晶体管是一种由半导体材料制成的电子元件,能够放大和开关信号的功能。发明完全改变了电子领域,并为现代电子装备的发展铺平了道路。
晶体管由三个搀杂区域组成,构成两个 PN 结,即发射结和集电结。根据搀杂类型的不同,晶体管可以分为两种主要类型:NPN 型和 PNP 型。
以 NPN 型晶体管为例,工作原理以下:当在基极和发射极之间施加正向电压时,发射区的电子会被推向基区。基区很薄且搀杂浓度低,大部份电子不会与基区的空穴复合,而是穿过基区到达集电区,构成集电极电流。
基极电流对集电极电流有控制作用。当基极电流增加时,更多的电子会被注入到基区,从而致使集电极电流增大。反之,当基极电流减小时,集电极电流也会减小。这样看来,通过控制基极电流,就能够控制集电极电流,实现信号的放大。
晶体管的开关功能可以通过控制基极电流来实现。当基极电流足够大时,晶体管处于导通状态,相当于一个闭合的开关。当基极电流很小时,晶体管处于截止状态,相当于一个断开的开关。
总而言之,晶体管是一种非常重要的电子元件,工作原理是基于半导体材料的特性和 PN 结的特性。晶体管的放大和开关功能使其在各种电子装备中得到运用,比如可以放大器、振荡器、开关电源等等。