NPN三极管和PNP三极管

今天学了三极管,初步知道了其作用,但是对于其内部的原理以及设计的原理还是一知半解。比如,这两种三极管有什么区别呢?其中电子的移动方向是怎样的呢?为什么NPN三极管的基极要高电平,而PNP需要是低电平呢?如果分别使用低电平和高电平为什么会不通呢?接下来就一一总结!

首先说一下二极管,什么是二极管呢?二极管有两个部分,一个是P(positive 正极),一个N(neutral 负极)。怎么形成两个极的呢?P极里面主要是硅原子,但是但是掺杂了硼原子,让其表现为正性,N极主要是硅原子,掺杂了磷原子,表现为负性。所以这样的话P里面出现了正向性,也就是空穴,需要吸引电子过来形成平衡,故而显正性;N有游离电子,电子时刻想跑,所以显负性。当二极管接通电源之后,P接正极,N接负极,P和N形成了一个电势差,P高,N低,而电源负极源源不断输出电子,同时由于电势差,N中的电子也会跑向P中,也就说,电子不管是电线中,还是半导体中,电子都流动起来了,所以形成了电流。二者缺一不可,否则就不会通路。记住这句话。

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什么是正向偏置(导通了)和反向偏置(没有导通)呢?

  1. 正向偏置:当将正电压施加到PN结(二极管)或PNP结(PNP三极管)上时,使得P区域为高电势,N区域为低电势。这种情况下,形成了一个正向偏置,使得电流能够通过器件。在正向偏置下,二极管或三极管处于导通状态。
  2. 反向偏置:当将负电压施加到PN结(二极管)或PNP结(PNP三极管)上时,使得P区域为低电势,N区域为高电势。这种情况下,形成了一个反向偏置,使得电流难以通过器件。在反向偏置下,二极管或三极管处于截止状态。

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第一种的NPN型的三极管,其中发射极中有很多电子,而集电极中很少电子。这个时候向集电极中通正电,能跑通吗?答案是不能!因为这个在半导体内没有电子在移动,发射极的电子移动不到基极中,这是因为基极的P和发射极N没有形成正向偏置(电源的负极是低电平,而基极也是低电平)(通俗来讲就是基极P中的吸引力不是很强,不能让发射极中的电子源源不断地进入P中,同时由于电子和N极是相斥的,除非有一个很强的正向偏置,让发射极中空出位置,同时吸引力强大到让外电路电子受到吸引进入发射极而忽略相斥力,进而进入P极中形成移动,这样才是可行的。),故而电子吸引不到P中去了,那么如果半导体中没有电流的话,计算外面是有电流移动的,那么也是不可以接通的。只有当基极P是高电平的时候,那么基极和发射极就会形成正向偏置,电子才会被吸引到P中,电子移动形成电流,这个时候发射极N空了下来,那么从电源负极的电子就会涌入发射极N中,这个时候电子就会远远不断地进入到P中了。由于其中P的一个特殊设计,其中的基极P非常的薄,薄到几乎装不下多少电子,在基极P是高电平和集电极(连接了正极)是高电平的PN相斥的情况下,即不是正向偏置的情况下,由于P中源源不断的电子,将前面的电子挤入了集电极中,所以让电子进行了移动,由于集电极中能存储的电子非常少,所以其中的电子也就通过集电极回到了电池当中去了。这个过程中,外面电路形成的电子移动,里面的半导体也形成了电子的移动,那么这个时候也就通电了。

所以在NPN中,主要还是得让基极P通电上高电平,才能让整个三极管导通的,且接入电源正极的是集电极(因为发射极要发射电子)

其中在电路图中的箭头是下面的,C开始。(巧记:因为是NPN,负极打头,所以是电流标志在下半段。)

NPN三极管和PNP三极管_第1张图片

第二种就是PNP三极管,那么其中的电子是怎么通过的呢?首先这个三极管反过来了,是发射极通正电了。这个时候集电极中尾部有电子来了,可以直接被吸入到集电极中(异性相吸),这个时候基极就要输入的一个低电平,让发射极P和基极N形成一个正向偏置,才能让电子进入到基极N中,进入到P中,进而流出去,让电子运动形成电流。那么如果基极中输入的是高电平怎么办呢?那么这个时候就没有正向偏置了,就像上述的NPN是一样的,当基极是低电平的时候,发射机和基极也是没有形成正向偏置导致电子进入不到半导体中,而这里虽然电子凭借着异性相斥进入到了集电极中,但是由于上面两个部分没有形成正向偏执的话,由于与基极的负负相斥还是不能通过的,故而则没有电流通过。

总之,在PNP(用的少)中,基极是输出低电平,且接入正极的是发射极。(和NPN相反)

其中在电路图中的箭头是上面的,E开始。(巧记:因为是PNP,正极打头,所以是电流标志在上半段。)

NPN三极管和PNP三极管_第2张图片

NPN三极管和PNP三极管_第3张图片

两种三极管的电流流向。

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