什么是双极结晶体管及其工作原理

BJT由威廉·施谢室，布拉那和约翰·巴达特于1948年发明，而不是仅重塑电子产品世界，也在我们日常生活中重新梳理。双极连接晶体管使用电子和孔的两个电荷载波。漠不关心，单极晶体管如场效应晶体管仅使用一种充电载体。对于操作目的，BJT在两个连接之间使用两个半导体类型的n型和p型。BJT的主要基本功能是放大电流，它将允许BJT用作放大器或开关，以在电子设备中产生广泛适用性，包括移动电话，工业控制，电视和无线电发射器。有两种不同类型的BJT可用，它们是NPN和PNP。

什么是双极结晶体管(BJT)?

双极结晶体管是一种固态器件，在这些晶体管中，电流在两个端子上流动是发射极和集电极，由第三个端子控制的电流流动是基极。它不同于其他类型的晶体管，即晶体管。场效应晶体管这是输出电流由输入电压控制。BJTS n型和p型的基本符号如下所示。

为什么BJT称为双极？

BJT是一种三端半导体器件，顾名思义，双极晶体管这个术语来源于这样的事实，这种晶体管包括两种半导体材料，如p型(正型)和n型(负型)，电流从这些区域流动。通常，这些晶体管包括硅。

双极连接晶体管的构造

BJT的构建将确定其工作特性。因此，可以通过三个掺杂的半导体部分来完成BJT的结构，该部分通过两个PN结分隔。该晶体管包括三层，即基部，发射极和收集器。这些晶体管有两种类型，即PNP和NPN，其物理结构如下所示。

在NPN中，它包括由一个P域分开的两个n区，而在PNP中，它包括两个p区域并与一个n区域分离。在BJT中，术语双极是指在结构内的电子和孔等电荷载体的利用。

当Pn-结连接基座和发射极区域时，它被称为有关结。类似地，一旦PN-结连接到基座和集电极区，那么就被称为BC结。每个区域的导线单元和这些引线都分别使用C，B＆E的C，B＆E分别用于收集器，基座和发射极。

基部（B） - 区域略微掺杂，与掺杂的发射极端子相比，它是非常薄的，并且具有掺杂的掺杂和稍微掺杂的收集区。NPN和PNP BJT的示意性符号包括以下内容。

BJT的终端

BJT包括三个终端，如底座，发射器和收集器，其简要讨论。NPN和PNP晶体管符号表示可以如下所示。发射极端终端上的箭头符号始终存在，箭头方向将表示由于电荷载波而表示当前流量。

发射器终端

发射端将空穴或电子等载流子发射到另外两个端。基端总是相对于发射极等其他端子反向偏置，因此可以产生绝大多数载波。在BJT中，发射极是掺杂最严重的区域。

发射极-基极结必须在PNP和NPN等晶体管中以转发偏置连接。发射极端向NPN晶体管内的eb结提供电子，而它向PNP晶体管内的同一结提供空穴等电荷载流子。

收藏终端

发射极端终端的反面上的部分将收集称为收集器的发射电荷载波。因此，该终端严重掺杂然而该终端的掺杂水平是基座端子，其是轻掺杂和重掺杂的发射器端子。CB-Anction必须在晶体管中反向偏置。

这种偏置的主要原因是消除CB结的电荷载体。NPN晶体管的集电极端子是收集通过发射极端器发射的电子，而在PNP晶体管中，它会收集通过发射极端器发射的孔。

基地端子

基极是集电极和发射极之间的中心部分，在集电极和发射极之间形成两个PN结。基极是晶体管中掺杂最轻的部分。因此，作为BJT的中心部分，将允许它管理在发射极和集电极终端之间的载流子流动。BE结电阻高，因为该结可以反向偏压连接。

的工作是

基于端子的掺杂类型，双极结晶体管分为两种类型的PNP和NPN。在NPN晶体管中，有两个半导体结具有掺杂有'P'的薄阳极区域，而PNP晶体管包括两个半导体结，其包括掺杂有'n'的薄阴极区域。

电荷在晶体管中的流动是由于载流子在属于不同载流子浓度的两部分之间的扩散。发射极部分与其余层相比掺杂程度较高。

底座和收集器等层都包括相同的电荷载体浓度。因此，在这三个结之间，可以连接到转发偏压和BC结之间的偏向。BJT的操作可以在有效，饱和度和截止等三个不同的区域中完成。

活跃的地区

在这个区域中，一个结以正向偏置连接，而另一个结以反向偏置连接。这里，基极电流(Ib)被用来控制Ic(集电极电流)的数量。因此，有源区域可以主要用于放大的目的，无论晶体管表现为放大器通过增益' β '与下列方程;

IC =βx IB

有源区也叫线性区，它位于两个区之间，就像截止区和饱和区一样。这种晶体管的典型工作发生在这个区域内。

饱和区域

在该区域中，晶体管两者都连接在转发偏压中。因此，在任何地方，该区域主要用于开关的导通状态;

IC = ISAT.

这里，“ISAT”是饱和电流，并且一旦该晶体管连接在饱和区域中，就像发射器一样的两个端子中的最高电流流量。由于这些连接处于转发偏压，因此晶体管类似于短路。

截止区

在这个区域，两个晶体管结以反向偏置连接。在这里，晶体管就像开关的关闭状态一样工作

IC = 0.

在截止区，操作与饱和区完全相反。所以，没有连接外部电源。如果没有集电极电流，那么就没有发射极电流。
在该方法中，晶体管类似于开关的截止状态，并且通过将基极电压降低到发射器的电压以及收集器的电压下，可以实现这种模式。
vbe <0.7

双极连接晶体管的类型

如我们所看到的，半导体提供较少的流量电流在一个方向上，高电阻是另一个方向，我们可以将晶体管称为半导体的器件模式。双极结晶体管由两种类型的晶体管组成。鉴于我们

• 点联系人
• 结晶体管

通过比较两个晶体管，结晶体管使用多于点型晶体管。此外，结晶体管被分为下面给出的两种类型。每个结晶体管都有三个电极，它们是发射器，收集器和底座

• PNP结晶体管
• NPN型晶体管

PNP型结晶体管

在PNP晶体管中，发射器与基座和相对于收集器更积极。PNP晶体管是由3终端设备制成的半导体材料．三个端子是收集器，基座和发射器，晶体管用于切换和放大应用。PNP晶体管的操作如下所示。

通常，集电极端连接到正极，发射极连接到负极，并在发射极或集电极电路中使用电阻。对基极施加电压，使晶体管处于ON/OFF状态。当基极电压与发射极电压相同时，晶体管处于OFF状态。当基极电压相对于发射极降低时，晶体管模式处于ON状态。利用这一特性，晶体管可以同时用于开关和放大器等应用。PNP晶体管的基本图如下所示。

NPN型晶体管结

NPN晶体管与PNP晶体管正好相反。NPN晶体管包含三个与PNP晶体管相同的端子，分别是发射极、集电极和基极。NPN晶体管的工作原理是

通常，通过发射器或集电极或发射器电路给出到集电极端子和对发射极端子的负电源。到基座端子，施加电压，并且它作为晶体管的ONN / OFF状态操作。当基极电压与发射器相同时，晶体管处于关闭状态。如果基准电压相对于发射器增加，则晶体管模式处于ON状态。通过使用该状态，晶体管可以用作两个是放大器和开关的应用。基本符号和NPN配置如下图所示。

Hetero Bipolar Junction.

异质双极结晶体管也是双极结晶体管的类型。它将不同的半导体材料用作发射器和基区，产生异质结。HBT可以处理几百GHz的非常高频的单打，通常它用于超快电路，主要用于射频。其应用用于蜂窝电话和RF功率放大器。

BJT的工作原理

NE结是正向偏压，CB是反向偏置结。CB结的耗尽区域的宽度高于点连接。NE结的前向偏压降低了阻挡势并产生电子从发射极到基座。

底座薄而掺杂，它具有非常少量的孔和从发射器中的电子量少于2％，它在具有孔的基区域中重新组合，并且从基座端子流出。这引起了由于电子和孔的组合引起的基本电流。剩余的大量电子将通过反向偏置集电极结以启动集电极电流。通过使用KCL.我们可以观察数学方程式

我_E= I._B+ I._C

基极电流比发射极和集电极电流要小得多

我_E〜I._C

这里，PNP晶体管的操作与NPN晶体管相同，唯一的差值仅是孔而不是电子。下图显示了有源模式区域的PNP晶体管。

以下是配置

双极连接晶体管包括三个端子装置，使得它可以通过三个可能的方式连接到电路，其中一个终端在其它终端之间是常见的，这意味着在输入和输出之间的一个终端是常见的。每个连接都只是以不同的方式响应输入信号。

公共基本配置

在晶体管的CB配置中，基站在输入和输出信号中是常见的。这里，可以在底座和发射器等两个终端中给出输入信号，而可以在基础和集电极等两个端子中获得输出。在收集器端子处，与发射极端子上的输入信号相比，输出信号很低。

因此，其增益小于1，因此，它衰减信号。此配置的该输出是非反相，因此两个输入以及输出信号都将相位。由于其高电压增益，该公共基本配置不一致。由于其极高的高频响应，这种配置仅用于1相块放大器。这些单相放大器可以使用RF放大器和麦克风预放大器。

CB配置增益

电压增益=AV = VOUT / VIN = IC X RL / IE X RIN

当前增益=集成电路/ ie

阻力增益=RL / RIN.

常见的发射器配置

在这种配置中，发射极端子在输入和输出中是通用的。输入在基极和发射极这两个端子之间，输出在集电极和发射极之间。

可以通过观察电路来简单地识别它。当发射极终端连接到GND时，然后分别从基站和集电极端子获得输入和输出。CE配置包括所有类型配置之间的最大电流和功率增益。

其主要原因是由于输入端位于转发偏置结，因此其输入阻抗极低，而输出端可以从反向偏置结接收。因此，它的输出阻抗非常高。在CE配置中，发射极电流等于基极和集电极电流的量。方程是

IE = IC + IB

从上面的等式中，'IE'是发射极电流。因此，该配置具有最大电流增益，如IC / IB，因为负载电阻可以通过收集器端子串联连接。
从上面的方程可以看出，基极电流的微小增加将影响输出区域的非常大的电流。

该CE配置类似于反相放大器，无论输出信号都朝向输入信号都完全相反。因此，输出信号可以相对于其输入信号在180°移位。

常见的收集器配置

CC配置也被称为发射极跟随器或电压跟随器，包括一个接地的集电极。在CC配置中，集电极端子可以向电源方向接地。

对于两个输入和输出，收集器端子很常见。通过串联连接的负载从发射器获得输出，而输入直接向基座端子提供。该配置包括高输入以及输出阻抗。

这允许它像阻抗匹配器那样执行。因此这种配置在阻抗匹配方法中是非常有用的。

BJT特征

在每个电路配置中的双极晶体管的行为极差，并且相对于输入和输出阻抗产生不同的电路特性，并且类似于电压，功率和电流的增益。BJT的固定特性可以分为下面提到的三个主要组。

输入特性

公共基础（CB）=ΔVEB/ΔIE
公共发射器(CE) = ΔVBE / ΔIB

输出特性

公共基础(CB) = ΔVC / ΔIC
公共发射器(CE) = ΔVC / ΔIC

转移特征

公共基础（CB）=ΔIC/ΔIE
公共发射器（CE）=ΔIC/ΔIB

下面给出不同的晶体管配置特性。

特征	CB	CE	CC
输入阻抗	低的	中等的	高
输出阻抗	非常高的	低的	低的
相位角	0O.	180.O.	0O.
电压增益	高	中等的	低的
电流增益	低的	中等的	高
权力收益	低的	非常高的	中等的

BJT的优点

主要的双极结晶体管的优点包括以下这些。

• 高驾驶能力
• 高频操作
• 数字逻辑家族有一个发射极耦合逻辑用于bts作为数字开关
• 它具有高增益带宽
• 它在高频时具有良好的性能
• 电压增益好
• 它在低功耗或高功率应用中运行
• 它包括最大电流密度。
• 正向电压降低

缺点

主要的双极结型晶体管的缺点包括以下这些。

• 热稳定性较少
• 它产生更多的噪音
• BJT更具辐射的影响。
• 更少的开关频率
• 基本控制很复杂，所以需要熟练的处理。
• 与电压和电流的高闪烁频率相比，切换所花费的时间并不快。

的应用是

以下是BJT中两种不同类型的应用程序

• 切换
• 放大
• 转换器
• 自动开关
• 温度传感器
• 电子开关
• 放大器
• 高驾驶能力
• 检测电路
• 高频操作
• 解调器和调制器
• 数字开关
• 剪子
• 振荡电路

本文提供了关于Bipolar结晶体管，它们的类型，优点，应用和双极连接晶体管的特性的信息。因此，这一切都是关于双极连接晶体管的概述．这是在用独立元件而不是集成电路设计的离散电路中，用于放大各种电子信号的最广泛的器件。2021欧洲杯足球竞猜官方平台这些可在不同形状的几种类型，如BUH515, 2N3055, 2N2219, 2N6487, BD135, BD136和2N222。现在有个问题要问你，市场上有哪些不同种类的晶体管?

我希望文章中的给定信息有助于给出一些良好的信息和对项目的理解。此外，如果您对本文有任何疑问或者2021欧洲杯足球竞猜官方平台电气及电子项目你可以在下面的部分进行评论。有个问题，如果晶体管用于数字电路，它们通常在哪个区域工作?