什麼是晶體管？定義、部件、工作原理和用途

介紹

電晶體是微小的半導體裝置，對控制和調節電路中的電壓和電流至關重要。因此，它們可以充當電路中的開關或放大器。晶體管仍然是現代電子裝置的基礎。因此，從電腦晶片到智慧型手機，各種設備中都能找到它們的身影。

很容易理解為什麼我們現在需要晶體管。我們將深入探討 電晶體 確保您充分了解它們的工作原理、應用、零件等。

電晶體的部件

當你看 電晶體符號你會發現它有三個主要部分：發射極、基極和集極。這三個端子對於晶體管的性能至關重要，無論它是用作放大器還是開關。

發射器

發射極充當電晶體的負極。電子的起源就在這裡。射極通常摻雜高濃度的導電材料，例如鋁或銅。

根據

與射極相比，集電極通常摻雜較少。它充當晶體管的控制端，控制電子從發射極流向集電極。

集電極

這是電晶體的正極。顧名思義，它充當發射極電子的汲極。它比基極和發射極大，但摻雜程度適中。這部分由導電性較差的材料製成，例如矽。

電晶體的工作原理

一個 晶體管收音機 電晶體的工作原理是控制電子的流動，使其充當開關或放大器。這可以透過在電晶體的基極施加小電流或電壓來實現。現在，它能夠調節發射極和集電極之間的較大電流。這種控制電流的能力對於建構放大器、邏輯閘以及許多類型的電子電路至關重要。

當控制訊號施加到電晶體的基極或閘極時，電晶體的開關功能就會運作。這使得電晶體能夠透過允許或阻止電路中的電流流動，充當開關或電子閘。

至於放大功能，當基極控制基極和射極之間通過的電流量時，電晶體也可以放大電子訊號。因此，根據類型的不同，輸出訊號可以有更高的電流。

電晶體的類型

現在您已經了解了 電晶體定義我們也可以看看晶體管的類型。這有助於您了解哪種類型的晶體管適合您的應用。電晶體主要有兩種類型，包括雙極接面電晶體 (BJT) 和場效電晶體 (FET)。

雙極接面電晶體 (BJT)

這些是電流控制的設備。在它下面，我們有 NPN電晶體 和 PNP電晶體。

對於 NPN 電晶體，它有三個半導體層。分別是 N 型、P 型和 N 型。電流將從射極流向集電極，取決於控制該電流量的基極。

PNP電晶體也具有三個半導體層，但與NPN電晶體相反。在這種情況下，您將獲得P型，N型和P型半導體層。

場效電晶體

在這種情況下，你會遇到電壓控制電晶體。例如JFET、MOSFET等等。

結型場效電晶體或 JFET 具有控制電路中電流的半導體接面。

這 金屬氧化物半導體場效電晶體 （MOSFET）使用閘極電壓來控制從射極流向集極的電流量。

您可能會遇到各種類型的 MOSFET，每種類型的 MOSFET 都有不同的應用，具體取決於其結構。

電晶體的應用

自從 晶體管收音機發明了， 我們已經見識過晶體管的許多應用。這進一步展現了晶體管的靈活性。以下是晶體管最常見的應用。

• 晶體管可以充當放大器。它們可以放大音訊設備、無線電發射器和其他設備中的微弱訊號，從而獲得更清晰、更強大的輸出。
• 不過，電晶體作為放大器，也是訊號處理的理想選擇。它們會放大訊號，使其更清晰、更強勁。
• 電晶體也可以充當開關。這適用於數位電路和類比電路。它們的作用是控制電流和電壓。在起搏器等電子設備中，它們可以確保電路平穩運作。
• 作為電門，你期望它們能夠像邏輯閘一樣正常工作。這些是建構用於電腦、消費性電子和工業控制等應用的數位電路的基礎。
• 電晶體還可以嵌入微晶片中，確保它們能夠執行強大而複雜的運算任務。正因如此，助聽器、收音機和手機才會經常出現晶體管。

電晶體的優點

• 電晶體比真空管更小。其尺寸和便攜性使其成為緊湊型便攜式電子設備的理想選擇。
• 晶體管通常功耗更低，產生的熱量也更少。這對於任何類型的電路都至關重要，可以降低熱量並減少功耗。這有助於延長電池壽命。
• 晶體管通常更耐用並且可以承受粗暴的操作。
• 由於可以在單一電子晶片上製造大量晶體管，因此可以設計和建構複雜的積體電路，例如微處理器。
• 電晶體的低壓工作特性使其能夠在低電壓電源下工作。這可以提高安全性、降低成本，並在電路設計時實現更嚴格的電氣間隙。
• 由於電晶體不需要匹配變壓器，因此電路設計進一步簡化，特別是對於低阻抗負載。
• 訊號放大和開關功能使電晶體用途廣泛，可用於不同類型的電子設備。

電晶體的局限性

• 晶體管很容易損壞，尤其是靜電損壞。這意味著你需要小心地處理和接地晶體管。
• 有時，晶體管的性能可能會受到限制。例如，晶體管在極高頻率下工作可能會遇到困難。這是由於結電容和渡越時間效應所造成的。
• 晶體管不可避免地會老化和失效。它們的性能會隨著時間的推移而下降並失效，但它們的使用壽命通常相當長。

如何測試或檢查電晶體

你如何測試 鍺電晶體在本例中，我們將使用設定為二極體模式的萬用電錶來檢查電晶體是否處於良好狀態。步驟如下。

1. 將萬用電表設定為二極體測試模式。旋轉刻度盤，使其指向二極體符號即可。
2. 首先測試基極到射極的連接。將正極探針連接到基極，將負極探針連接到射極。對於 NPN 電晶體，電壓降約為 0.7V，而對於 PNP 電晶體，則沒有讀數。如果反轉探針，結果則相反。
3. 接下來，測試基極到集極的連接。將正極探針連接到基極，負極探針連接到集極。 NPN電晶體顯示電壓降約為0.7V，而PNP電晶體顯示電壓降為零，因為此時電晶體處於開路狀態。如果反轉探針，結果可能正好相反。
4. 若要測試射極到集極的連接，請將正極探針連接到射極，將負極探針連接到集電極。好的電晶體在兩個方向上都沒有讀數，因為此時電晶體處於開路狀態。如果在任何一個方向上都有讀數，則晶體管可能有故障。

結論

晶體管在現代電子裝置中仍然至關重要。它們既能充當開關，又能充當放大器，因此用途廣泛。正因如此，如今各種電子產品中都能見到它們的身影。它們也非常適合設計成更小的元件，例如微處理器，從而實現複雜的電路設計。請務必按照建議使用晶體管，這樣應該可以獲得不錯的效果。