電晶體作為開關和放大器

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簡介

電晶體是一種在放大區工作的器件。在放大區，電晶體充當放大器；而在開關狀態下，它則在截止區和飽和區工作。在截止狀態下，集電極-基極和發射極-基極結都反向偏置。電晶體可以作為器件、開關和放大器。所有這些方面共同作用，使其能夠在多個區域提供服務，例如，作為放大器的電晶體在光纖功能中很有用，也用於放大無線電訊號和其他無線通訊訊號。

什麼是電晶體？

圖1：電晶體作為開關

電晶體通常用於多個部分，以幫助設計各種應用。電晶體可以作為開關使用，尤其是在截止區（即開路開關）和飽和區（即閉路開關）工作時。正如Chamarchia等人（2020）所述，在另一種情況下，電晶體用作放大器，它在工作在放大區時會增強輸出訊號的幅度。電晶體在截止區和飽和區之間切換，從而充當開關。

電晶體增強輸入訊號的幅度。將較小幅度的訊號饋送到放大器，放大器反過來增強它以獲得較大的輸出訊號。

電晶體作為開關

如果將電晶體用作開關，則會形成兩個工作區域：截止區和飽和區。在截止區，電晶體完全關閉；在飽和區，電晶體完全開啟。

飽和區

在飽和區，當施加IB（基極電流）時，電晶體獲得最大電流，並且在集電極IC處獲得該最大電流。由於該區域的電流最大，因此集電極電壓最小。因此，在這種情況下，電晶體被認為是完全導通的。

圖2：電晶體作為開關

截止區

在截止區，電流不會流過電晶體。此處基極電流IB為零，集電極電流IC也為零。由於在這兩種情況下電流值都為零，因此集電極電壓VCE最大，這導致形成較大的耗盡層。

電晶體作為開關：應用

下面列出了電晶體作為開關的主要應用。

• LED 的功能是電晶體作為開關的主要示例之一。
• 直流電動機的執行可以透過向電動機的速度施加各種值來控制，並且在電動機通斷時進一步使用（Chauhan等人，2018）。
• 通常依賴於光線的電阻器使用電晶體作為開關。
• 電晶體作為開關也用於具有數字IC或邏輯閘（或門和與門）的低壓燈。

電晶體作為放大器

發射極共地模式被認為是常見的連線模式。在使用電晶體作為放大器時，放大器的效能至關重要。放大器基本上執行諸如輸入電阻、輸出電阻、電壓增益、電流增益和功率增益之類的現象。

圖3：電晶體作為放大器

放大器效能

在電流增益的情況下，測量集電極電流變化與基極電流變化的比率。在電壓增益中，測量輸入電壓和輸出電壓的比率。在功率增益中，測量輸出訊號功率與輸入訊號功率的比率（Cheng等人，2017）。輸入電阻測量保持集電極-發射極電壓恆定的情況下，發射極-基極電壓的微小變化與基極電流變化的比率。輸出電阻測量保持基極電流恆定的情況下，發射極-基極電壓的變化與集電極電流變化的比率。

電晶體作為放大器：應用

下面列出了電晶體作為放大器的主要應用。

• 在光纖通訊中，電晶體通常用作放大器。這是因為輸出訊號高，可以應用於長途通訊通道。
• 電晶體作為放大器也用於無線電訊號和無線通訊。
• 如果使用電晶體作為放大器，則可以實現音訊的放大。
• 電晶體作為放大器通常用於電子和通訊領域。

結論

電晶體是一種具有多種應用和功能的器件。這些器件可用作放大器、開關或器件。這些電晶體增強了光纖的工作。由於輸出訊號高，因此電晶體作為放大器在長途通訊中很有用。這些放大器在音訊放大中也很有用。在截止區，當這些電晶體用於依賴於光的電阻器時，它們充當開關。因此，可以確定電晶體作為各種單元發揮作用，並在日常生活中發揮多種功能。

常見問題解答

Q1. 開關電晶體有哪些應用？

LED 的應用是充當開關的電晶體的關鍵示例之一。電晶體作為開關也用於直流電動機，並透過電動機的不同速度來控制。僅依賴於光的電阻器也使用電晶體作為開關的功能。

Q2. 電晶體作為放大器有哪些應用？

這些放大器校準無線電訊號的放大；這些放大器增強音訊放大過程。電晶體放大器增強無線電訊號。

Q3. 電晶體處於截止區是什麼意思？

電晶體主要位於截止區，因為電流不會流過電晶體。這意味著基極電流和集電極電流均為零。

Q4. 電晶體處於飽和區是什麼意思？

在這個區域中，向電晶體施加最大量的基極電流，從而在集電極產生最大電流。由於電流最大，集電極電壓最小。