晶體管是用于放大或切換電子信號和電力的半導體器件,它由通常由至少三個引腳用于連接到外部電路的半導體材料組成,是
PCBA板中的重要電子元器件。晶體管主要分為雙極結晶體管和場效應晶體管二大類。
一、雙極結晶體管(BJT)
雙極結晶體管,也稱為半導體三極管。是由于晶體管是通過使用大多數和少數載流子進行,雙極結型晶體管是待批量生產的第一種類型的晶體管,是兩個結二極管的組合,并且由夾在兩個n型半導體之間的p型半導體薄膜(n-p- n型晶體管),或夾在兩個p型半導體(p-n-p晶體管)之間的n型半導體薄層。該結構產生兩個p-n結:基極、發射極結和集電極結,被中間的基極區的半導體薄區隔開。
BJT具有對應于三層半導體(發射極,基極和集電極)的三個端子。它們在放大器中是有用的,因為發射極和集電極處的電流可以由相對較小的基極電流控制。在有源區工作的n-p-n晶體管中,發射極、基極結被正向偏置(電子和空穴在結上復合),電子被注入到基極區。由于基極窄,大部分這些電子將擴散到反向偏置基極和集電極并被掃入集電極;也許百分之一的電子將在基極中重新組合,這是基極電流中的主導機制。通過控制可以離開堿的電子數,來控制進入收集器的電子數。集電極電流約為基準電流的β(共發射極電流增益)。對于小信號晶體管通常大于100,而在為大功率應用設計的晶體管中可以更小。
與場效應晶體管不同,BJT是一種低輸入阻抗器件。此外,隨著基極和發射極電壓(VBE)的增加,基極、發射極電流和集電極、發射極電流(ICE)根據Shockley二極管模型和Ebers-Moll模型呈指數增長。由于這種指數關系,BJT具有FET更高的跨導。
雙極晶體管可以通過暴露于光下進行導電,因為在基極區域中對光子的吸收產生作為基極電流的光電流;集電極電流約為光電流的β倍。為此設計的器件在封裝中具有透明窗口,稱為光電晶體管。
二、場效應晶體管(FET)
場效應晶體管主要用于在電子(在n溝道FET中)或空穴(p溝道FET)進行導通。 FET的四個端子稱為源極,柵極,漏極和主體(襯底)。在大多數FET中,主體連接到封裝內的源。
在FET中,漏極、源極電流通過將源極區域連接到漏極區域的導電溝道流動。電導率通過在柵極和源極端子之間施加電壓時產生的電場而變化;因此在漏極和源極之間流動的電流由施加在柵極和源極之間的電壓來控制。隨著柵極電壓(VGS)的增加,漏極、源極電流(IDS)在VGS低于閾值時呈指數增長,然后以大致二次速率在閾值以上的“空間電荷限制”區域。在現代設備中沒有觀察到二次性,例如在65納米技術節點。對于窄帶寬的低噪聲,FET的較高輸入電阻是有利的。
晶體管在電路中常用的電子元器件有:二極管、三極管、場效應管等,清楚的識別晶體管的類型是
PCBA加工制程中的基本技能。