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半导体三管又称“晶体三管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结,组成一个PNP(或NPN)结构。中间的N区(或P区)叫基区,两边的区域叫发射区和集电区,这三部分各有一条电引线,分别叫基B、发射E和集电C,是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。晶体三管(以下简称三管)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,但使用多的是硅NPN和锗PNP两种三管,(其中,N表示在高纯度硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在电压刺激下产生自由电子导电,而p是加入硼取代硅,产生大量空穴利于导电)。两者除了电源性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。对于NPN管,它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射e、基b和集电c。
光敏二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。当有光照时,携带能量的光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子---空穴对,称为光生载流子。
半导体二管主要是依靠PN结而工作的。与PN结不可分割的点接触型和肖特基型,也被列入一般的二管的范围内。包括这两种型号在内,根据PN结构造面的特点,把晶体二管分类如下:点接触型二管是在锗或硅材料的单晶片上压触一根金属针后,再通过电流法而形成的。因此,其PN结的静电容量小,适用于高频电路。但是,与面结型相比较,点接触型二管正向特性和反向特性都差,因此,不能使用于大电流和整流。因为构造简单,所以价格便宜。
如何提高开关速度上面提到开路集电电路的大缺点就是开关速度不够快,在需要开关时,达不到我们的要求,为此下面我们看看怎么来提高其开关速度。由于基限流电路的作用,导致其开关速度受限。为此给限流电阻R1并联一个小容量的电容器。这样,当输入信号上升、下降时能够使R1电阻瞬间被旁路并提供基电流,从而消除开关时间滞后。提高三管开关速度的另外一种方法是添加肖特基二管箍位。这里利用的是这种二管是采用金属与半导体接触形成具有整流作用,这种二管的开关速度很快。
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