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晶体管定义

晶体管是一种具有三个端子（发射极、基极和集电极）和两个结（基极-发射极和基极-集电极）的半导体器件。

晶体管是一种具有三个端子的半导体器件：发射极 (E)、基极 (B) 和集电极 (C)。它有两个结：基极-发射极 (BE) 和基极-集电极 (BC)。晶体管在三个区域工作：截止区（完全关闭）、放大区（放大）和饱和区（完全开启）。

当晶体管在放大区工作时，它们作为放大器，增加输入信号的强度而不会显著改变其特性。这种行为是由于载流子的运动。考虑一个npn双极结型晶体管 (BJT)，它被偏置以在放大区工作，其中BE结正向偏置，BC结反向偏置。

在npn晶体管中，发射极重掺杂，基极轻掺杂，集电极中度掺杂。基极较窄，而发射极较宽，集电极最宽。

基极和发射极之间的正向偏置导致小的基极电流 (IB) 流入基极区域。此电流通常在微安 (μA) 范围内，因为 VBE 通常约为 0.6 V。

这一过程可以看作是电子从基极区域流出或空穴注入到基极区域。注入的空穴吸引来自发射极的电子，导致空穴和电子的复合。

然而，由于基极的掺杂比发射极少，因此会有更多的电子。因此，即使在复合效应后，仍会留下更多的自由电子。这些电子现在穿过狭窄的基极区域，并受到集电极和基极之间施加的偏置的影响，向集电极终端移动。

这构成了流入集电极的集电极电流 IC。由此可以看出，通过改变流入基极区域的电流 (IB)，可以获得非常大的集电极电流 IC 的变化。这就是电流放大，从而得出结论，npn 晶体管在其放大区工作时充当电流放大器。相关的电流增益可以用数学表达式表示为-

现在考虑 npn 晶体管，其输入信号施加在基极和发射极之间，输出则通过连接在集电极和基极之间的负载电阻 RC 收集，如图 2 所示。

现在考虑 npn 晶体管，其输入信号施加在基极和发射极之间，输出则通过连接在集电极和基极之间的负载电阻 RC 收集，如图 2 所示。

进一步注意，通过使用适当的电压源 V EE 和 VBC，确保晶体管始终在其放大区工作。这里，输入电压 Vin 的小变化会导致发射极电流 IE 显著变化，因为输入电路的电阻较低（由于正向偏置条件）。

这又导致集电极电流几乎在同一范围内变化，因为在所考虑的情况下，基极电流的幅度相当小。这种 IC 的大变化导致负载电阻 RC 上的大电压降，这就是输出电压。

因此，在设备的输出端子上获得输入电压的放大版本，从而得出结论，该电路像电压放大器一样工作。与此现象相关的电压增益的数学表达式为

尽管提供的解释是针对 npn BJT 的，但对于 pnp BJT 也有类似的类比。基于同样的原理，可以解释其他类型的晶体管，例如场效应晶体管 (FET) 的放大作用。此外，需要注意的是，晶体管放大电路存在许多变体，例如

第一组: 共基极/栅极配置、共发射极/源极配置、共集电极/漏极配置

第二组: A 类放大器、B 类放大器、C 类放大器、AB 类放大器

第三组: 单级放大器、多级放大器等。但基本工作原理保持不变。