2.2 電晶體
2023年，三位物理學家在美國貝爾實驗室發現了舉世聞名的電晶體效應，從而使電晶體得以問世，這也是人類電學史上又一偉大的發現。電晶體又稱為「雙極型電晶體」，是電子電路中極其重要的半導體器件，它主要具有電流放大和開關的作用。
2.2.1 電晶體的原理
電晶體具有三個電極，本書前面介紹的二極體由乙個pn結構成，而電晶體則是由兩個pn結背對背地連線在一起構成類似於三明治的結構，如圖2-9所示。圖中兩個pn結共用的乙個電極是電晶體的基極，用字母「b」表示，其餘的兩個電極乙個為集電極，用字母「c」表示，另乙個為發射極，用字母「e」表示。pn結的不同排列組合方式構成了兩種不同型別的電晶體，即npn型和pnp型電晶體。由於製造電晶體所用半導體材料不同，電晶體有矽管和鍺管的區別，但目前大多數電晶體都是用矽材料製成的。
電晶體在電路中的表示符號如圖2-10所示，其中標有箭頭的電極是發射極，箭頭朝向電晶體外部的是npn型電晶體，箭頭朝向電晶體內部的是pnp型電晶體，箭頭所指的方向也代表著電流的方向。
電晶體的型號眾多，常用的電晶體有9013（npn）、9014（npn）、1815（npn）、1015（pnp）、8050（npn）、8550（pnp）等。不同的電晶體有著不同的封裝形式，小功率直插式電晶體大多採用to-92封裝，貼片式電晶體大多採用sot-23封裝，其型號或代號一般都直接標註在外殼上，to-92封裝和sot-23封裝的電晶體如圖2-11所示。
2.2.2 電晶體的功能
電晶體是一種用電流控制電流的半導體器件，最基本的作用是放大，它可以將微弱的電訊號變成一定強度的訊號。電晶體有乙個重要的引數，即電流放大係數「β」。當在電晶體的基極上施加乙個微小的電流時，在集電極上可以得到乙個比基極電流大β倍的電流，這個電流稱為集電極電流。集電極電流隨著基極電流的變化而變化，基極電流微小的變化都可以引起集電極電流很大的變化，這就是電晶體放大作用的原理。
我們結合圖2-12所示的電路來說明電晶體的放大作用。圖中當a點為低電平時，沒有電流流經電阻r1和電晶體的e、b引腳，這時電晶體處於截止狀態，c引腳和e引腳之間電阻為無窮大，小燈ds1不會亮起；當在a點施加乙個高電平時，電流從a點經電阻r1流經電晶體的b、c引腳，電晶體b-e結因為施加了正向電壓而導通，乙個較小的電流會從b引腳流向e引腳，這時乙個比基極電流大β倍的集電極電流會從vcc端流過燈泡，再經電晶體的c引腳，最終從 e引腳流出至地，這時小燈ds1亮起，電晶體e、c引腳之間呈導通狀態。
當a點的電壓變化時，電晶體e、b間的電流（基極電流）也會相應變化，從而導致乙個更大的電流（集電極電流）在e、c引腳間變化，這個電流的變化會讓小燈ds1閃爍。以上，僅就電晶體的電流放大作用做了簡單的介紹。別小看了這樣乙個只有三個引腳的器件，要弄清它的全部功能，恐怕用一本書的篇幅也是不夠的，在此只能是拋磚引玉罷了。
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