晶体管是如何工作的?

晶体管是如何工作的?
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简介

晶体管是一场革命,早在20世纪30年代,它们就被开发出来并引入市场。他们立即更换了电子电路中笨重的阀门和三极管。从那时起,直到今天,它们被广泛生产和使用。这些微小的三足部件可以被认为是电子领域的垫脚石。

在这篇文章中,我们将试着理解晶体管是如何工作的。

什么是晶体管

就像二极管这些也是有源半导体元件,可在硅和锗类型。

这些基本可以分为NPN和PNP两类。我们不会讨论它的内部成分或掺杂细节,因为解释可能太广泛了,不能局限在一篇文章中。简而言之,NPN型晶体管将相对于地工作,并接受正电压作为触发器,而PNP型晶体管将相对于正电源工作,并将由负电压触发。

它们是如何运作的

上述功能可以用“杠杆”类比来解释。我们都知道,在旋转杠杆的一端施加很小的力,就可以用来移走重物。在电子电路中,晶体管的行为方式是相同的,即小电流施加到它的三个终端(基极)之一时,相对较大的电流允许流过剩下的两个引线(从集电极到发射极)。

自己试试

晶体管如何工作,电路图,图像

通过以下实验,可以在实践中验证上述功能:

  • 以一般用途的NPN晶体管为例,例如:BC547B,保持打印面朝向您,右侧和左侧引线分别被标识为“发射器”和“收集器”,中心引线显然是“基极”。
  • 将LED的阴极(短引线)连接(通过焊接)到“收集器”,也将150欧姆的电阻连接到LED的阳极(长引线)。
  • 将一个10k左右的电阻连接到晶体管的基极上。
  • 最后连接一个正极电源(3到12伏)到150欧姆电阻的自由端,负极电源到晶体管的“发射极”。
  • 如果你发现LED不发光,不要感到困惑,因为这是真正的测试开始的地方。
  • 如图所示,LED可以通过在10k电阻的自由端或晶体管的“基极”施加小电压(>0.6)来开关开和关。
  • 出于测试目的,您可以使用正极电源本身来切换LED。虽然这个电压可能看起来相当大,但实际上由于10 K限流电阻,它的很小一部分到达了“基底”。
  • 这个电阻的尺寸应该根据“收集器”负载(在这种情况下是LED),为电路的正确操作,(公式可以从我以前的一篇文章中获得,“……led的安全电流……”).
  • 如果使用PNP晶体管进行上述实验,只需反转LED和电源电压的极性。

上面的实验一定让你对晶体管的工作原理有了一个清晰的了解。

图片来源:https://www.elementaryelectronics.com/components/transistor/pic%201.jpg