双极结晶体管(BJT):它是什么?它是如何工作的?

Bjt是什么

BJT是什么?

双极结晶体管(也称为BJT或BJT晶体管)是由两个P-N结组成的三端半导体器件,其能够放大或放大信号。它是一个当前的受控设备。BJT的三个端子是基础,收集器和发射器。BJT是一种类型晶体管它同时使用电子和空穴作为载流子。

当信号加到基极时,在晶体管的集电极处可以得到放大后的小振幅信号。这是BJT提供的放大效果。注意,它确实需要一个外部源直流电源进行扩增过程。

两种类型的双极连接晶体管 -NPN晶体管PNP晶体管。下面给出了这两种类型的双极结晶体管的示意图。双极结晶体管或BJT
从上图中,我们可以看到每个BJT有三个部分:发射器、基极和收集器。JE和JC分别表示发射极结和集电极结。首先,我们知道发射极基结是正向偏置的,而集电极-基结是反向偏置的就足够了。下一个主题将描述这两种类型的晶体管。

NPN双极结晶体管

在A.npn双极型晶体管(或NPN晶体管)一个p型半导体驻留在两个n型半导体之间,示出了n-p-n晶体管下面的图
N-P-N双极连接晶体管
现在我E, 一世C是发射极限和分别收集电流,v海尔哥哥和VCB分别为发射极-基极电压和集电极-基极电压。根据约定if为发射极、基极和集电极电流IE, 一世B和我C电流进入晶体管,当电流的符号被视为正,如果电流从晶体管熄灭,则标志被视为否定。我们可以制表不同的电流和电压在N-P-N晶体管内。

晶体管类型 E B C V海尔哥哥 VCB VCE
npn型 - - - - - - + + - - - - - - + +

PNP双极结型晶体管

同样的P-N-P双极连接晶体管(或pnp型晶体管),n型半导体夹在两个p型半导体之间。P-N-P晶体管的图如下所示
PNP双极结型晶体管
对于p-n-p晶体管,电流通过发射极进入晶体管。像任何双极结晶体管一样,发射极-基极结是正向偏压的,而集电极-基极结是反向偏压的。我们还可以将p-n-p晶体管的发射极、基极和集电极电流以及发射极-基极、集电极-基极和集极-发射极电压制成表格。

晶体管类型 E B C V海尔哥哥 VCB VCE
p - n - p + - - - - - - - - - - - - + - - - - - - - - - - - -

BJT工作原理

图中显示了有源区有偏置的npn晶体管晶体管的偏置, BE结是正向偏压的,而CB结是反向偏压的。BE结的耗尽区宽度与CB结相比较小。

BE结的正向偏压降低了势垒,导致电子从发射极流向基极。由于基极是薄的和轻度掺杂,它由很少的空穴组成,因此一些来自发射极的电子(约2%)与出现在基极区域的空穴复合,并流出基极终端。

这构成了基极电流,它的流动是由于电子和空穴的重组(注意,传统电流的流动方向与电子的流动方向相反)。剩余的大量电子将穿过反向偏置的集电极结,构成集电极电流。因此,氯化钾,

与发射器和集电极电流相比,基极电流非常小。

在这里,大多数电荷运营商.是电子。P-N-P晶体管的操作与N-P-N相同,唯一的区别是大多数电荷载波是孔而不是电子。由于大多数载波,由于BJT中的少数竞争载体,仅由于多数载波和大多数电流流动的小部分电流流动。因此,它们被称为少数民族承运人设备。

BJT的等效电路

P-n结由二极管表示。由于晶体管具有两个P-N结,它相当于连接回到后的两个二极管。这被称为两者二极管类似于BJT。

双极结晶体管特性

BJT的三个部分是集电极、发射极和基极。在了解双极结晶体管特性我们必须了解它的运作模式晶体管的类型。的模式

  1. 公共基础(CB)模式
  2. 共发射极(CE)模式
  3. CC (Common Collector)模式

下面显示了所有三种模式
偏置的是机器
现在来谈谈BJT的特点,不同的运行方式有不同的特点。特性只不过是晶体管的不同电流和电压变量之间关系的图形形式。给出了p-n-p晶体管在不同模式和不同参数下的特性。

公共基础特征

输入特征

对于P-N-P晶体管,输入电流是发射极电流(IE),输入电压为集电极基极电压(VCB)。
p-n-p晶体管的特性
由于发射极-基极结是正向偏置的,因此IE对V海尔哥哥与p-n二极管的正向特性相似。我E固定v的增加海尔哥哥当VCB增加。

输出特性

输出特性显示了输出电压和输出电流I之间的关系C输出电流、集电极-基极电压和发射极电流是I吗E输入电流并作为参数工作。下图显示了CB模式下的P-N-P晶体管的输出特性。
p-n-p晶体管的特性
我们知道对于p-n-p晶体管IE和V海尔哥哥都是积极的C, 一世B,V.CB是负的。这是曲线中的三个区域,有源区域,饱和区域和截止区域。有源区域是晶体管正常工作的区域。

这里,发射器结是反向偏置的。现在饱和区域是向前偏置发射器集电极结合的区域。最后,切断区域是发射器和集电极结的区域是反向偏置的区域。

共发射极特点

输入特征

B(基极电流)为输入电流V(基极-发射极电压)是CE(共发射极)模式的输入电压。因此,CE模式的输入特性将是IB和V与VCE作为参数。其特征如下所示
BJT的输入特性
CE的典型输入特性与p-n二极管的正偏输入特性相似。但随着VCB增加基础宽度降低。

输出特性

CE模式的输出特性是收集器电流之间的曲线或图形(IC)和集电极 - 发射极电压(vCE)当基极电流IB是参数。该特性如下图所示。
P  -  N  -  P晶体管的特点

同共基晶体管的输出特性一样,CE模式也有三个区域,分别为(i)有源区、(ii)截止区、(iii)饱和区。有源区具有集电极区反向偏置和发射极结正向偏置。

对于截止区域,发射极结是轻微的反向偏置,集电极电流不是完全截止的。最后,对于饱和区,集电极和发射极结都是正向偏压的。

BJTS的历史

1947年,J. Barden, W. Bratterin和W. Shockley发明了晶体管。晶体管这个术语是由约翰·r·皮尔斯提出的。虽然最初它被称为真空三极管的固态版本,晶体管这个术语仍然存在。在这篇文章中,我们所关心的晶体管是双极结型晶体管

晶体管这个词源自“传输”和“电阻器它描述了BJT的操作,即输入信号从低电平传输抵抗性电路到高电阻电路。这种类型的晶体管由半导体

晶体管用于构造集成电路(ICs)。集成电路中所能容纳的晶体管数量自发明以来迅速增加,大约每两年翻一番(被称为“晶体管数量”)摩尔定律)。

为什么这个叫做结型晶体管?答案就在建设的背后。我们已经知道什么是p型和n型半导体。

现在,在这种类型的晶体管中,任何一种类型的半导体被夹在另一种类型的半导体之间。例如,n类型可以被夹在两者之间p型半导体或者类似地,一个p类型可以夹在两个p类型之间n型半导体

这些被称为PNP晶体管npn型晶体管分别如上所述。现在,由于不同类型的半导体有两个连接,这称为结晶体管。它被称为双极,因为导致由于两个电子以及孔都会发生传导。

的应用是

BJT的使用是由于由于许多类型的可用性而设计的离散电路,并且显然是因为其高跨导和输出抵抗性这比MOSFET更好。BJT也适用于高频应用。

这就是为什么它们用于无线系统的射频。BJT的另一个应用可以表示为小信号放大器,金属邻近光电池等

双极结型晶体管放大器

了解的概念双极结型晶体管放大器,我们首先应该通过P-N-P晶体管的图表来看。

双极结型晶体管放大器
现在当输入电压改变一点,比方说δV发射极-基极电压的变化通过δI改变栅高和发射极电流E。发射极电流的这种变化会产生一个电压降δVO跨负载电阻Rl,在哪里,

ΔVO给出放大器的输出电压。有一个负号是因为集电极电流在R上产生一个压降l极性与参考极性相反。电压增益AV对于放大器,给出了输出电压δV的比值O对输入电压δV那么,


被称为晶体管的电流增益比。根据上图所示的图形,我们可以看出发射极电压的增加会降低发射极结处的正向偏压,从而降低收集电流。

这表示输出电压和输入电压是相的。最后,晶体管的功率增益Ap是输出功率和输入功率的比值

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