在了解了二极管的工作原理之后，该二极管是一个PN结，让我们尝试连接两个PN结，它们构成了一个称为晶体管的新组件。晶体管是三端半导体器件，可调节电流或电压流，并充当信号的开关或栅极。

为什么我们需要晶体管?

假设您有一个FM接收器，可以接收您想要的信号。接收到的信号显然会很弱，这是因为它在旅途中会遇到干扰。现在，如果按原样读取此信号，您将无法获得合理的输出。因此，我们需要放大信号。放大意味着增加信号强度。

这只是一个实例。无论信号强度如何，都需要放大。这由晶体管完成。晶体管还充当在可用选项之间进行选择的开关。它还可以调节信号的输入电流和电压。

晶体管的结构细节

晶体管是三端固态设备，通过背对背连接两个二极管形成。因此，它具有两个PN结。从其中存在的三种半导体材料中抽出三个端子。这种类型的连接提供两种类型的晶体管。它们是PNP和NPN ，分别表示两个P型之间的一种N型材料，另一个分别是两个N型之间的P型材料。

晶体管的结构如下图所示，该图解释了上面讨论的思想。

从晶体管引出的三个端子分别表示发射极，基极和集电极端子。它们具有其功能，如下所述。

发射极

• 上面显示的结构的左侧可以理解为Emitter 。

• 它具有适中的尺寸并被重掺杂，因为其主要函数是提供许多多数载流子，即电子或空穴。

• 当它发射电子时，被称为发射器。

• 这简单地用字母E表示。

基础

• 上图中的中间材料是Base 。

• 这是薄且轻掺杂的。

• 它的主要函数是从发射到集电极通过多数载流子。

• 这由字母B表示。

集电极

• 上图中的右侧材料可以理解为收集器。

• 它的名字暗示了其收集载体的函数。

• 这在尺寸上比发射极和基稍大。它是中等掺杂的。

• 这由字母C表示。

PNP和NPN晶体管的符号如下所示。

上图中的箭头表示晶体管的发射极。由于晶体管的集电极必须耗散更大的功率，因此它变得很大。由于发射器和收集器的特定功能，它们不可互换。因此，在使用晶体管时必须始终牢记端子。

在实用晶体管中，发射极引线附近存在一个缺口，用于识别。可以使用万用表来区分PNP和NPN晶体管。下图显示了不同的实用晶体管的外观。

到目前为止，我们已经讨论了晶体管的结构细节，但是要了解晶体管的操作，首先我们需要了解偏置。

晶体管偏置

我们知道一个晶体管是两个二极管的组合，所以这里有两个结。由于一个结在发射极和基极之间，即发射极-基极结，同样，另一个是集电极-基极结。

偏置是通过提供电源来控制电路的操作。这两个PN结的函数是通过一些直流电源为电路提供偏置来控制的。下图显示了晶体管的偏置方式。

通过查看上图，可以了解到

• 为N型材料提供负电源，为P型材料提供正电源，以使电路正向偏置。

• 为N型材料提供正电源，为P型材料提供负电源，以使电路反向偏置。

通过施加功率，由于发射极电阻非常小，发射极基极结始终会被正向偏置。集电极基极结被反向偏置，其电阻稍高。在发射极结点处较小的正向偏置就足够了，而在集电极结处必须施加较高的反向偏置。

上面电路中指示的电流方向(也称为“常规电流” )是空穴电流的运动，它与电子电流相反。

操作PNP晶体管

可以通过看下图来解释PNP晶体管的操作，其中发射极-基极结被正向偏置，而集电极-基极结被反向偏置。

电压V _EE在发射极提供正电势，从而排斥P型材料中的空穴，这些空穴穿过发射极-基极结，到达基极区。极低比例的空穴与N区的自由电子复合。这提供了非常低的电流，该电流构成了基本电流I _B。其余的空穴穿过集电极-基极结，构成集电极电流I _C ，即空穴电流。

当空穴到达集电极端子时，来自电池负极端子的电子充满了集电极中的空间。该流量缓慢增加，少数电子流过发射极，进入V _EE正端的每个电子都朝着发射极结移动，被一个空穴取代。这构成发射极电流I _E。

因此我们可以理解-

• PNP晶体管中的导通通过孔进行。
• 集电极电流略小于发射极电流。
• 发射极电流的增加或减少会影响集电极电流。

NPN晶体管操作

NPN晶体管的操作可以通过看下图来解释，其中发射极-基极结被正向偏置，而集电极-基极结被反向偏置。

电压V _EE在发射极提供负电位，该电位排斥N型材料中的电子，这些电子穿过发射极-基极结，到达基极区。极低百分比的电子与P区自由空穴复合。这提供了非常低的电流，该电流构成了基本电流I _B。其余的孔穿过集电极-基极结，构成集电极电流I _C。

当电子到达集电极端子之外并进入电池的正极端子时，来自电池V _EE负极端子的_电子进入发射极区。该流量缓慢增加，并且电子电流流过晶体管。

因此我们可以理解-

• NPN晶体管中的传导通过电子发生。
• 集电极电流高于发射极电流。
• 发射极电流的增加或减少会影响集电极电流。

好处

晶体管有很多优点，例如-

• 高电压增益。
• 较低的电源电压就足够了。
• 最适合低功耗应用。
• 重量更小，更轻。
• 机械强度比真空管强。
• 不需要像真空管那样的外部加热。
• 非常适合与电阻器和二极管集成以生产IC。

几乎没有缺点，例如由于功耗较低而无法用于高功率应用。它们具有较低的输入阻抗，并且取决于温度。