晶體管是什么器件_晶體管的控制方式
晶體管是什么器件
晶體管(transistor)是一種固體半導體器件(包括二極管、三極管、場效應管、晶閘管等,有時特指雙極型器件),具有檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調制等多種功能。晶體管作為一種可變電流開關,能夠基于輸入電壓控制輸出電流。與普通機械開關(如Relay、switch)不同,晶體管利用電信號來控制自身的開合,所以開關速度可以非常快,實驗室中的切換速度可達100GHz以上。
嚴格意義上講,晶體管泛指一切以半導體材料為基礎的單一元件,包括各種半導體材料制成的二極管(二端子)、三極管、場效應管、晶閘管(后三者均為三端子)等。晶體管有時多指晶體三極管。
晶體管是規范操作電腦,手機,和所有其 他現代電子電路的基本構建塊。由于其響應速度快,準確性高,晶體管可用于各種各樣的數字和模擬功能,包括放大,開關,穩壓,信號調制和振蕩器。晶體管可獨立包裝或在一個非常小的的區域,可容納一億或更多的晶體管集成電路的一部分。
晶體管的優越性
同電子管相比,晶體管具有諸多優越性:
構件沒有消耗
無論多么優良的電子管,都將因陰極原子的變化和慢性漏氣而逐漸劣化。由于技術上的原因,晶體管制作之初也存在同樣的問題。隨著材料制作上的進步以及多方面的改善,晶體管的壽命一般比電子管長100到1000倍。
消耗電能極少
僅為電子管的十分之一或幾十分之一。它不像電子管那樣需要加熱燈絲以產生自由電子。一臺晶體管收音機只要幾節干電池就可以半年一年地聽下去,這對電子管收音機來說,是難以做到的。
不需預熱
一開機就工作。例如,晶體管收音機一開就響,晶體管電視機一開就很快出現畫面。電子管設備就做不到這一點。開機后,等一會兒才聽得到聲音,看得到畫面。顯然,在軍事、測量、記錄等方面,晶體管是非常有優勢的。
結實可靠
比電子管可靠100倍,耐沖擊、耐振動,這都是電子管所無法比擬的。另外,晶體管的體積只有電子管的十分之一到百分之一,放熱很少,可用于設計小型、復雜、可靠的電路。晶體管的制造工藝雖然精密,但工序簡便,有利于提高元器件的安裝密度。
晶體管的控制方式
晶體管的控制方式為輸入電流控制輸出電流。
晶體管由在基極偏置的正電流驅動(或打開),以控制從集電極到發射極的電流。PNP 型晶體管由在基極偏置的負電流驅動,以控制從發射極到集電極的電流。偏置基極時,需正確使用電阻器以防止過電流。我在試驗板中使用引線零件測試我的示例電路。多數工程師在要上市的新產品設計中使用晶體管時,會使用表面貼裝元器件(比 TO-92 封裝尺寸小許多)。
基極需要正偏置(適當的電壓電平和電阻)才能打開集射結,以獲得合適的電流。此外,負載電阻器 (R1) 的使用也很重要,如此 LED 和晶體管中就不會有過多的電流經過。
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( 發表人:姚遠香 )