在我們的 電子元件部 我們已經足夠討論不同類型的商用電晶體。現在是時候深入研究廣泛使用的晶體管了，它是 BJT電晶體， 即雙極電晶體，存在於我們日常使用的許多電子設備中。
這樣你就可以 了解有關這些電晶體的更多資訊以及與單極電晶體的差異...
什麼是半導體？
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- 索尼DSC
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很多 半導體 它們是導電率介於導體和絕緣體之間的材料。與金屬（良導體）和非金屬（絕緣體或電介質）不同，半導體佔據獨特的位置，使其可以被操縱以控制電流的流動。
Su 晶體結構通常由矽或鍺等元素組成，對於理解其行為至關重要。這些材料的原子形成晶體結構，其中電子在能帶中的原子之間共享。價帶包含與原子緊密結合的電子，而導帶則包含可以自由移動的電子。
很多 半導體材料 它們對於先進電子設備的製造至關重要。矽是最常用的半導體之一，在工業中無所不在，是晶片和微處理器的基礎。除了矽之外，鍺是另一種常見的半導體材料，已在較舊的技術中使用。砷化鎵 (GaAs) 和磷烯等半導體化合物也變得越來越重要，特別是在高頻和光電應用中。這些材料可用於製造發光二極管 (LED)、高頻電晶體和先進感測器等設備，展現了處於技術創新前沿的半導體的多功能性和活力。
貨運載體和電子駕駛
La 半導體的導電能力 在於其產生電荷載子的能力。電荷載子可以是帶負電的電子或帶正電的“電洞”，它們是由從價帶轉移到導帶的電子產生的。
當電壓施加到半導體上時，電子 可以從價帶移動到導帶，產生電流。這種現象稱為電子傳導，對於電子設備的運作至關重要。
摻雜劑（雜質）
改善和控制半導體的電氣性能， 透過稱為摻雜的過程將故意的雜質引入玻璃中。摻雜劑原子可以是施主類型（添加額外的電子）或受主類型（產生電洞），也就是說，第一種是所謂的N型半導體，第二種是P型半導體。
摻雜劑將額外的能階引入 禁帶，允許更好地控制電子駕駛。摻雜劑的一些常見例子是矽的磷（施主）和硼（受主）。透過這種方式，可以建立區域或接面來創建二極體（基本上是單一 PN 接面）或半導體（通常是三個區域）等裝置，我們稍後會看到。
半導體類型：本徵半導體和外徵半導體
另一方面，要了解 BJT，了解什麼也很重要 半導體類型 它們是存在的，例如：
- 固有的：當半導體中未添加雜質時，它被歸類為本徵半導體。在這種情況下，導電僅歸因於電荷載子（電子電洞對）的熱生成。
- 外在：它們是故意摻雜雜質的結果。 N型（負）半導體是透過添加施主摻雜劑而獲得的，而p型（正）半導體是透過添加受主摻雜劑形成的。這些製程允許根據應用的具體需求調整半導體的電性能。
PN結簡介
La PN結 它是半導體電子學中的一個基本概念，為創建二極體和電晶體等裝置奠定了基礎。當半導體材料的兩個區域結合在一起時，就會形成 PN 結。這些區域是 P 型區域（其中正電荷載子或電洞的濃度占主導地位）和 N 型區域（其中負電荷載子或電子的濃度占主導地位）。這兩個區域之間的過渡形成了具有特殊電氣特性的獨特介面。
La PN結的形成 它通常透過稱為摻雜的過程發生，其中故意將雜質引入到半導體材料中。正如我之前提到的，在 P 型區域中，使用受主摻雜劑（例如硼），而在 N 型區域中，使用施主摻雜劑（例如磷）。該過程在結上產生電荷載子的濃度梯度，從而建立勢壘。
至於 行為 此 PN 結在不同方向極化時具有獨特的特性：
- En 正向極化，沿著有利於電流流過結的方向施加電壓。在這種情況下，電荷載子穿過勢壘，從而實現導電。
- 相反，在 反向極化，施加的電壓對抗勢壘，阻礙電流的流動。在這種狀態下，PN結的作用就像一個二極體，允許一個方向導通，並阻止相反方向的導通。
PN結是許多電子裝置的基礎。例如，二極體利用 PN 接面的特性來允許電流沿著一個方向流動並阻止電流沿著另一個方向流動。電晶體是數位邏輯和訊號放大的基礎，也是使用各種 PN 結構建造的，就像可以具有 NPN 或 PNP 結的 BJT 一樣...
什麼是 BJT 電晶體？
El 雙極接面電晶體（BJT 或雙極接面電晶體） 它是一種固態電子元件，由兩個非常靠近的 PN 結組成，允許電流增加、電壓降低以及控制流經其端子的電流。此類電晶體的傳導涉及兩種極性的電荷載子（正電洞和負電子）。 BJT 廣泛用於類比電子和一些數位電子應用，例如 TTL 或 BiCMOS 技術。
La 雙極電晶體的歷史可以追溯到 1947 年，當時約翰·巴丁（John Bardeen）和沃爾特·豪瑟·布拉頓（Walter Houser Brattain）在貝爾電話公司發明了點接觸雙極晶體管。後來，William Shockley 在 1948 年開發了雙極接面電晶體。儘管它們在幾十年來一直是必不可少的，但隨著數位積體電路中 CMOS 技術的發展，它們的使用已經下降。
BJT 的結構包括 三個地區:
- 射極（高摻雜並用作電荷發射極）
- 基極（縮小並將射極與集極分開）
- 收集器（更大的擴展）。
外延沉積是常見的製造技術。在正常操作中，基極-射極接面正向偏壓，而基極-集極接面反向偏壓。其工作原理涉及 極化 基極-射極接面的直接極化和基極-集極接面的反向極化。電子從發射極注入集電極，從而實現訊號放大。 BJT 的特點是輸入阻抗低，可以建模為壓控電流源或電流控制電流源。
雙極電晶體操作
至於操作，我們在 NPN 配置的雙極接面電晶體 (BJT) 中， 基極-射極為正向極化，基極-集極接面為反向極化。。熱攪動使得來自發射極的電荷載子在基極和集電極之間的電場驅動下穿過發射極-基極勢壘並到達集電極。在典型操作中，基極-射極接面正向偏壓，允許電子注入基極區域並向集電極行進。基極區域必須很薄，以最大限度地減少到達基極-集極接面之前的載子複合。集極-射極電流可以由基極-射極電流（電流控制）或基極-射極電壓（電壓控制）控制。在 PNP 電晶體中，情況正好相反...
與單極電晶體的區別
電晶體可分為兩大類：雙極和單極。這 主要區別 我們在兩者之間發現的是：
- BJT 或雙極性：與單極電晶體一樣，雙極電晶體也有正電荷載子和負電荷載子，即其結構中具有 P 和 N 摻雜區。至於極化，可以是正極化，也可以是反極化，取決於需要，可以是NPN型或PNP型。至於工作模式，它們可以工作在主動模式、截止模式和飽和模式下。它們是電流控制的，並具有以字母 β (beta) 表示的電流增益。這種情況下的功率損耗高於單極電晶體，且其速度通常比單極電晶體慢。因此，它們經常用於類比訊號放大器和低頻開關等。 BJT 更容易受到噪音的影響。
- FET 或單極：單極或場效電晶體也使用電荷載流子，但這裡有電子或電洞，取決於類型。這裡的主要極化是相反的，並且工作模式主要處於飽和狀態。在這種情況下，我們有壓控電晶體。在這種情況下，電流增益由跨導表示，功率損耗小於雙極型，且速度更快。因此，它們通常用於高頻開關和數位電路。單極不易受雜訊影響。
BJT型（NPN和PNP）
正如我在文章的幾個部分中評論的那樣，有 兩種主要類型 BJT電晶體的數量：
- NPN 電晶體： 它們是雙極電晶體的兩種基本類型之一的一部分，其中字母“N”和“P”表示裝置各個區域中存在的大多數電荷載子。目前，大多數雙極電晶體都是NPN型，因為電子的遷移率高於半導體中「電洞」的遷移率，從而允許更高的電流和更高的運行速度。 NPN電晶體的結構包括一層P摻雜半導體材料，稱為“基極”，位於兩層N摻雜材料之間。在共射極配置中，流入基極的小電流在基極處放大。歧管的輸出。 NPN 電晶體符號包括指向發射極端子的箭頭以及裝置有效運作期間常規電流的方向。
- PNP電晶體：第二種類型的雙極電晶體，它們具有字母“P”和“N”，表示裝置不同區域中的多數電荷。雖然現在不太常見，但 PNP 電晶體由兩層 P 摻雜材料之間的一層 N 摻雜半導體材料組成。在典型操作中，集極接地，發射極連接到源極的正極端子。透過外部電力負載供電。流入基極的小電流可以使更大的電流從射極流向集極。 PNP 電晶體符號中的箭頭位於發射極端子上，並指向裝置有效工作期間常規電流的方向。儘管 NPN 電晶體的普及率較低，但由於其性能更好，在大多數情況下都是首選。
您可以在上圖中看到所有詳細資訊。
BJT 的應用
雙極接面電晶體 (BJT) 用於多種領域 在電子領域的應用，我之前已經評論過一些案例，但在這裡我向您展示了這些晶體管的一些主要應用或用途的清單：
- 訊號放大： BJT 通常用於放大音訊和射頻電路中的微弱訊號，例如來自感測器或麥克風的訊號。
- 換向： 它們用於控制數位和邏輯電路（例如電子開關）中的電流切換，以實現邏輯閘。
- 功率放大器： 它們用於音訊系統和 RF（射頻）放大器的功率放大級。事實上，這些電晶體最初設計的應用之一就是用於取代先前的真空管。
- 能源： 它們可以配置為輸出恆定電流，這在某些電流基準電路和應用中非常有用。您也會在穩壓器系統或電路中找到它們，以在電源輸出端保持恆定電壓。
- 振盪器： 它們在振盪器電路中用於產生週期訊號，例如在正弦波產生器中。
- 射頻放大： 在通訊系統中，BJT 用於射頻訊號放大級。
- 幅度和頻率調製： 它們用於調製電路中以改變音頻或射頻信號的特性。它們還可以在一些感測器或檢測器中實現來處理訊號。
如何檢查 BJT 電晶體
檢查 BJT 電晶體對於確保其正常運作非常重要。如果你想知道怎麼做，只需要一個萬用電錶或具有此功能的萬用電錶來檢查雙極電晶體。進行的方法非常簡單，您只需按照以下步驟操作即可：
- 三極體 NPN：首先，您必須確定電晶體包含的射極 (E)、基極 (B) 和集電極 (C) 端子或引腳。根據型號的不同，您可以查閱數據表以了解更多詳細信息，儘管它很容易了解。一旦您確定了手邊的端子和萬用電表，接下來就是將引腳正確插入插槽中以實現此目的。如果您的萬用電表沒有此功能，您可以使用其他替代方法：
- 將萬用電錶置於電晶體測試模式，即轉動滾輪選擇測量直流電壓（V—）的符號。
- 用萬用電錶探頭觸摸所需的引腳：
- 當您檢查 BE 或基極-射極接面時，您應該在螢幕上看到 0.6 到 0.7v 之間的電壓讀數，具體取決於電晶體。
- 當您檢查 BC 或基極-集極接面時，請觸摸這些其他端子，電壓讀數應與上述類似。
- 若要檢查目前增益 (hFE)，請將選擇轉盤轉到 hFE 功能。並且透過用探針接觸發射極和基極，以及發射極和集電極來確定增益hFE，這將是兩者之間的關係。
- 三極體 PNP：在另一種情況下，驗證類似，只是與 NPN 的驗證方式相反。
如果獲得的結果超出預期值，則電晶體將表示其無法工作或有缺陷，需要更換。
哪裡可以買 BJT
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