【灯丝碰极与栅极碰极有什么区别】晶体管的识别

晶体管(transistor)是具有检测、整流、放大、开关、调节器、信号调制等多种功能的固体半导体设备。晶体管是可变电流开关，可以根据输入电压控制输出电流。与普通机械开关(如Relay、switch)不同，晶体管使用通信号来控制自身开闭，开关速度非常快，可以在实验室切换到100GHz以上。

晶体管主要分为双极晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)两类。

晶体管有三个磁极。双极晶体管的三个磁极分别为N型和P型，由发射极(Emitter)、基座(Base)和收集器(Collector)组成。场效应晶体管的三个磁极分别是源、栅极和漏极。

晶体管有三种极性，因此有三种使用方法：发射极接地(扩大工程，也称为CE配置)、基座接地(扩大空域，也称为CB配置)、集电极接地(扩大攻势，CC配置，也称为发射台耦合器)。

晶体管的优越性

与电子管相比，晶体管有很多优越性。

1、零部件没有消耗。

不管多么优秀的电子管，都会因为阴极原子的变化和慢性泄漏而逐渐变质。由于技术原因，晶体管制作初期也存在同样的问题。随着材料制作的发展和多方面的改善，晶体管的寿命一般比电子管长100 ~ 1000倍，可以说是永久机构的美名。

2、耗电量很少。

只有电子管的十分之一或几分之一。不是像电子管一样，为了生产自由电子，需要加热电灯。一台晶体管收音机只要几节电池就能听半年，这对电子管收音机来说很难做到。

3、不需要预热。

一开机就工作。例如，晶体管收音机一打开就响，晶体管电视机一打开就出现画面。电子管设备不能做这个。开机后要等一会儿才能听到声音，还能看到画面。显然晶体管在军事、测量、记录等方面非常有优势。

4、坚固可靠

比电子管有100倍，耐冲击、耐振动，这都是电子管无法比拟的。此外，晶体管的尺寸仅为电子管的十分之一到1%，由于发热小，可用于设计小型、复杂、可靠的电路。晶体管的制造工艺精密，但工艺简便，有助于提高零件的安装密度。

晶体管开关

(a)大功率控制

目前，功率晶体管可以控制数百千瓦的功率，使用功率晶体管作为开关有很多优点。

(1)容易熄火，所需辅助部件少；

(2)开关速度快，能以极高的频率工作，

(3)可用元件的耐压范围在100V到700V之间，一切都有。

几年前晶体管的开关能力还不到10千瓦。目前，它已经能控制几百千瓦的电力。这主要是因为物理学家、技术人员和电路设计师的共同努力，提高了功率晶体管的性能。比如说，

(1)增加开关晶体管的有效芯片面积，

(2)技术简化，

(3)晶体管复合——达林顿，

(4)大功率开关用基础驱动技术的发展。

(二)在整流器380V市电中直接工作的晶体管电源开关。

晶体管复合(达林顿)和并联都是有效提高晶体管开关能力的方法。

这些大功率电路中存在的主要问题是布线。高开关速度可以在极短的连接线上产生相当高的干扰电压。

(c)简单优化的基本驱动产生的高性能

今天的基本驱动电路不仅驱动电力晶体管，还保护电力晶体管。这称为“集中保护”(与集中保护相比)。集成电路功能包括：

(1)打开和关闭电源开关。

(2)辅助电源电压监测；

(3)限制最大和最小脉冲宽度。

(4)热保护；

(5)监控开关饱和压降。

集成NPN晶体管概述

NPN晶体管在双极线性集成电路中使用最多，因此质量对电路性能的影响最大。集成NPN晶体管的结构图如图2-69所示。是通过在P型衬底上扩散高度掺杂的N型储层，生长N型外延层，扩散P型基底区、N型发射区和集电极区而制成的。其中N型储层的作用是为了减少集电区的体电阻。

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纵向晶体管与横向晶体管的原理及区别

（1）纵向PNP管：

纵向PNP管也称衬底管，由于结构的关系，内部的载流子沿着纵向运动。这种管子的特点是，管子的基区宽度WB可以准确地控制，而且做得很薄。因此，纵向PNP管的β很大。超β管的β值在2000一5000（α＝0.995-0.9998）。

是以P型衬底作为集电极，因此只有集成元器件之间采用PN结隔离槽的集成电路才能制作这种结构的管子。由于这种结构管子的载流子是沿着晶体管断面的垂直方向运动的，故称为纵向PNP管。这种管子的基区可准确地控制使其很薄，因此它的电流放大系数较大。由于纵向PNP管的集电极必须接到电路中电位的最低点，因而限制了它的应用。在电路中它通常作为射极跟随器使用。

（2）横向PNP管：

这种结构管子的载流子是沿着晶体管断面的水平方向运动的，故称为横向PNP管。由于受工艺限制，基区宽度不可能很小，所以它的值相对较低，一般为十几倍到二、三十倍。横向PNP管的优点是：

发射结和集电结都有较高的反向击穿电压，所以它的发射结允许施加较高的反压；另外它在电路中的连接方式不受任何限制，所以比纵向PNP管有更多的用途。它的缺点是结电容较大，特征频率fT较低，一般为几~几十兆赫。

在集成电路设计中，往往把横向PNP和纵向PNP管巧妙地接成复合组态，构成性能优良的放大器。如镜像电源、微电流源、有源负载、共基—共射、共基—共集放大器等。