【高斯摩分享】 什么是雙極晶體管？

 雙極晶體管（Bipolar Transistor）是一種三端半導(dǎo)體器件。

又稱結(jié)型晶體管，它具有N型和P型半導(dǎo)體之間的PNP或NPN結(jié)結(jié)構(gòu)。與空穴或自由電子作為載流子運行的單極晶體管不同，場效應(yīng)晶體管被稱為雙極晶體管，因為空穴和自由電子都參與其運行。

雙極晶體管的應(yīng)用

雙極晶體管的兩個主要功能是放大和開關(guān)。

在將小信號增大到足夠大的電平的放大器電路中，使用雙極晶體管比使用單極晶體管更有利，特別是當(dāng)需要高放大系數(shù)時。雙極晶體管在高頻下也表現(xiàn)更好。

例如，在需要抑制包含高頻成分的開關(guān)噪聲的電源調(diào)節(jié)器電路中，使用雙極晶體管的電路和使用FET的電路在噪聲抑制比等特性上存在顯著差異。

雙極晶體管仍用于難以轉(zhuǎn)換成IC的小體積產(chǎn)品和高頻放大器電路中，但由于它們是電流驅(qū)動的，因此比電壓驅(qū)動的單極晶體管消耗更多的功率。它可能難以用于需要低電流消耗的產(chǎn)品，例如電池供電的設(shè)備或便攜式設(shè)備。

另一方面，開關(guān)電路用于控制電流的ON/OFF，但單極晶體管在開關(guān)速度和小型化方面更*，因此很少用于此目的。

雙極晶體管原理

半導(dǎo)體可分為P型和N型。P型半導(dǎo)體缺乏電子，充滿空穴，而N型半導(dǎo)體則電子過剩，充滿自由電子。

晶體管是P型和N型半導(dǎo)體的組合，一些雙極晶體管由三個區(qū)域組成：P、N和P型，而另一些雙極晶體管由三個區(qū)域組成：N、P和N型。

前者稱為PNP晶體管，后者稱為NPN晶體管。這三個區(qū)域中的每一個都是發(fā)射極、基極和集電極，并且每個區(qū)域都有與其連接的電極，通過該電極施加電壓并流過信號電流。此外，底座非常薄。

將使用NPN晶體管的示例來解釋雙極晶體管的操作原理，NPN晶體管具有將P型半導(dǎo)體夾在N型半導(dǎo)體之間的結(jié)構(gòu)。

發(fā)射極連接參考電壓（0V），集電極連接VCC（例如+5V），如果向基極施加正電壓，基極電流Ib流向發(fā)射極，則將流過β×Ib的電流Ic從集電極流向發(fā)射極。這就是利用晶體管進(jìn)行放大的原理，而電流放大則是雙極型晶體管的基本原理。β稱為電流放大系數(shù)，通常值為100～200左右。在PNP晶體管中，施加的電壓和電流的方向相反，但放大原理是相同的。

在開關(guān)操作中，通過允許大電流流過基極電流Ib，可以使足夠的電流流過連接到集電極的負(fù)載。另外，如果基極電流設(shè)置為 0A，則沒有電流流向負(fù)載。通過流過/不流過基極電流Ib來實現(xiàn)流向負(fù)載的電流的ON/OFF的開關(guān)操作。