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第六組 電子學報告 電晶體構造與特性 組員:22、3、24、35、8 (和真空管的比較 (電晶體因為有以下的優點,因此可以在大多數應用中代替真空…
第六組 電子學報告
電晶體構造與特性
組員:22、3、24、35、8
電晶體
介紹
電晶體由半導體材料組成,至少有三個對外端點(稱為極),(C)集極、(E)射極、(B)基極,其中(B)基極是控制極,電晶體基於輸入的電流或電壓,改變輸出端的阻抗 ,從而控制通過輸出端的電流,因此電晶體可以作為電流開關,而因為電晶體輸出訊號的功率可以大於輸入訊號的功率,因此電晶體可以作為電子放大器。
二極體是由P跟N兩極所構成.
P代表正,裡面佈滿電洞
N代表負,裡面佈滿電子
把二極體在加上一個極就成為電晶體
PNP
二層P型半導体,中間夾以一層很薄的N型半導体,即成PNP型電晶體。
PNP是指當有信號觸發時,信號輸出線out和電源線VCC連接,相當於輸出高電平的電源線。 正信號輸入(可直接用PNP)
種類
PNP-NO(常開型)
PNP-NC(常閉型)
PNP-NC+NO(常開、常閉共有型)
NPN
二層N型半導体,中間夾以一層很薄的P型半導体,即成NPN型電晶體
NPN是指當有信號觸發時,信號輸出線out和0v線連接,相當於輸出低電平,ov。負信號輸入(可直接用NPN)
種類
NPN-NO(常開型)
NPN-NC(常閉型)
NPN-NC+NO(常開、常閉共有型)
和真空管的比較
在電晶體發展之前,真空管是電子設備中主要的功率元件。
電晶體因為有以下的優點,因此可以在大多數應用中代替真空管
沒有因加熱陰極而產生的能量耗損,應用真空管時產生的橙光是因為加熱造成,有點類似傳統的燈泡。
體積小,重量低,因此有助於電子設備的小型化。
工作電壓低,只要用電池就可以供應。
在供電後即可使用,不需加熱陰極需要的預熱期。
可透過半導體技術大量的生產。
放大倍數大。
相較於真空管,電晶體也有以下的限制
矽電晶體會老化及失效。
高功率,高頻的應用中(例如電視廣播),因真空管中的真空有助提昇電子移動率,效果會比電晶體要好。
固體電子元件在應用時比較容易靜電放電。
場效應電晶體(FET)
場效應電晶體利用電子(N通道FET)或是電洞(P通道FET)導通電流。場效應電晶體都有閘極(gate)、汲極(drain)、源極(source)三個極,若不是結型場效應管,還會有一極,稱為體(body)。大部份的場效應電晶體中,體(body)會和源極相連。 在場效應電晶體中,源汲極電流會流過連接源極和汲極之間的通道,導通程度會依閘極和源極之間的電壓產生的電場而定,因此可以利用閘源極電壓控制源汲極電流,做為一個簡單的開關。
雙極性電晶體(BJT)
雙極性電晶體同時利用半導體中的多數載子及少數載子導通,因此得名。雙極性電晶體和場效應電晶體不同,雙極性電晶體是低輸入阻抗的元件。雙極性電晶體也可以設計為受到光照射時導通,因為基極吸收光子會產生光電流,其效應類似基極電流,集極電流一般是光電流的β倍,這類的電晶體一般會在封裝上有一透明窗,稱為光電晶體。
重要性
雖然數以百萬計的單體電晶體還在使用,絕大多數的電晶體是和二極體,電阻器,電容器一起被裝配在微晶片(晶片)上製造完整的電路。靈活性和可靠性使得其成為非機械任務的通用器件,例如數位計算。因為它通常是更便宜而有效,使用電子控制時,可以使用標準積體電路並編寫電腦程式來完成一個機械控制同樣的任務。