晶体管原理（什么是晶体管？）

　　晶体管原理（什么是晶体管？）
　　令人惊讶的是，首个可运行晶体管于 1947 年 12 月 23 日面世，距今已有 70 年！1 晶体管或许是人们发明的最具革命性的元器件之一。它的出现为集成电路、微处理器以及计算机内存的产生奠定了基础。
　　何为晶体管？
　　晶体管又称双极结型晶体管 (BJT)，是由电流驱动的半导体器件，用于控制电流的流动，其中，基极引线中的较小电流控制集电极和发射极之间较大的电流。它们能用于放大弱信号，用作振荡器或开关。
　　晶体管通常由硅晶体制成，采用 N 和 P 型半导体层相互夹合形式。
　　晶体管密闭并封装在塑料或金属圆柱形外壳中，带有三根引线。
　　晶体管如何工作？
　　我们将以 NPN 晶体管为例，来说明晶体管的工作原理。要了解这类元件如何作为开关运作，方法很简单，即想像水流流经阀门控制的水管即可。水压代表＂电压＂，流经水管的水流代表＂电流＂。
　　大水管代表集电/发射结，中间由阀门隔开，图中阀门以灰色椭圆形表示，像一块活动的挡板，由代表基极的小水管中的水流进行致动。阀门保持从集电极到发射极的水压。
　　当水流流经较小的水管（基极）时，将打开集电/发射结之间的阀门，让水流经过发射极流向地面（地面表示所有水或电压/电流的回路）。
　　为您的应用选择晶体管
　　如果只是想要打开电路或是开启负载，您应当考虑以下几点。确定您是想要通过正电流还是负电流（即分别为 NPN 或 PNP 类型）来偏置或激励晶体管开关。
　　NPN 晶体管由在基极偏置的正电流驱动（或打开），以控制从集电极到发射极的电流。PNP 型晶体管由在基极偏置的负电流驱动，以控制从发射极到集电极的电流。
　　确定偏置电压后，所需的下一个变量是负载工作所需的电压和电流量。这些变量将成为晶体管的最小额定电压和电流。下表 1 和 2 提供了一些常见晶体管及其主要规格，包括其电压和电流限制。
　　晶体管，NPN 和 PNP，引线式和表面贴装式
　　表 1.常见引线式和表面贴装式 NPN 和 PNP 晶体管。
　　晶体管，NPN 和 PNP，金属圆柱形封装
　　表 2.常见金属圆柱形封装的 NPN 和 PNP 晶体管。
　　晶体管电路示例
　　显示的电路示例，通过激励基极打开集射结，或者通过滑动开关向基极施加 5 伏电压从而偏置晶体管以将其打开。该示例将点亮作为负载使用的 LED。
　　偏置基极时，需正确使用电阻器以防止过电流。我在试验板中使用引线零件测试我的示例电路。多数工程师在要上市的新产品设计中使用晶体管时，会使用表面贴装元器件（比 TO-92 封装尺寸小许多）。此处链接将展示 3904 晶体管的各种封装尺寸。
　　由于 2N3904 是 NPN 晶体管，所以基极需要正偏置（适当的电压电平和电阻）才能打开集射结，以获得合适的电流。此外，负载电阻器 (R1) 的使用也很重要，如此 LED 和晶体管中就不会有过多的电流经过。关于此晶体管的更多信息，请参见 2N3904 规格书。