晶体管作为开关和放大器

---

简介

晶体管是一种在放大区工作的器件。在放大区，晶体管充当放大器；而在开关状态下，它则在截止区和饱和区工作。在截止状态下，集电极-基极和发射极-基极结都反向偏置。晶体管可以作为器件、开关和放大器。所有这些方面共同作用，使其能够在多个区域提供服务，例如，作为放大器的晶体管在光纤功能中很有用，也用于放大无线电信号和其他无线通信信号。

什么是晶体管？

图1：晶体管作为开关

晶体管通常用于多个部分，以帮助设计各种应用。晶体管可以作为开关使用，尤其是在截止区（即开路开关）和饱和区（即闭路开关）工作时。正如Chamarchia等人（2020）所述，在另一种情况下，晶体管用作放大器，它在工作在放大区时会增强输出信号的幅度。晶体管在截止区和饱和区之间切换，从而充当开关。

晶体管增强输入信号的幅度。将较小幅度的信号馈送到放大器，放大器反过来增强它以获得较大的输出信号。

晶体管作为开关

如果将晶体管用作开关，则会形成两个工作区域：截止区和饱和区。在截止区，晶体管完全关闭；在饱和区，晶体管完全打开。

饱和区

在饱和区，当施加IB（基极电流）时，晶体管获得最大电流，并且在集电极IC处获得该最大电流。由于该区域的电流最大，因此集电极电压最小。因此，在这种情况下，晶体管被认为是完全导通的。

图2：晶体管作为开关

截止区

在截止区，电流不会流过晶体管。此处基极电流IB为零，集电极电流IC也为零。由于在这两种情况下电流值都为零，因此集电极电压VCE最大，这导致形成较大的耗尽层。

晶体管作为开关：应用

下面列出了晶体管作为开关的主要应用。

• LED 的功能是晶体管作为开关的主要示例之一。
• 直流电动机的运行可以通过向电动机的速度施加各种值来控制，并且在电动机通断时进一步使用（Chauhan等人，2018）。
• 通常依赖于光线的电阻器使用晶体管作为开关。
• 晶体管作为开关也用于具有数字IC或逻辑门（或门和与门）的低压灯。

晶体管作为放大器

发射极共地模式被认为是常见的连接模式。在使用晶体管作为放大器时，放大器的性能至关重要。放大器基本上执行诸如输入电阻、输出电阻、电压增益、电流增益和功率增益之类的现象。

图3：晶体管作为放大器

放大器性能

在电流增益的情况下，测量集电极电流变化与基极电流变化的比率。在电压增益中，测量输入电压和输出电压的比率。在功率增益中，测量输出信号功率与输入信号功率的比率（Cheng等人，2017）。输入电阻测量保持集电极-发射极电压恒定的情况下，发射极-基极电压的微小变化与基极电流变化的比率。输出电阻测量保持基极电流恒定的情况下，发射极-基极电压的变化与集电极电流变化的比率。

晶体管作为放大器：应用

下面列出了晶体管作为放大器的主要应用。

• 在光纤通信中，晶体管通常用作放大器。这是因为输出信号高，可以应用于长途通信信道。
• 晶体管作为放大器也用于无线电信号和无线通信。
• 如果使用晶体管作为放大器，则可以实现音频的放大。
• 晶体管作为放大器通常用于电子和通信领域。

结论

晶体管是一种具有多种应用和功能的器件。这些器件可用作放大器、开关或器件。这些晶体管增强了光纤的工作。由于输出信号高，因此晶体管作为放大器在长途通信中很有用。这些放大器在音频放大中也很有用。在截止区，当这些晶体管用于依赖于光的电阻器时，它们充当开关。因此，可以确定晶体管作为各种单元发挥作用，并在日常生活中发挥多种功能。

常见问题解答

Q1. 开关晶体管有哪些应用？

LED 的应用是充当开关的晶体管的关键示例之一。晶体管作为开关也用于直流电动机，并通过电动机的不同速度来控制。仅依赖于光的电阻器也使用晶体管作为开关的功能。

Q2. 晶体管作为放大器有哪些应用？

这些放大器校准无线电信号的放大；这些放大器增强音频放大过程。晶体管放大器增强无线电信号。

Q3. 晶体管处于截止区是什么意思？

晶体管主要位于截止区，因为电流不会流过晶体管。这意味着基极电流和集电极电流均为零。

Q4. 晶体管处于饱和区是什么意思？

在这个区域中，向晶体管施加最大量的基极电流，从而在集电极产生最大电流。由于电流最大，集电极电压最小。