
晶體管這一電子元件,其內部構造是由兩個 PN 結組建而成。詳細來講,晶體管里頭包含發射區、基區以及集電區這三個部分,它們通過不一樣的摻雜手段,在同一塊硅片上被制造出來,進而形成了兩個 PN 結,分別被叫做發射結(處在發射區和基區的交界處)以及集電結(位于基區和集電區之間)。晶體管所具備的三個電極,也就是集電極(用 C 或 c 表示)、基極(B 或 b 表示)和發射極(E 或 e 表示),正好對應著晶體管的這三大區域。
晶體管的工作原理,主要和電流、電壓的調控有關。通常情況下,當晶體管處于正常運作狀態時,發射結會被設置成正向偏置,這樣一來,發射區里的電子便能夠跨越 PN 結,進入到基區當中。由于基區自身非常薄,并且雜質濃度也很低,所以進入到基區的電子,在擴散過程中,會受到集電結電場的影響,大部分電子都會被集電區給收集起來,從而形成了集電極電流。在這個過程里,基極電流對于集電極電流有著相當明顯的控制效果,而這也是晶體管能夠實現放大功能的關鍵所在。
依據結構方面的差異,晶體管能夠分成 PNP 型與 NPN 型這兩種類型。雖然這兩種晶體管在電路里的應用各有不同,但它們的基本工作原理是相似的。在實際的電子設備應用中,晶體管被大量運用在各種場景,像放大器、開關、振蕩器等電子器件里都能看到它的身影。
接下來,咱們詳細解析一下晶體管的結構:
發射區:在晶體管里,發射區是摻雜濃度最高的區域,一般情況下是由 N 型半導體材料制作而成的(若是 PNP 型晶體管,則是 P 型半導體材料)。發射區的主要任務就是給基區提供大量的電子。
基區:基區處在發射區和集電區的中間位置,它是晶體管中摻雜濃度最低,同時也是最薄的區域?;鶇^的主要職責是控制從發射區流向集電區的電子數量。當基極電流出現變化時,基區里的電場也會跟著變化,進而影響到電子的擴散和漂移情況。
集電區:集電區是晶體管中面積最大的區域,通常也是由 N 型半導體材料構成的(PNP 型晶體管中為 P 型半導體材料)。集電區的主要作用是把從發射區經過基區擴散、漂移過來的電子收集起來,進而形成集電極電流。集電區的摻雜濃度比發射區低,但比基區高,這樣的特性使得集電區能夠高效地收集電子,又不會出現飽和現象。
PN 結:發射結和集電結是晶體管里頭兩個極為重要的 PN 結。發射結處于正向偏置狀態時,能夠允許電子從發射區流向基區;而集電結則是處于反向偏置狀態,用于收集從基區擴散過來的電子。這兩個 PN 結相互配合,共同促使晶體管具備了放大以及開關等作用。
總的來說,晶體管是由兩個 PN 結構成的擁有三個引腳的電子器件。它那獨特的結構搭配上工作原理,使得晶體管在如今的電子技術領域里,有著舉足輕重的地位,發揮著至關重要的作用。
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