仙童Fairchild雙極性晶體管*

雙極性晶體管（英語：bipolar transistor），全稱雙極性結(jié)型晶體管（bipolar junction transistor, BJT），俗稱三極管，是一種具有三個終端的電子器件。我公司是美國仙童中國區(qū)總代理，我公司現(xiàn)在有仙童Fairchild雙極性晶體管*，歡迎各位新老客戶前來詢價采購！

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仙童Fairchild雙極性晶體管分類
*，按極性可以分為PNP和NPN兩種，按材料一般可以分為硅管和鍺管，按額定功率分為大功率
和小功率，按封裝可以分為貼片和插件，等等。
車載電子系統(tǒng)中，常用的是小功率硅管，為減小體積多用貼片封裝。
仙童Fairchild雙極性晶體管的基本原理
NPN型仙童Fairchild雙極性晶體管可以視為共用陽極的兩個二極管接合在一起。在仙童Fairchild雙極性晶體管的正常工作狀態(tài)下，基極-發(fā)射極結(jié)（稱這個PN結(jié)為“發(fā)射結(jié)”）處于正向偏置狀態(tài)，而基極-集電極（稱這個PN結(jié)為“集電結(jié)”）則處于反向偏置狀態(tài)。在沒有外加電壓時，發(fā)射結(jié)N區(qū)的電子（這一區(qū)域的多數(shù)載流子）濃度大于P區(qū)的電子濃度，部分電子將擴散到P區(qū)。同理，P區(qū)的部分空穴也將擴散到N區(qū)。這樣，發(fā)射結(jié)上將形成一個空間電荷區(qū)（也成為耗盡層），產(chǎn)生一個內(nèi)在的電場，其方向由N區(qū)指向P區(qū)，這個電場將阻礙上述擴散過程的進一步發(fā)生，從而達成動態(tài)平衡。這時，如果把一個正向電壓施加在發(fā)射結(jié)上，上述載流子擴散運動和耗盡層中內(nèi)在電場之間的動態(tài)平衡將被打破，這樣會使熱激發(fā)電子注入基極區(qū)域。在NPN型晶體管里，基區(qū)為P型摻雜，這里空穴為多數(shù)摻雜物質(zhì)，因此在這區(qū)域電子被稱為“少數(shù)載流子”。
從發(fā)射極被注入到基極區(qū)域的電子，一方面與這里的多數(shù)載流子空穴發(fā)生復合，另一方面，由于基極區(qū)域摻雜程度低、物理尺寸薄，并且集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)，大部分電子將通過漂移運動抵達集電極區(qū)域，形成集電極電流。為了盡量緩解電子在到達集電結(jié)之前發(fā)生的復合，晶體管的基極區(qū)域必須制造得足夠薄，以至于載流子擴散所需的時間短于半導體少數(shù)載流子的壽命，同時，基極的厚度必須遠小于電子的擴散長度（diffusion length，參見菲克定律）。在現(xiàn)代的仙童Fairchild雙極性晶體管中，基極區(qū)域厚度的典型值為十分之幾微米。需要注意的是，集電極、發(fā)射極雖然都是N型摻雜，但是二者摻雜程度、物理屬性并不相同，因此必須將仙童Fairchild雙極性晶體管與兩個相反方向二極管串聯(lián)在一起的形式區(qū)分開來。
仙童Fairchild雙極性晶體管結(jié)構(gòu)
一個仙童Fairchild雙極性晶體管由三個不同的摻雜半導體區(qū)域組成，它們分別是發(fā)射極區(qū)域、基極區(qū)域和集電極區(qū)域。這些區(qū)域在NPN型晶體管中分別是N型、P型和N型半導體，而在PNP型晶體管中則分別是P型、N型和P型半導體。每一個半導體區(qū)域都有一個引腳端接出，通常用字母E、B和C來表示發(fā)射極（Emitter）、基極（Base）和集電極（Collector）。
基極的物理位置在發(fā)射極和集電極之間，它由輕摻雜、高電阻率的材料制成。集電極包圍著基極區(qū)域，由于集電結(jié)反向偏置，電子很難從這里被注入到基極區(qū)域，這樣就造成共基極電流增益約等于1，而共射極電流增益取得較大的數(shù)值。從右邊這個典型NPN型仙童Fairchild雙極性晶體管的截面簡圖可以看出，集電結(jié)的面積大于發(fā)射結(jié)。此外，發(fā)射有相當高的摻雜濃度。
在通常情況下，仙童Fairchild雙極性晶體管的幾個區(qū)域在物理性質(zhì)、幾何尺寸上并不對稱。假設連接在電路中的晶體管位于正向放大區(qū)，如果此時將晶體管集電極和發(fā)射極在電路中的連接互換，將使晶體管離開正向放大區(qū)，進入反向工作區(qū)。晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了它適合在正向放大區(qū)工作，所以反向工作區(qū)的共基極電流增益和共射極電流增益比晶體管位于正向放大區(qū)時小得多。這種功能上的不對稱，根本上是緣于發(fā)射極和集電極的摻雜程度不同。因此，在NPN型晶體管中，盡管集電極和發(fā)射極都為N型摻雜，但是二者的電學性質(zhì)和功能*不能互換。發(fā)射極區(qū)域的摻雜程度zui高，集電極區(qū)域次之，基極區(qū)域摻雜程度zui低。此外，三個區(qū)域的物理尺度也有所不同，其中基極區(qū)域很薄，并且集電極面積大于發(fā)射極面積。由于仙童Fairchild雙極性晶體管具有這樣的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，因此可以為集電結(jié)提供一個反向偏置，不過這樣做的前提是這個反向偏置不能過大，以致于晶體管損壞。對發(fā)射極進行重摻雜的目的是為了增加發(fā)射極電子注入到基極區(qū)域的效率，從而實現(xiàn)盡量高的電流增益。
仙童Fairchild雙極性晶體管*
在仙童Fairchild雙極性晶體管的共射極接法里，施加于基極、發(fā)射極兩端電壓的微小變化，都會造成發(fā)射極和集電極之間的電流發(fā)生顯著變化。利用這一性質(zhì)，可以放大輸入的電流或電壓。把仙童Fairchild雙極性晶體管的基極當做輸入端，集電極當做輸出端，可以利用戴維南定理分析這個二端口網(wǎng)絡。利用等效的原理，可以將仙童Fairchild雙極性晶體管看成是電壓控制的電流源，也可以將其視為電流控制的電壓源。此外，從二端口網(wǎng)絡的左邊看進去，基極處的輸入阻抗減小到基極電阻的，這樣就降低了對前一級電路的負載能力的要求。
NPN型
NPN型晶體管是兩種類型仙童Fairchild雙極性晶體管的其中一種，由兩層N型摻雜區(qū)域和介于二者之間的一層P型摻雜半導體（基極）組成。輸入到基極的微小電流將被放大，產(chǎn)生較大的集電極-發(fā)射極電流。當NPN型晶體管基極電壓高于發(fā)射極電壓，并且集電極電壓高于基極電壓，則晶體管處于正向放大狀態(tài)。在這一狀態(tài)中，晶體管集電極和發(fā)射極之間存在電流。被放大的電流，是發(fā)射極注入到基極區(qū)域的電子（在基極區(qū)域為少數(shù)載流子），在電場的推動下漂移到集電極的結(jié)果。由于電子遷移率比空穴遷移率更高，因此現(xiàn)在使用的大多數(shù)仙童Fairchild雙極性晶體管為NPN型。
NPN型仙童Fairchild雙極性晶體管的電學符號如右圖，基極和發(fā)射極之間的箭頭指向發(fā)射極。
PNP型
仙童Fairchild雙極性晶體管的另一種類型為PNP型，由兩層P型摻雜區(qū)域和介于二者之間的一層N型摻雜半導體組成。流經(jīng)基極的微小電流可以在發(fā)射得到放大。也就是說，當PNP型晶體管的基極電壓低于發(fā)射極時，集電極電壓低于基極，晶體管處于正向放大區(qū)。
在仙童Fairchild雙極性晶體管電學符號中，基極和發(fā)射極之間的箭頭指向電流的方向，這里的電流為電子流動的反方向。與NPN型相反，PNP型晶體管的箭頭從發(fā)射極指向基極。