詳解三極體NPN與PNP區別

2020-11-22 電子工程專輯

之前給大家分享過電晶體的知識，今天又繼續為大家分享相關的內容。
在分享三極體NPN和PNP之前，先讓大家來回顧一下三極體的發展史。
在電晶體出現之前，有一種作用和電晶體類似的器件，叫做電子管。
1904年，世界上第一隻電子二極體在英國物理學家弗萊明的手下誕生了。
一種被封閉在玻璃容器（一般為玻璃管）中的陰極電子發射部分、控制柵極、加速柵極、陽極（屏極）引線被焊在管基上，利用電場對真空中的控制柵極注入電子調製信號，並在陽極獲得對信號放大或反饋振蕩後的不同參數信號數據。

電子管用於早期的電視機、收音機擴音機等電子產品，近年來逐漸被半導體材料製作的放大器和集成電路取代，但目前在一些高保真的音響器材中，仍然使用低噪聲、穩定係數高的電子管作為音頻功率放大器件。

缺點：體積大、功耗大、發熱厲害、壽命短、電源利用效率低、結構脆弱而且需要高壓電源等缺點。
優點：負載能力強、線性性能優於電晶體、工作頻率高，高頻大功率領域優於電晶體。
電子的體積很大（相對電晶體），當年（1946年）世界第一臺計算機，使用1.8W個電子管搭建而成，佔地150平方米，重達30噸，耗電功率約150千瓦。

由於電子管存在許多缺點，人類就發明了比電子管更先進的電晶體。
電晶體是一種固體半導體器件，包括二極體、三極體、場效應管、晶閘管等。具有檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調製等多種功能。
1947年12月16日：威廉·邵克雷、約翰·巴頓和沃特·布拉頓成功地在貝爾實驗室製造出第一個電晶體。

電晶體作為一種可變電流開關，能夠基於輸入電壓控制輸出電流。與普通機械開關不同，電晶體利用電訊號來控制自身的開合，而且開關速度可以非常快，實驗室中的切換速度可達100GHz以上。

三極體，全稱應為半導體三極體，也稱雙極型電晶體、晶體三極體，屬於電晶體中的一種。
三極體是一種控制電流的半導體器件。其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號，也用作無觸點開關。

三極體是半導體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極體是在一塊半導體基片上製作兩個相距很近的PN結，兩個PN結把整塊半導體分成三部分，中間部分是基區，兩側部分是發射區和集電區，排列方式有PNP和NPN兩種。
晶體三極體按材料分有兩種：鍺管和矽管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式，但使用最多的是矽NPN和鍺PNP兩種三極體。

1.定義不同

NPN型三極體：由兩塊N型和一塊P型半導體組成，P型半導體在中間，兩塊N型半導體在兩側。三極體是電子電路中最重要的器件，它最主要的功能是電流 放大和開關作用。


PNP型三極體：由2塊P型半導體中間夾著1塊N型半導體所組成的三極體，所以稱為PNP型三極體。也可以描述成，電流從發射極E流入的三極體。

2.電流控制不一樣

NPN：用 B→E 的電流（IB）控制 C→E 的電流（IC）。E極電位最低，且正常放大時通常C極電位最高，即 VC > VB > VE


PNP：用 E→B 的電流（IB）控制 E→C 的電流（IC）。E極電位最高，且正常放大時通常C極電位最低，即 VC < VB < VE

PNP與NPN型傳感器其實就是利用三極體的飽和和截止，輸出兩種狀態，屬於開關型傳感器。 但輸出信號是截然相反的，即高電平和低電平。 NPN輸出是低電平0，PNP輸出的是高電平1。

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