第4章__双极型晶体管工作原理

达林顿晶体管工作原理
达林顿晶体管是一种利用双极性晶体管的组合电路，是由两个晶体管级联而成的。

它的主要特点是具有高电流放大倍数和高输入阻抗，使其在放大电流信号方面非常适用。

达林顿晶体管的工作原理如下：
1. 由NPN型和PNP型晶体管组成。

NPN晶体管的基极连接到PNP晶体管的发射极，而PNP晶体管的基极连接到电源。

2. 当输入信号流入达林顿晶体管的基极时，起初只有初始信号的一小部分被第一个晶体管（NPN型）放大。

放大后的信号流经第二个晶体管（PNP型），再次被放大。

通过这样的级联放大过程，达林顿晶体管能够实现很高的电流放大倍数。

3. 达林顿晶体管的输出信号通过第二个晶体管的发射极获得，该发射极连接到负载电阻上。

4. 输入信号对达林顿晶体管的作用是改变基极电压，从而控制晶体管之间的电流流动。

当输入信号为正值时，它将获得较高的电流放大倍数，从而形成放大电流信号。

总之，达林顿晶体管是一种利用级联晶体管的组合电路，通过两个晶体管的共同作用，实现对输入信号的放大。

双向三极管工作原理及用途
双向三极管的工作原理和用途如下：
双向三极管，全称应为半导体双向三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流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。

工作原理：三极管是由两个PN结构成的，两个PN结把整块半导体分成三个部分，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。

正常正偏逻辑是P流向N，换言之反向偏置就是N到P。

根据这个P流向N，能根据原理图区分PNP和NPN型。

三极管的工作状态有四个，放大、截止、饱和、倒置。

当基极补充一个很小的IB，就可以在集电极上得到一个较大的IC，这就是所谓电流放大作用，IC与IB是维持一定的比例关系，β1称为直流放大倍数。

三极管有3种工作状态，分别是截止状态、放大状态、饱和状态。

具体用途：三极管是电子电路的核心元件，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

可广泛用于开关逻辑电路、大电流驱动、控制电路、低噪声放大器、漏电报警电路、稳压电路以及运算放大电路等。

电磁炉igbt工作原理
电磁炉使用了一种称为IGBT（绝缘栅双极性晶体管）的功率
半导体器件，其工作原理如下：
1. 电源输入：当电磁炉接通电源时，交流电会先经过整流器转换为直流电。

2. 电流变换：直流电经过逆变器，被转换为高频交流电。

逆变器的核心部件就是IGBT。

3. IGBT工作原理：IGBT由三个部分组成——NPN型晶体管（一个底面接收器和一个集电极）、PNP型晶体管（基极和
发射极）以及一个嵌入在P型层中的绝缘栅。

当控制信号施
加在绝缘栅上时，可以控制NPN型晶体管和PNP型晶体管之
间的电流传输。

4. 控制信号：控制信号根据设定的加热功率和温度需求，通过控制电路添加或减少，并传递给IGBT。

5. 高频电流输出：通过控制和调整IGBT的导通和关断时间，
高频电流被传送到线圈中。

线圈内的磁场产生了交变的磁通量。

6. 感应加热效应：当放置在电磁炉上的铁质或者感应层底部的铁质锅具进入磁场后，感应层内的铁质材料会形成涡流（感应电流）。

涡流会在锅底产生热量，进而加热食物。

7. 加热控制：电磁炉内的传感器会感知锅具的温度变化，通过
反馈传给控制电路。

控制电路会根据反馈信号和设定的加热功率，调整IGBT的控制信号来控制加热温度。

绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的工作原理、基本特性、主要参数绝缘栅双极晶体管（Insulated-Gate Bipolar Transistor，IGBT）是一种复合型电力电子器件。

它结合了MOSFET和电力晶体管GTR的特点，既具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点，又具有输入通态电压低、耐压高和承受电流大的优点，因而具有良好的特性。

自1986年IGBT开始投入市场以来，就迅速扩展了其应用领域，目前已取代了原来GTR和一部分MOSFET的市场，成为中、小功率电力电子设备的主导器件，并在继续努力提高电压和电流容量，以期再取代GTO的地位。

IGBT的结构与工作原理IGBT是三端器件。

具有栅极G、集电极C和发射极E。

图1（a）给出了一种由N 沟道MOSFET与双极型晶体管组合而成的IGBT的基本结构。

与MOSFET对照可以看出，IGBT比MOSFET多一层P+注入区，因而形成了一个大面积的PN结J1。

这样使得IGBT导通时由P+注入区向N基区发射载流子，从而对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流能力。

图1 IGBT的结构、等效电路和电气符号从图1可以看出，这是用双极型晶体管与MOSFET组成的达林顿结构，相当于一个由MOSFET驱动的PNP晶体管，RN为晶体管基区内的调制电阻。

因此，IGBT 的驱动原理与MOSFET基本相同，它是一种场控器件，其开通和关断是由栅射电压uGE决定的，当uGE为正且大于开启电压UGE（th）时，MOSFET内形成沟道，并为晶体管提供基极电流，进而使IGBT导通。

由于前面提到的电导调制效应，使得电阻RN减小，这样高耐压的IGBT也具有很小的通态压降。

当栅极与发射极间施加反向电压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，使得IGBT关断。

上述PNP晶体管与N沟道MOSFET组合而成的IGBT称为N沟道IGBT，记为N-IGBT，其电气图形符号如图1（c）所示。

npn型bjt工作原理npn型BJT（Bipolar Junction Transistor）是一种常用的三层结构的双极性晶体管。

它由两个pn结构组成，其中一个是基结（base-emitter junction），另一个是集电结（collector-base junction）。

npn型BJT主要由n型硅片和掺杂的p型区域构成。

在这篇文章中，我们将探讨npn型BJT的工作原理以及其在电子设备中的应用。

npn型BJT的工作原理可以通过三个不同的区域来解释：发射区（emitter region）、基区（base region）和集电区（collector region）。

发射区和集电区都是n型的，而基区是p型的。

发射极通过发射区与基极相连接，而集电极通过集电区与基极相连接。

当一个正向电压被施加在发射极与基极之间时，电流会从发射区的n 型区域流入到基区的p型区域，这被称为发射结正向偏置。

同样，当一个反向电压被施加在集电极与基极之间时，电流会从集电区的n型区域流入到基区的p型区域，这被称为集电结反向偏置。

在正常工作状态下，npn型BJT主要依靠发射结的正向偏置来控制电流。

当发射极-基极电压为正时，发射区的n型区域中的电子会被推入基区的p型区域。

这些电子会与在基区的p型区域中的空穴重新结合，从而形成一个电流通道。

这个电流通道使得集电区的n型区域中的电子可以流向集电极。

因此，当一个小的电流流过发射极-基极电路时，一个较大的电流会从集电极-基极电路中流过。

npn型BJT的工作原理可以用放大器的概念来解释。

当一个小的输入信号电流流过发射极-基极电路时，通过放大作用，一个较大的输出信号电流会从集电极-基极电路中流过。

这种放大作用使得npn 型BJT成为电子设备中的重要元件。

npn型BJT常被用作开关、放大器和电压稳定器等电路中的关键部分。

在开关电路中，npn型BJT可以控制电流的流通。

当一个小的电流流过发射极-基极电路时，由于集电极-基极电路中的电流放大作用，一个较大的电流会从集电极-基极电路中流过。

绝缘栅双极晶体管的工作原理
绝缘栅双极晶体管是一种三端半导体器件，也被称为IGBT。

IGBT 包含一个P型衬底，两个N型外延层和一个PNPN结构。

其中，N+型区
域和P+型区域用于接触电极，形成源极（S）、栅极（G）和漏极（D）。

IGBT的工作原理是在栅极与源极之间加上一个正向电压，即形成了一个正向偏压，在PN结和N导电层之间形成一个细窄的储存电荷区域。

当从源极施加正向电压时，由于P层和N+层之间的势垒，会产生
大量的少数载流子，这些载流子被P层电场加速后，穿过N层，耗散
在收集区域。

在使G极与S极之间加正向电压的同时，在栅极上接上
一个信号电压，使G极形成一个电场，这个电场就能控制S极和D极
之间通道的导电状态，因此，IGBT可以实现大电流控制的功能。

当栅极电压较低时，极个电场也较弱，S与D之间的场效应导电
是较弱的。

当栅极电压增加到一定程度时，P衬底和N+区之间的PN结
区域就会放电，电子被注入N+区域，从而形成一个N+掺杂的导电通道，从而使S和D之间的电阻变得非常小，此时IGBT处于导通状态，可以
实现大电流放电。