晶體管的工作原理

晶體管泛指所有半導(dǎo)體器件，包含N多種類，因此其也具有多種不同的分類方式。晶體管根據(jù)使用材料的不同可分為硅材料晶體管和鍺材料晶體管;根據(jù)極性的不同可分為NPN型晶體管和PNP型晶體管;根據(jù)結(jié)構(gòu)和制造工藝的不同可分為擴(kuò)散型晶體管、合金型晶體管和平面型晶體管;其還可根據(jù)電流容量的不同、工作頻率的不同、封裝結(jié)構(gòu)的不同等分類方式分為不同的種類。但晶體管多指晶體三極管，主要分為雙極性晶體管（BJT）和場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET），接下來(lái)我們就以BJT和FET為例來(lái)講述晶體管的工作原理。

晶體管工作原理——雙極性晶體管

雙極性晶體管，英語(yǔ)名稱為Bipolar Transistor，是雙極性結(jié)型晶體管的簡(jiǎn)稱，由于其具有三個(gè)終端，因此我們通常將其稱為三極管。三極管由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，兩個(gè)PN結(jié)將其分為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，相應(yīng)的產(chǎn)生三個(gè)電極：發(fā)射極、基極和集電極。

三極管的工作原理是醬紫的，首先，電源作用于發(fā)射結(jié)上使得發(fā)射結(jié)正向偏置，發(fā)射區(qū)的自由電子不斷的流向基區(qū)，形成發(fā)射極電流;其次，自由電子由發(fā)射區(qū)流向基區(qū)后，首先聚集在發(fā)射結(jié)附近，但隨著此處自由電子的增多，在基區(qū)內(nèi)部形成了電子濃度差，使得自由電子在基區(qū)中由發(fā)射結(jié)逐漸流向集電結(jié)，形成集電極電流;最后，由于集電結(jié)處存在較大的反向電壓，阻止了集電區(qū)的自由電子向基區(qū)進(jìn)行擴(kuò)散，并將聚集在集電結(jié)附近的自由電子吸引至集電區(qū)，形成集電極電流。

晶體管工作原理——場(chǎng)效應(yīng)晶體管

場(chǎng)效應(yīng)晶體管，英語(yǔ)名稱為Field Effect Transistor，簡(jiǎn)稱為場(chǎng)效應(yīng)管，是一種通過(guò)對(duì)輸入回路電場(chǎng)效應(yīng)的控制來(lái)控制輸出回路電流的器件。可分為結(jié)型和絕緣柵型、增強(qiáng)型和耗盡型、N溝道和P溝道，接下來(lái)我們就以N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例來(lái)對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。

對(duì)應(yīng)于三極管的基極、集電極和發(fā)射極，場(chǎng)效應(yīng)管分別是柵極、漏極和源極。在其柵-源間加負(fù)向電壓、漏-源間加正向電壓以保證場(chǎng)效應(yīng)管可以正常工作。所加負(fù)向電壓越大，在PN結(jié)處所形成的耗盡區(qū)越厚，導(dǎo)電溝道越窄，溝道電阻越大，漏極電流越小;反之，所加負(fù)向電壓越小，在PN結(jié)處所形成的耗盡區(qū)越薄，導(dǎo)電溝道越厚，溝道電阻越小，漏極電流越大。由此通過(guò)控制柵-源間所加負(fù)向電壓完成了對(duì)溝道電流的控制。