三極體來源,及NPN與PNP區別

2020-12-03 strongerHuang

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。

一、回顧歷史

在分享三極體NPN和PNP之前,先給大家分享一些相關基礎知識。

1.電子管

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。

電子管,是一種最早期的電信號放大器件。

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。

電子管優缺點:

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。

2.電晶體

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。

第一枚電晶體模型:

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。

之前還給大家分享了一個視頻:電晶體的工作原理

上面視頻,就是電晶體的基本的工作原理。

3.三極體

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

二、NPN與PNP區別

N:Negative,負極

P:Positive,正極

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

3.輸出狀態不同

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。

今天帶領大家回顧一遍三極體的知識,如果還沒有懂,請回學校讓你老師再教你一般

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