道结的层厚度和横截面积被修改。沟道的宽度取决于耗尽区（栅极下方）和衬底之间的空间。通过改变耗尽区的宽度来控制起点和终点的控制电流。

TIR晶体管的特点是其栅极与沟道层隔离。在称为衬底的半导体晶体中，产生了具有相反符号的掺杂位点。它们有导体——漏极和源极，在它们之间有一个距离小于一微米的电介质。金属电极 - 栅极 - 放置在绝缘体上。由于产生的结构包含金属、介电层和半导体，晶体管被指定为缩写 TIR。

初学者的设计和操作原理

技术不仅使用电荷运行，还使用磁场、光量子和光子运行。晶体管的工作原理在于器件切换的状态。大小信号相反，开闭状态——这就是器件的双重操作。

除了组合物中的半导体材料，以单晶形式使用，在某些地方掺杂，晶体管在其设计中具有：

• 金属引线；
• 介电绝缘体；
• 晶体管外壳由玻璃、金属、塑料、金属陶瓷制成。

在双极或极性器件发明之前，电子真空管被用作有源元件。为他们开发的电路，经过修改后，用于生产半导体器件。它们可以作为晶体管连接并应用，因为管的许多功能特性适合描述场类型的操作。

用晶体管代替灯的优缺点

晶体管的发明是对电子创新技术引入的一种刺激。网络中使用了现代半导体元件，与旧的电子管电路相比，这种发展具有以下优势：

• 体积小、重量轻，这对微型电子很重要；
• 可以在设备生产中应用自动化流程并对阶段进行分组，从而降低成本；
• 由于需要低电压，使用小型电流源；
• 瞬间激活，无需加热阴极；
• 由于较低的功耗，提高了能源效率；
• 坚固性和可靠性；
• 与网络中的其他元素顺利交互；
• 抗振动和冲击。

劣势表现在以下条款：

• 硅晶体管在大于 1 kW 的电压下不起作用；灯在值大于 1-2 kW 时有效；
• 在大功率无线电广播网络或UHF发射机中使用晶体管时，需要匹配并联的低功率放大器；
• 半导体元件对电磁信号的脆弱性；
• 对宇宙射线和辐射的敏感反应，需要开发抗辐射微电路。

切换方案

要在单个电路中运行，晶体管需要 2 个输入和输出引脚。几乎所有类型的半导体都只有 3 个连接点。为了摆脱困境，其中一个目的被指定为共同的。因此，有 3 种常见的接线方案如下：

• 对于双极晶体管；
• 极性装置；
• 带开漏极（集电极）。

双极单元与一个共发射极连接，用于电压和电流放大 (OE)。在其他情况下，当外部电路和内部连接方案之间存在较大电压时，它会匹配数字芯片的引脚。这就是公共集电极连接的工作方式，并且仅增加了电流（OK）。如果需要增加电压，则使用公共碱基 (CB) 引入该元素。该变体在复合级联电路中效果很好，但很少用于单晶体管设计。

电路中包括 TIR 和 p-n 结类型的场半导体器件：

• 带共发射极 (SI) - 类似于双极模块的连接
• 带公共输出 (OC) - 连接类似于 OC 类型
• 带联合浇口 (JG) - 类似于 OB 描述。

在漏极开路方案中，晶体管与作为芯片的一部分的公共发射极一起包含在内。集电极引脚不连接到模块的其他部分，负载到外部连接器。电压和集电极电流强度的选择是在项目安装后进行的。开漏器件在具有强大输出级、总线驱动器和 TTL 逻辑电路的电路中工作。

晶体管是干什么用的？

应用因设备类型而异 - 双极模块或现场设备。为什么需要晶体管？如果需要低安培数，例如在数字计划中，则使用场效应类型。模拟电路在很宽的电源电压和输出参数范围内实现了高增益线性度。

双极晶体管的应用包括放大器、其组合、检测器、调制器、晶体管逻辑电路和逻辑型反相器。

晶体管的应用取决于它们的特性。它们以 2 种模式运行：

• 在放大调节中，改变控制信号偏差小的输出脉冲；
• 在关键顺序中，在输入电流较弱时控制负载的功率，晶体管完全关闭或打开。

半导体模块的类型不会改变其工作条件。源连接到负载，例如开关、声音放大器、照明设备，它可以是电子传感器或大功率相邻晶体管。电流启动负载器件的工作，晶体管连接在单元和源极之间的电路中。半导体模块限制进入单元的电量。

晶体管输出端的电阻根据控制导体上的电压进行转换。电路开始和结束处的电流和电压会随着晶体管的类型和连接方式而变化和增加或减少。控制受控电源会导致电流增加、功率脉冲或电压增加。

两种类型的晶体管都用于以下应用：

1. 在数字监管中。已经开发了基于数模转换器 (DAC) 的数字放大器电路的实验设计。
2. 在脉冲发生器中。根据单元的类型，晶体管以键或线性顺序操作以分别再现矩形或任意信号。
3. 在电子硬件设备中。保护信息和程序免遭盗窃、非法篡改和使用。操作在按键模式下进行，电流以模拟形式控制并由脉冲宽度调节。晶体管被放置在电动机驱动器、脉冲稳压器中。

用于打开和关闭电路的单晶半导体和模块增加了功率，但仅用作开关。数字设备使用场型晶体管作为具有成本效益的模块。集成实验概念中的制造技术涉及在单个硅芯片上生产晶体管。

晶体的小型化导致更快的计算机、更少的能量和更少的热量产生。

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