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晶体管的放大与开关应用

时间:2023-06-09 15:00:47

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导读:晶体管是一种电子器件,可以用作放大器和开关。其放大作用是将输入电流放大成更大的输出电流,而开关作用则是控制电路的通断。 晶体管的放大作用与其输出特性曲......

晶体管是一种电子器件,可以用作放大器和开关。其放大作用是将输入电流放大成更大的输出电流,而开关作用则是控制电路的通断。

晶体管的放大作用与其输出特性曲线有关。晶体管的输出特性曲线刻画了其输出电流和输出电压之间的关系。输出特性曲线通常可分为三个区:放大区、截止区和饱和区。放大区是指晶体管的工作状态,此时电流放大,输出电流与输入电流成正比;截止区是指晶体管的关闭状态,此时输出电流为零;饱和区是指晶体管的饱和状态,此时输出电流已达最大值,无法再增加。

晶体管作为开关时,通常使用它的截止区和饱和区。当晶体管处于截止区时,其输出电流为零,相当于开关断开;而当晶体管处于饱和区时,其输出电流为最大值,相当于开关闭合。

晶体管的开关应用有很多好处,包括在最小电压水平下运行能产生更高的效率、没有栅极电流会产生更多的输入阻抗、在最小功率水平下运行,并使用最小电流等。

晶体管的开关电路有多种实现方式,常用的有发射极接地开关电路和射极跟随器开关电路。发射极接地开关电路是一种简单的开关电路,但存在从开到关的过渡,不能直接应用于高频开关。射极跟随器可以用很小的输入电流得到很大的输出电流,具有电流放大和功率放大的作用。

晶体管的应用场景很广泛,主要包括数字电路中的逻辑门电路、开关电源中的开关元件、功率放大器、放大器等。晶体管和IC功放相比,晶体管功放可以提供更高的输出功率,而IC功放通常具有更好的音质;晶体管功放的故障维修相对容易,但需要更多的空间和能源。

晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一,可以让电子产品变得更小、更便宜。晶体管可以使用高度自动化的过程进行大规模生产的能力,因而可以达到极低的单位成本。晶体管的成本、灵活性和可靠性使得其成为非机械任务的通用器件,例如数字计算。

虽然晶体管具有很多优点,但也存在一些限制,如硅晶体管会老化及失效、固体电子器件在应用时比较容易出现静电放电现象等。在高功率、高频率的应用中,真空管中的真空有助提升电子迁移率,效果会比晶体管要好。

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