什么是晶体管？

严格意义上讲，晶体管泛指一切以半导体材料为基础的单一元件，包括各种半导体材料制成的二极管、三极管、场效应管、可控硅等，不过从国内的习惯上讲，晶体管有时多指晶体三极管。

晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关（如Relay、switch）不同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非常之快，在实验室中的切换速度可达100GHz以上。

晶体管的主要类型

根据晶体管的结构进行分类，晶体管可以分为：NPN型晶体管和PNP型晶体管。

NPN型晶体管和PNP型晶体管的区别如下图所示：

根据晶体管使用的半导体材料分类，则晶体管可以分为：硅管和锗管。

硅管和锗管的主要区别如下图所示：

晶体管原理

依据晶体管两个PN结的偏置情况，晶体管的工作状态有放大、饱和、截止和倒置四种。

以NPN型晶体管为例，NPN型晶体管的工作原理图及等效电路图如下图所示。

晶体管工作在放大状态：发射结正向偏置，集电结反向偏置。

放大电路如下图所示。

设输入信号u_i=U_imsinωtV，那么
u_BE=u_be+U_BE；
i_B=i_b+I_B；
i_C=i_c+I_C；
u_CE=u_ce+U_CE
其中，u_ce= - i_cR_C；U_CE=V_CC-I_CR_C
由u_CE=u_ce+U_CE；u_ce=-i_cR_C，可知，在R_C两端有一个较大的交流分量可共输出；交流信号的传递过程为：u_i —>i_b—> i_c—> i_cR_c

晶体管工作在饱和状态：发射结正向偏置，集电结正向偏置

饱和状态的特点为：

• U_CE≤U_BE，集电极正向偏置
• I_C≠βI_B，I_B失去了对IC的控制。
• 集电极饱和电压降U_CES较小，小功率硅管为0.3~0.5V
• 饱和时集电极电流ICS=(V_CC-U_CES)/RC
• U_CE对IC的影响大，当U_CE增大，I_C将随之增加

晶体管工作在截止状态：发射结反向偏置，集电结反向偏置。

其特点为：发射结反偏；I_C=I_CBO；I_B= - I_CBO

晶体管工作在倒置状态：发射结反向偏置，集电结正向偏置

其特点为：集电区扩散到基区的多子较少；发射区收集基区的非平衡少数载流子的能力小；晶体管的电流放大系数很小。