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令人驚訝的是，首個(gè)可運(yùn)行晶體管于 1947 年 12 月 23 日面世，距今已有 70 年！1 晶體管或許是人們發(fā)明的最具革命性的元器件之一。它的出現(xiàn)為集成電路、微處理器以及計(jì)算機(jī)內(nèi)存的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。

何為晶體管？

晶體管又稱雙極結(jié)型晶體管 (BJT)，是由電流驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體器件，用于控制電流的流動(dòng)，其中，基極引線中的較小電流控制集電極和發(fā)射極之間較大的電流。它們能用于放大弱信號(hào)，用作振蕩器或開(kāi)關(guān)。

晶體管通常由硅晶體制成，采用 N 和 P 型半導(dǎo)體層相互夾合形式。

晶體管密閉并封裝在塑料或金屬圓柱形外殼中，帶有三根引線。

晶體管如何工作？

我們將以 NPN 晶體管為例，來(lái)說(shuō)明晶體管的工作原理。要了解這類元件如何作為開(kāi)關(guān)運(yùn)作，方法很簡(jiǎn)單，即想像水流流經(jīng)閥門(mén)控制的水管即可。水壓代表“電壓”，流經(jīng)水管的水流代表“電流”。

大水管代表集電/發(fā)射結(jié)，中間由閥門(mén)隔開(kāi)，圖中閥門(mén)以灰色橢圓形表示，像一塊活動(dòng)的擋板，由代表基極的小水管中的水流進(jìn)行致動(dòng)。閥門(mén)保持從集電極到發(fā)射極的水壓。

當(dāng)水流流經(jīng)較小的水管（基極）時(shí)，將打開(kāi)集電/發(fā)射結(jié)之間的閥門(mén)，讓水流經(jīng)過(guò)發(fā)射極流向地面（地面表示所有水或電壓/電流的回路）。

為您的應(yīng)用選擇晶體管

如果只是想要打開(kāi)電路或是開(kāi)啟負(fù)載，您應(yīng)當(dāng)考慮以下幾點(diǎn)。確定您是想要通過(guò)正電流還是負(fù)電流（即分別為 NPN 或 PNP 類型）來(lái)偏置或激勵(lì)晶體管開(kāi)關(guān)。

NPN 晶體管由在基極偏置的正電流驅(qū)動(dòng)（或打開(kāi)），以控制從集電極到發(fā)射極的電流。PNP 型晶體管由在基極偏置的負(fù)電流驅(qū)動(dòng)，以控制從發(fā)射極到集電極的電流。

確定偏置電壓后，所需的下一個(gè)變量是負(fù)載工作所需的電壓和電流量。這些變量將成為晶體管的最小額定電壓和電流。下表 1 和 2 提供了一些常見(jiàn)晶體管及其主要規(guī)格，包括其電壓和電流限制。

晶體管，NPN 和 PNP，引線式和表面貼裝式

表 1.常見(jiàn)引線式和表面貼裝式 NPN 和 PNP 晶體管。

晶體管，NPN 和 PNP，金屬圓柱形封裝

表 2.常見(jiàn)金屬圓柱形封裝的 NPN 和 PNP 晶體管。

晶體管電路示例

顯示的電路示例，通過(guò)激勵(lì)基極打開(kāi)集射結(jié)，或者通過(guò)滑動(dòng)開(kāi)關(guān)向基極施加 5 伏電壓從而偏置晶體管以將其打開(kāi)。該示例將點(diǎn)亮作為負(fù)載使用的 LED。

偏置基極時(shí)，需正確使用電阻器以防止過(guò)電流。我在試驗(yàn)板中使用引線零件測(cè)試我的示例電路。多數(shù)工程師在要上市的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中使用晶體管時(shí)，會(huì)使用表面貼裝元器件（比 TO-92 封裝尺寸小許多）。此處鏈接將展示 3904 晶體管的各種封裝尺寸。

由于 2N3904 是 NPN 晶體管，所以基極需要正偏置（適當(dāng)?shù)碾妷弘娖胶碗娮瑁┎拍艽蜷_(kāi)集射結(jié)，以獲得合適的電流。此外，負(fù)載電阻器 (R1) 的使用也很重要，如此 LED 和晶體管中就不會(huì)有過(guò)多的電流經(jīng)過(guò)。關(guān)于此晶體管的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn) 2N3904 規(guī)格書(shū)。

以上就是對(duì)晶體管的概述以及對(duì)其工作原理的介紹，希望對(duì)大家有所幫助。