三極管(bipolar junction transistor,bjt)是一種半導(dǎo)體器件,它主要由兩個 pn 接面和一個夾帶在這兩個 pn 接面之間的夾層組成,分為 pnp 型和 npn 型。三極管具有放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、調(diào)節(jié)電壓和電流等功能。
三極管的工作原理建立在 pn 結(jié)和 pn 結(jié)的偏置控制上。pn 結(jié)可以分為 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體,p 型半導(dǎo)體中有許多空穴,而 n 型半導(dǎo)體中有許多自由電子。當(dāng)兩個半導(dǎo)體晶體接觸時,p 型半導(dǎo)體中空穴會向 n 型半導(dǎo)體中擴(kuò)散,n 型半導(dǎo)體中的自由電子也會向 p 型半導(dǎo)體中擴(kuò)散,形成一個 pn 結(jié)。當(dāng)在 pn 結(jié)兩端施加正向電壓時,會加強(qiáng)擴(kuò)散效應(yīng),使電子和空穴繼續(xù)向原來的方向擴(kuò)散,此時 pn 結(jié)導(dǎo)電;當(dāng)在 pn 結(jié)兩端施加反向電壓時,會壓制擴(kuò)散效應(yīng),此時 pn 結(jié)不導(dǎo)電。
三極管有三個區(qū)域:發(fā)射區(qū)域(emitter)、基極區(qū)域(base)和集電區(qū)域(collector)。p 型和 n 型半導(dǎo)體層通過摻雜技術(shù)形成 pn 結(jié),其中發(fā)射區(qū)域和基極區(qū)域中間夾有另一個狹窄的 pn 結(jié),這個 pn 結(jié)被稱為夾層。當(dāng)在夾層的兩端施加電場時,可以將 pn 結(jié)變?yōu)閷?dǎo)電或截止,從而控制所連接的電路的電流和功率。
三極管廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中,例如集成電路、放大器、振蕩器、開關(guān)電源、放電燈和控制機(jī)器等。例如,在放大器電路中,三極管可以被設(shè)計(jì)用來放大信號的幅度,從而實(shí)現(xiàn)音頻信號、射頻信號的放大。在開關(guān)電源電路中,三極管可以用來轉(zhuǎn)換電路的輸入電壓,從而控制電路輸出的電壓和電流。在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中,三極管可以被用來作為執(zhí)行元件,控制電機(jī)、氣缸等設(shè)備的啟停,完成自動化生產(chǎn)線上的自動化流程控制。
舉個例子,在電子數(shù)碼產(chǎn)品中,三極管被廣泛應(yīng)用于創(chuàng)建數(shù)字信號放大器、電子變換器和振蕩電路等。例如智能手機(jī)中,三極管可以被用來實(shí)現(xiàn)通話、音樂播放、拍照等功能,而高端智能手機(jī)中的攝像頭則通常使用三極管作為圖像傳感器的電流增強(qiáng)器。
綜上所述,三極管是一種重要的半導(dǎo)體器件,廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備和控制系統(tǒng)中,它具有放大電路信號、開關(guān)控制和電源調(diào)節(jié)等重要的功能。人們在日常生活中已經(jīng)離不開三極管所發(fā)揮的作用,從智能手機(jī)到電視機(jī),從電腦到家庭電器,每個電子設(shè)備都使用了三極管,它已成為現(xiàn)代電子技術(shù)的重要基石。