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一、回顾历史 # L, p5 M$ f4 V% \) k# w' [) ?% {
在分享三极管NPN和PNP之前,先给大家分享一些相关基础知识。3 q6 @: D: ^( f) m7 u, J/ l' b
1、电子管在晶体管出现之前,有一种作用和晶体管类似的器件,叫做电子管。
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* _; F* o; [. d0 V5 c( W9 p1904年,世界上第一只电子二极管在英国物理学家弗莱明的手下诞生了。
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电子管,是一种最早期的电信号放大器件。
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一种被封闭在玻璃容器(一般为玻璃管)中的阴极电子发射部分、控制栅极、加速栅极、阳极(屏极)引线被焊在管基上,利用电场对真空中的控制栅极注入电子调制信号,并在阳极获得对信号放大或反馈振荡后的不同参数信号数据。% w' _) W# S3 g' l! s) V, o( n b
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电子管用于早期的电视机、收音机扩音机等电子产品,近年来逐渐被半导体材料制作的放大器和集成电路取代,但目前在一些高保真的音响器材中,仍然使用低噪声、稳定系数高的电子管作为音频功率放大器件。% g B3 k+ N- d; Z
+ @5 |. l# i5 c! e( u" d电子管优缺点:6 R8 B7 X9 n% G ?1 x
缺点:体积大、功耗大、发热厉害、寿命短、电源利用效率低、结构脆弱而且需要高压电源等缺点。- B6 u# N' Y* F& b h
4 J. h8 H+ m) _7 c/ [2 E5 T优点:负载能力强、线性性能优于晶体管、工作频率高,高频大功率领域优于晶体管。
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电子的体积很大(相对晶体管),当年(1946年)世界第一台计算机,使用1.8W个电子管搭建而成,占地150平方米,重达30吨,耗电功率约150千瓦。
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- v( e- ]: a4 ^1 l4 Y, Y2、晶体管
$ T+ u. W( K/ j' F! g; G% r由于电子管存在许多缺点,人类就发明了比电子管更先进的晶体管。( z1 d; o' W' m0 r
- b. e0 G! i# s' x晶体管是一种固体半导体器件,包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管等。具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。; i$ S9 G! L, J! M6 p% S
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1947年12月16日:威廉·邵克雷、约翰·巴顿和沃特·布拉顿成功地在贝尔实验室制造出第一个晶体管。
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; L" n6 n7 |; j0 M第一枚晶体管模型:. J! t8 r3 R, N. _& E! T
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晶体管作为一种可变电流开关,能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关不同,晶体管利用电讯号来控制自身的开合,而且开关速度可以非常快,实验室中的切换速度可达100GHz以上。
& z+ P- ?* ?; y- l3、三极管2 L$ G! r8 `# C4 z4 X) i0 |$ U
三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,属于晶体管中的一种。" g9 i) y4 z! Q& Y' B& W9 a F% V: g
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三极管是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。9 E# _7 Z p3 I% d- E
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三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。8 I( G; d3 J3 R% H
" e/ \% S5 X* z v, ~1 |# Y& W3 w& Y二、NPN与PNP区别 9 {) F2 A) B1 C; }$ A/ ^
N:Negative,负极 h1 D2 ?$ o/ t% [) _4 n
P:Positive,正极
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}) c$ ^; p& W" h8 m晶体三极管按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管。
+ r4 s+ ^' o+ `) O1、定义不同 NPN型三极管:由两块N型和一块P型半导体组成,P型半导体在中间,两块N型半导体在两侧。三极管是电子电路中最重要的器件,它最主要的功能是电流 放大和开关作用。
' @9 _2 \3 ^7 g, V$ t3 N; ?PNP型三极管:由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管,所以称为PNP型三极管。也可以描述成,电流从发射极E流入的三极管。 2、电流控制不一样
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NPN:用 B→E 的电流(IB)控制 C→E 的电流(IC)。E极电位最低,且正常放大时通常C极电位最高,即 VC › VB › VE ! }# V* P% E/ w: C8 ~8 p; Y- G! c# O; p
PNP:用 E→B 的电流(IB)控制 E→C 的电流(IC)。E极电位最高,且正常放大时通常C极电位最低,即 VC ‹ VB ‹ VE
6 s8 ]0 J- }9 M6 o c8 Z3、输出状态不同PNP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止,输出两种状态,属于开关型传感器。但输出信号是截然相反的,即高电平和低电平。NPN输出是低电平0,PNP输出的是高电平1。
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