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什么是双极晶体管？
2024-4-29 阅读(885)
双极晶体管（Bipolar Transistor）是一种三端半导体器件。
又称结型晶体管，它具有N型和P型半导体之间的PNP或NPN结结构。与空穴或自由电子作为载流子运行的单极晶体管不同，场效应晶体管被称为双极晶体管，因为空穴和自由电子都参与其运行。
双极晶体管的应用
双极晶体管的两个主要功能是放大和开关。
在将小信号增大到足够大的电平的放大器电路中，使用双极晶体管比使用单极晶体管更有利，特别是当需要高放大系数时。双极晶体管在高频下也表现更好。
例如，在需要抑制包含高频成分的开关噪声的电源调节器电路中，使用双极晶体管的电路和使用FET的电路在噪声抑制比等特性上存在显着差异。
双极晶体管仍用于难以转换成IC的小体积产品和高频放大器电路中，但由于它们是电流驱动的，因此比电压驱动的单极晶体管消耗更多的功率。它可能难以用于需要低电流消耗的产品，例如电池供电的设备或便携式设备。
另一方面，开关电路用于控制电流的ON/OFF，但单极晶体管在开关速度和小型化方面更*，因此很少用于此目的。
双极晶体管原理
半导体可分为P型和N型。P型半导体缺乏电子，充满空穴，而N型半导体则电子过剩，充满自由电子。
晶体管是P型和N型半导体的组合，一些双极晶体管由三个区域组成：P、N和P型，而另一些双极晶体管由三个区域组成：N、P和N型。
前者称为PNP晶体管，后者称为NPN晶体管。这三个区域中的每一个都是发射极、基极和集电极，并且每个区域都有与其连接的电极，通过该电极施加电压并流过信号电流。此外，底座非常薄。
将使用NPN晶体管的示例来解释双极晶体管的操作原理，NPN晶体管具有将P型半导体夹在N型半导体之间的结构。
发射极连接参考电压（0V），集电极连接VCC（例如+5V），如果向基极施加正电压，基极电流Ib流向发射极，则将流过β×Ib的电流Ic从集电极流向发射极。这就是利用晶体管进行放大的原理，而电流放大则是双极型晶体管的基本原理。β称为电流放大系数，通常值为100～200左右。在PNP晶体管中，施加的电压和电流的方向相反，但放大原理是相同的。
在开关操作中，通过允许大电流流过基极电流Ib，可以使足够的电流流过连接到集电极的负载。另外，如果基极电流设置为 0A，则没有电流流向负载。通过流过/不流过基极电流Ib来实现流向负载的电流的ON/OFF的开关操作。
