
晶体管这一电子元件,其内部构造是由两个 PN 结组建而成。详细来讲,晶体管里头包含发射区、基区以及集电区这三个部分,它们通过不一样的掺杂手段,在同一块硅片上被制造出来,进而形成了两个 PN 结,分别被叫做发射结(处在发射区和基区的交界处)以及集电结(位于基区和集电区之间)。晶体管所具备的三个电极,也就是集电极(用 C 或 c 表示)、基极(B 或 b 表示)和发射极(E 或 e 表示),正好对应着晶体管的这三大区域。
晶体管的工作原理,主要和电流、电压的调控有关。通常情况下,当晶体管处于正常运作状态时,发射结会被设置成正向偏置,这样一来,发射区里的电子便能够跨越 PN 结,进入到基区当中。由于基区自身非常薄,并且杂质浓度也很低,所以进入到基区的电子,在扩散过程中,会受到集电结电场的影响,大部分电子都会被集电区给收集起来,从而形成了集电极电流。在这个过程里,基极电流对于集电极电流有着相当明显的控制效果,而这也是晶体管能够实现放大功能的关键所在。
依据结构方面的差异,晶体管能够分成 PNP 型与 NPN 型这两种类型。虽然这两种晶体管在电路里的应用各有不同,但它们的基本工作原理是相似的。在实际的电子设备应用中,晶体管被大量运用在各种场景,像放大器、开关、振荡器等电子器件里都能看到它的身影。
接下来,咱们详细解析一下晶体管的结构:
发射区:在晶体管里,发射区是掺杂浓度最高的区域,一般情况下是由 N 型半导体材料制作而成的(若是 PNP 型晶体管,则是 P 型半导体材料)。发射区的主要任务就是给基区提供大量的电子。
基区:基区处在发射区和集电区的中间位置,它是晶体管中掺杂浓度最低,同时也是最薄的区域。基区的主要职责是控制从发射区流向集电区的电子数量。当基极电流出现变化时,基区里的电场也会跟着变化,进而影响到电子的扩散和漂移情况。
集电区:集电区是晶体管中面积最大的区域,通常也是由 N 型半导体材料构成的(PNP 型晶体管中为 P 型半导体材料)。集电区的主要作用是把从发射区经过基区扩散、漂移过来的电子收集起来,进而形成集电极电流。集电区的掺杂浓度比发射区低,但比基区高,这样的特性使得集电区能够高效地收集电子,又不会出现饱和现象。
PN 结:发射结和集电结是晶体管里头两个极为重要的 PN 结。发射结处于正向偏置状态时,能够允许电子从发射区流向基区;而集电结则是处于反向偏置状态,用于收集从基区扩散过来的电子。这两个 PN 结相互配合,共同促使晶体管具备了放大以及开关等作用。
总的来说,晶体管是由两个 PN 结构成的拥有三个引脚的电子器件。它那独特的结构搭配上工作原理,使得晶体管在如今的电子技术领域里,有着举足轻重的地位,发挥着至关重要的作用。
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