晶体管简介

在本文中，我们将通过查看晶体管的前身，即真空管，晶体管的历史，晶体管的电路符号，其基本操作以及IST的操作模式，从而对晶体管进行简要介绍。

笔记：这将是对晶体管主题的提出，不会太技术。

真空管

在发明晶体管真空管之前，真空管在电子产品中起主要作用。真空管也称为电子管或阀门。真空管由阳极和阴极组成。

这些阳极和阴极被放置在填充真空的紧密闭合玻璃管中。阴极通过细丝加热，该细丝有助于阴极发射电子。

在早期的情况下，阴极直接充当细丝，因此，当该阴极加热时，电子将从其表面散发出来。后来引入了间接加热阴极的外部细丝。

产生的电子将流向阳极。这会产生阳极和阴极之间的电势差，从而在电路中产生电流。灯丝必须连续充电，以加热阴极。

将这些电子均匀地流向阳极外部电极，通常称为网格。这种结构使电路笨重并增加成本。

在早期，这些真空管用于第一代计算机，收音机和电视的制造。后来它们用于军事应用和基于管的音频放大器。但是后来这些真空管被晶体管和二极管取代。

因为真空管的尺寸很大，有点昂贵，并且与晶体管相比会消耗更多的功率。因此，晶体管克服了真空管的这些限制。晶体管不需要任何细丝电流。

简短的历史晶体管

厌倦了贝尔实验室的凯利（Kelly）真空管研究主管的大量功耗和低可靠性，指派威廉·苏克利（William Shockley）对半导体进行调查，以取代这些管子。约翰·巴丁（John Bardeen），沃尔特·布拉丁（Walter Brattain）在Shockley的指导下进行了实验。

威廉·肖克利（William Shockley）在现场进行了试验 - 效应放大器，但失败了。但是后来约翰·巴丁（John Bardeen），沃尔特·布拉塔（Walter Brattain）研究并发现电子在表面上形成了一个障碍，直到那时，这是未知的。这一突破导致发现了第一晶体管。

1947年12月，他们使用两种金晶体晶体的黄金接触实验产生的输出信号功率大于输入信号。因此，开发的第一个晶体管技术被称为点接触设备，该技术受到高性能类型的调节。这是在1948年6月首次报道的。

图像资源链接：www.ece.umd.edu/class/enee312-2.s2005/

后来，单独进行震动的点接触设备的局限性发明了连接晶体管，该连接晶体管主导了点接触设备并且易于制造。

晶体管的交易从1950年代开始，第一个商业晶体管于1952年用于电话设备和军事计算机中。1953年，晶体管用于医疗设备聋人辅助工具。

晶体管的兴起

晶体管技术的这一有效兴起主要是由于贝尔实验室，摩托罗拉，Philco，雷神，RCA，Sylvania和Texas Instruments等许多公司的捐款和鼓励。

在放大晶体的制造中，半导体材料起着主要作用。第一个晶体管由1950年代的半导体材料制成。当施加电压时，该半导体材料既不完全导电也不完全绝缘。

后来开发了硅晶体管。由于在高温下的成功性能，硅晶体管从1954年开始使用更多。商业硅晶体管可从德州仪器获得。后来的广泛研究是由硅晶体管进行的，现在这导致了综合电路和微处理器设备的开发。

1959年晚些时候，开发了第一场效应晶体管。它由三层金属（M-gate），氧化物（O-绝缘），硅（S-S-S-Seneconductor）组成。

最初，用于晶体管壳形状的材料是塑料环氧树脂。但是塑料表壳设备可能会随着时间的推移而降低。因此，塑料和金属外壳形状的组合是在1960年代中期开发的。

在制造晶体管期间，通过添加少量的化学杂质（例如砷或锑）来处理半导体材料。这个过程被称为“掺杂”。

为了在半导体中创建适当的结晶结构，需要进行晶体管动作。根据半导体材料中使用的掺杂元素，可以将晶体管分类为PNP或NPN。PNP和NPN是与晶体管一起使用的电极性的表示。

例如，PNP晶体管将需要一组特定的正和负电压极性，用于电路应用中的三个晶体管端子。NPN晶体管要求将所有电路电压极性与用于PNP使用的电压逆转。许多电路应用都需要PNP和NPN晶体管。

什么是晶体管？

晶体管与真空三极管对称，大小相对较小。晶体管是两个单词转移和变种的组成。晶体管由三层半导体材料组成，每一层都具有将电流转移到其他层的能力。

这三层半导体设备由两个N型和一层P型材料或两个P型和一层N型材料组成。第一种类型称为NPN晶体管，而另一种类型分别称为PNP晶体管。

锗和硅是最可取的半导体材料，以半势能进行电力。通过掺杂半导体材料的过程，结果为材料增加了其他电子或在材料中产生孔。

外层的宽度远大于插入的P型或N型材料，该材料通常以10：1或更小。较低的掺杂水平通过限制游离载体的数量来降低电导率并增加该材料的电阻。

二极管和晶体管之间的差异是：二极管由两层和一个连接组成。晶体管由三层和两个连接处制成。晶体管可以充当开/关开关或放大器。

晶体管符号

记住这些晶体管的简单方法符号就是它

• 永久性的PNP点
• NPN永不点

在晶体管的符号中，箭头指示电流流的方向。

相对于NPN晶体管，电压和电流流动的正向和电流方向始终是相反的方向。但是，NPN和PNP晶体管执行的操作是相同的。

晶体管的操作模式

它们有四种操作模式，它们是饱和，截止，活动性和反向活动方式。

饱和模式

在此模式下，晶体管充当开关。从收集器到发射器，电流将无条件流动（短路）。两种二极管都处于前瞻性偏见状态。

截止模式

在这种模式下，晶体管也像开关一样，但是从收集器到发射器（开路）没有电流流动。当前没有发射器和收集器终端流。

活动模式

在这种模式下，晶体管的作用像是一个放大器，从收集器终端到发射极端子的电流与通过基本端子的电流相对应。基础将扩大当前移动到收集器终端并从发射极终端传出。

反向活动模式

从收集器端子到发射极端子的电流与基本端子的电流相对应，但该流量朝着相反的方向。

背对背连接二极管

在一对连接处开发的耗竭层，即晶体管的集电极基和发射器基，主要是由于当前载体。在背部连接的两个二极管的情况下，形成的耗竭区域不能通过孔和电子的电流携带。

我们已经知道，由于较薄的基层，只有晶体管起作用，并且该层不过是发射极和收集器的插入部分。因此，发射极和收集器彼此之间非常差。强壮电场然后应用这将使大多数载体从发射极中传递。

这些多数载体将作为少数族携带者在基础接口的基地和耗尽区域内传播。在简单的逻辑中，带有一个NP连接点的设备和一个像两个二极管一样的PN连接处被放置在背面。

在这种情况下，当我们在基本端子上施加大电压时，电流无法流过电路。因为施加的电压使一个障碍物大大，而另一个屏障则无法通过电流。

为了克服这种情况，除了放置在N-P端子顶部的主电压供应外，在较低的P-N水平下添加了小电压源。由于这种较小的电压供应，它将将电子推入孔部分。

主电压电源将控制电流流量。通过在耗竭层的这两个动作来减少当前屏障。因此，通过晶体管的电压将升高。

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