分类和不同类型的晶体管|BJT，FET，NPN，PNP

晶体管成为现代电子产品中的重要组成部分，我们无法想象没有晶体管的世界。在本教程中，我们将了解分类和不同类型的晶体管。我们将学习BJT（NPN和PNP），JFET（N频道和P频道），MOSFET（增强和耗尽）以及基于其应用的晶体管（小信号，快速切换，电源等）。

介绍

晶体管是一种半导体器件，用于放大信号或用作电控开关。晶体管是三个终端装置，一个终端（或引线）的小电流/电压将控制在其他两个端子（引线）之间的大流程。

由于长时间，真空管被晶体管替换，因为晶体管在真空管上具有更多的益处。晶体管的尺寸较小，需要低能量操作，并且它还具有低功耗。晶体管是重要的有源组件之一（一个可以产生比输入信号中的输出信号更高功率的设备）。

晶体管是几乎每一个电子电路的基本组件，如:放大器，开关，振荡器，稳压器，电源和最重要的数字逻辑集成电路。

从发明第一个晶体管到现在，晶体管根据其结构或操作方式被分为不同的类型。下面的树形图解释了不同类型晶体管的基本分类。

晶体管树图

通过观察上述树图，可以容易地理解晶体管的分类。晶体管基本上分为两种类型。它们是：双极连接晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。BJT再次分为NPN和PNP晶体管。FET晶体管分为JFET和MOSFET。

根据其结构，结FET晶体管进一步分为N沟道JFET和P沟道JFET。MOSFET分为耗尽模式和增强模式。同样，耗尽和增强模式晶体管进一步分为各自的N沟道和P沟道。

晶体管的类型

如前所述，在更广泛的范围内，晶体管的主要家族是bjt和fet。不管它们属于哪个家族，所有的晶体管都有不同半导体材料的适当/特定的安排。制造晶体管常用的半导体材料有硅、锗和砷化镓。

基本上，晶体管根据其结构进行分类。每种类型的晶体管都具有自己的特征，优点和缺点。

物理和结构上讲，BJT和FET之间的差异是，在BJT中，两者都需要少数和少数群体载流子操作，而在FET中，只需要大多数电荷载流子。

基于它们的性质和特性，一些晶体管主要用于开关用途（MOSFET），另一方面，一些是晶体管用于放大目的（BJT）。一些晶体管设计用于放大和切换目的。

结晶体管

结晶体管通常称为双极结晶体管（BJT）。术语“双极”是指进行电流所需的电子和孔，并且术语“结”是指其包含PN结（实际上的两个结）。

BJT有三个名为发射器（E），基础（B）和收集器（C）的终端。根据结构，BJT晶体管分为NPN和PNP晶体管。

bjt本质上是电流控制的设备。如果少量的电流流过BJT晶体管的基极，那么它会导致一个大电流从发射极到集电极的流动。双极结晶体管有低输入阻抗，它导致流过晶体管的大电流。

双极结晶体管仅通过输入电流接通，该输入电流被给予基座端子。BJT可以在三个地区运行。他们是：

• 截止区域：此处晶体管处于“关闭”状态等。，流过晶体管的电流为零。它基本上是一个开放式开关。
• 有源区:在这里晶体管起放大器的作用。
• 饱和区域：此处晶体管完全'ON'状态，还可以作为闭合开关。

NPN晶体管

NPN是两种类型的双极结晶体管（BJT）中的一种。NPN晶体管由两个n型半导体材料组成，它们由薄的P型半导体分开。这里，大多数电荷载波是电子的，而孔是少数电量载体。从发射器到收集器的电子流量由基座端子中的电流控制。

基极端子的少量电流导致大量电流从发射器流到收集器。如今，更常用的双极晶体管是NPN晶体管，因为电子的迁移率大于孔的迁移率。在晶体管中流动的电流的标准方程是

一世_E.= I._B.+ I._C

NPN晶体管的符号和结构如下所示。

PNP晶体管

PNP是另一种双极结晶体管(BJT)。PNP晶体管包含两种p型半导体材料，并被一层n型半导体隔开。PNP晶体管中的多数载流子是空穴，而电子是少数载流子。晶体管发射极端的箭头表示常规电流的流量。在PNP晶体管中，电流从发射极流向集电极。

当基座端子相对于发射器被拉低时，PNP晶体管是开启的。PNP晶体管的符号和结构如下所示。

FET（场效应晶体管）

场效应晶体管(FET)是另一种主要类型的晶体管。基本上，FET也有三个终端(像bjt)。场效应晶体管分为结场效应晶体管(JFET)和绝缘栅场效应晶体管(G - fet)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

对于电路中的连接，我们还考虑一个名为基础或基板的第四端子。FET在源极和漏极之间的频道的尺寸和形状上具有控制，该源极和漏极之间通过栅极施加的电压产生。

场效应晶体管是单极性设备，因为它们仅需要多个电荷载波来操作（与BJT不同，这是双极晶体管的）。

结场效应晶体管

结场效应晶体管(JFET)是最早和简单的一种场效应晶体管。jfet被用作开关、放大器和电阻。这个晶体管是电压控制器件。它不需要任何偏置电流。

栅极和源之间施加的电压控制晶体管的源极和漏极之间的电流流动。JFET晶体管可用于N沟道和P沟道类型。

n沟道JFET

在N沟道JFET中，电流是由于电子的。当在栅极和源之间施加电压时，在源极和漏极之间形成通道以进行电流。此频道称为n频道。如今，N沟道JFET是优选的类型，比P沟道JFET。下面给出了N沟道JFET晶体管的符号。

P频道JFET

在这种类型的JFET中，电流是由孔洞造成的。源极和漏极之间的通道称为p通道。p通道jfet的符号如下所示。这里的箭头标记表示电流的流向。

Mosfet.

金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）是最常用的，在所有晶体管中最常使用和最流行的类型。“金属氧化物”表示栅极区域和通道由薄的金属氧化物层分开（通常，SiO₂）。

因此，由于栅极区域与源极 - 漏区完全绝缘，MOSFET也被称为绝缘栅FET。额外的终端称为基板或主体，其是制造FET的主半导体（硅）。因此，MOSFET具有四个端子漏极，源极，栅极和主体或基板。

MOSFET在BJT和JFET方面具有许多优点，主要提供高输入阻抗和低输出阻抗。它用于开关和电源电路，它是集成电路设计技术的主要组成部分。

MOSFET晶体管有损耗型和增强型。进一步将耗尽型和增强型划分为n -沟道型和p -沟道型。

N沟道MOSFET

在源极和漏极之间的N沟道区域的MOSFET称为N沟道MOSFET。这里，源极和栅极端子严重掺杂在掺杂掺杂的p型半导体材料（基板）中的n型材料。

源极和漏极之间的电流是因为电子。栅极电压控制电路中的电流。N沟道MOSFET最常用于P沟道MOSFET，因为电子的移动性高于孔的移动性。

下面给出了N沟道MOSFET晶体管的符号和结构（两个增强和耗尽模式）。

P沟道MOSFET

具有源极和漏极之间的P沟道区域的MOSFET称为P沟道MOSFET。这里，源极和漏极端子严重掺杂有p型材料，并且基板掺杂有n型材料。源极和漏极之间的电流是因为孔浓度。栅极处的施加电压将通过通道区域控制电流的流量。

P沟道MOSFET晶体管的符号和结构如下（均增强和耗尽模式）给出。

基于功能的晶体管

晶体管还根据它们执行的功能（操作或应用）进行分类。下面解释基于其功能的不同类型的晶体管。

小信号晶体管

小信号晶体管的基本功能是放大小信号，但有时这些晶体管也用于切换目的。小信号晶体管可在市场上以NPN和PNP晶体管的形式提供。我们通常可以看到在小信号晶体管的主体上打印的一些值，表示晶体管的HFE。

根据此HFE值，我们可以了解晶体管的容量放大信号。常用的HFE值是10至500的范围。这些晶体管的集电极电流值为80至600 mA。这种类型的晶体管以1到300 MHz的频率范围操作。晶体管本身的名称表示这些晶体管放大小信号，该信号使用小的电压和电流，例如少数毫米伏特和电流的毫米。

小信号晶体管在几乎所有类型的电子设备中使用，并且这些晶体管也用于若干应用中，其中一些是开关的，用于一般使用，LED二极管驱动器，继电器驱动器，音频静音功能，定时器电路，红外二极管放大器，偏置电路等

小型开关晶体管

小型开关晶体管是主要用于切换但有时用于放大的那些晶体管。与小信号晶体管一样，小型开关晶体管也可以NPN和PNP的形式提供，并且这些类型的晶体管也具有HFE值。

这些晶体管的hFE值范围从10到200。在hFE值为200时，晶体管不是很好的放大器，但它们可以作为更好的开关。集电极电流范围为10 ~ 1000ma。这些晶体管主要用于开关应用。

功率晶体管

用于高功率放大器和电源的晶体管称为功率晶体管。该晶体管的集电极端子连接到金属装置的基部，并且该结构用作散热器，其耗散用于应用的过剩动力。

这些类型的晶体管以NPN、PNP和达林顿晶体管的形式提供。这里，集电极电流值范围为1 ~ 100a。工作频率范围为1 ~ 100mhz。这些晶体管的功率值在10到300w之间。晶体管本身的名称表明，功率晶体管用于需要高功率、高电压和大电流的应用。

高频晶体管

高频晶体管用于高频运行的小信号，这些信号用于高速切换应用。高频晶体管也称为RF晶体管。

这些晶体管具有约2000MHz的最大频率值。收集器电流（i_C）值范围从10到600 mA。这些类型的晶体管也以NPN和PNP的形式提供。这些主要用于高频信号的应用，并且这些晶体管也必须仅在高速上或关闭。这些晶体管用于HF，VHF，UHF，CATV和MATV振荡器和放大器电路。

照片晶体管

光电晶体管是根据光线操作的晶体管，即，这些晶体管是光敏感的。简单的照片晶体管仅为双极晶体管，该双极晶体管包含光敏区域而不是基座端子。

光电晶体管仅具有2个端子而不是3个端子（在BJT中）。当光敏区域是暗时，在晶体管中没有电流流动，晶体管处于关闭状态。

当光敏区暴露在光下时，在基端产生少量电流，并使一个大电流从集电极流到发射极。光电晶体管可用于BJT和FET晶体管类型。它们被命名为photo- bjt和photo- fet。

与光电BJT不同，光FET通过使用光产生栅极电压，该光线控制漏极和源极端子之间的电流。光FET比光bjts更敏感。上面显示了照片BJT和照片FET的符号。

Uni-Junction晶体管(UJT)

单结晶体管（UJT）仅用为电控开关。由于其设计，这些晶体管不包含任何放大特性。这些通常是三个引线晶体管，其中，两个称为基极端子，第三称为发射器。

现在，让我们看看单结晶体管的操作。如果发射极和基本端子（B1或B2）中的任何一个之间没有潜在差，则B1和B2之间的少量电流流动。

如果将足够量的电压施加到发射极端子，则在发射极端子处产生高电流，并且它在B1和B2之间增加到小电流，然后在晶体管中导致大电流的流动。

这里，发射极电流是用于控制晶体管中的总电流的初级电流源。端子B1和B2之间的电流非常小，并且由于这个原因，这些晶体管不适用于放大目的。