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今天我要介绍一款在低频和音频放大应用中备受青睐的晶体管——东芝2SC2712。它不仅性能卓越，而且用途广泛，我们一起来看看它的亮点。 性能与参数 高电压和电流处理能力： 东芝2SC2712晶体管拥有50V的高集电极-发射极电压 (VCEO)，能够轻松应对各种电路中的高电压需求。同时，它还能承载150mA的最大集电极电流 (IC)，在处理大电流负载时也毫不逊色。 卓越的电流增益： 这一款晶体管的直流电流增益 (hFE) 高达70到700，这意味着它可以将小小的输入电流有效地放大到更大的输出电流，对于放大应用简直是得心应手。 低噪声性能： 音频应用中的噪声问题一直让人头疼，但2SC2712有着出色的低噪声表现，典型噪声系数只有1dB，最大也不过10dB。用它来做高保真音频放大，再合适不过了！ 符合AEC-Q101标准： 作为一款通过AEC-Q101认证的晶体管，2SC2712在汽车应用中表现同样出色。无论是消费电子还是工业设备，都能信赖它的可靠性。 常见应用 2SC2712在低频和音频放大领域表现尤为出色，常见的应用包括： 低频放大器： 需要放大低频信号？2SC2712就是你的理想选择，不论是在音频设备还是信号处理电路中。 音频频率通用放大器： 广泛用于音频放大器中，轻松提升音质，让你享受纯净的声音。 AM放大器： 在射频应用中也有它的一席之地，确保信号传输清晰有力。 产品优势 卓越的hFE线性： 2SC2712提供了典型值为0.95的优秀hFE线性，确保在不同电流水平下的一致性能，对于维护信号保真度至关重要。 高可靠性： 通过了AEC-Q101认证的2SC2712晶体管能够在严苛的环境下稳定工作，是消费电子和工业应用中的可靠选择。 易于集成： 这款晶体管采用S-Mini封装，重量轻且引脚配置清晰，集成到各种电路设计中都非常方便。 与2SA1162互补： 需要互补晶体管？2SC2712与2SA1162是完美搭档，能够创建平衡的放大电路，增强整体性能和稳定性。 总结 东芝2SC2712晶体管凭借其高性能和广泛的应用场景，成为低频和音频放大需求的理想选择。它的高电压和电流处理能力、卓越的电流增益、低噪声性能和坚固的可靠性，注定会在你的项目中大放异彩。 无论你是做消费电子产品、汽车应用，还是工业设备，2SC2712都能为你提供稳定且高质量的性能。不妨试试看，把它应用到你的下一个项目中，相信你会爱上它。

如今随着芯片制程的不断提升，芯片中可以有 100 多亿个晶体管，如此之多的晶体管，究竟是如何安上去的呢？ 这是一个 Top-down View 的 SEM 照片，可以非常清晰的看见 CPU 内部的层状结构，越往下线宽越窄，越靠近器件层。 这是 CPU 的截面视图，可以清晰的看到层状的 CPU 结构，芯片内部采用的是层级排列方式，这个 CPU 大概是有 10 层。其中最下层为器件层，即是 MOSFET 晶体管。 Mos 管在芯片中放大可以看到像一个“讲台”的三维结构，晶体管是没有电感、电阻这些容易产生热量的器件的。最上面的一层是一个低电阻的电极，通过绝缘体与下面的平台隔开，它一般是采用了 P 型或 N 型的多晶硅用作栅极的原材料，下面的绝缘体就是二氧化硅。 平台的两侧通过加入杂质就是源极和漏极，它们的位置可以互换，两者之间的距离就是沟道，就是这个距离决定了芯片的特性。 当然，芯片中的晶体管不仅仅只有 Mos 管这一种类，还有三栅极晶体管等，晶体管不是安装上去的，而是在芯片制造的时候雕刻上去的。 在进行芯片设计的时候，芯片设计师就会利用 EDA 工具，对芯片进行布局规划，然后走线、布线。 如果我们将设计的门电路放大，白色的点就是衬底 , 还有一些绿色的边框就是掺杂层。 晶圆代工厂就是根据芯片设计师设计好的物理版图进行制造。 芯片制造的两个趋势，一个是晶圆越来越大，这样就可以切割出更多的芯片，节省效率，另外就一个就是芯片制程，制程这个概念，其实就是栅极的大小，也可以称为栅长，在晶体管结构中，电流从 Source 流入 Drain ，栅极（ Gate ）相当于闸门，主要负责控制两端源极和漏级的通断。 电流会损耗，而栅极的宽度则决定了电流通过时的损耗，表现出来就是手机常见的发热和功耗，宽度越窄，功耗越低。而栅极的最小宽度（栅长），也就是制程。 缩小纳米制程的用意，就是可以在更小的芯片中塞入更多的电晶体，让芯片不会因技术提升而变得更大。 但是我们如果将栅极变更小，源极和漏极之间流过的电流就会越快，工艺难度会更大。 芯片制造过程共分为七大生产区域，分别是扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、抛光、金属化，光刻和刻蚀是其中最为核心的两个步骤。 而晶体管就是通过光刻和蚀刻雕刻出来的，光刻就是把芯片制作所需要的线路与功能区做出来。 利用光刻机发出的光通过具有图形的光罩对涂有光刻胶的薄片曝光，光刻胶见光后会发生性质变化，从而使光罩上得图形复印到薄片上，从而使薄片具有电子线路图的作用。 这就是光刻的作用，类似照相机照相。照相机拍摄的照片是印在底片上，而光刻刻的不是照片，而是电路图和其他电子元件。 刻蚀是使用化学或者物理方法有选择地从硅片表面去除不需要材料的过程。通常的晶圆加工流程中，刻蚀工艺位于光刻工艺之后，有图形的光刻胶层在刻蚀中不会受到腐蚀源的显著侵蚀，从而完成图形转移的工艺步骤。刻蚀环节是复制掩膜图案的关键步骤。 而其中，还涉及到的材料就是光刻胶，我们要知道电路设计图首先通过激光写在光掩模板上，然后光源通过掩模板照射到附有光刻胶的硅片表面，引起曝光区域的光刻胶发生化学效应，再通过显影技术溶解去除曝光区域或未曝光区域，使掩模板上的电路图转移到光刻胶上，最后利用刻蚀技术将图形转移到硅片上。 而光刻根据所采用正胶与负胶之分，划分为正性光刻和负性光刻两种基本工艺。在正性光刻中，正胶的曝光部分结构被破坏，被溶剂洗掉，使得光刻胶上的图形与掩模版上图形相同。 相反地，在负性光刻中，负胶的曝光部分会因硬化变得不可溶解，掩模部分则会被溶剂洗掉，使得光刻胶上的图形与掩模版上图形相反。 我们可以简单地从微观上讲解这个步骤。 在涂满光刻胶的晶圆（或者叫硅片）上盖上事先做好的光刻板，然后用紫外线隔着光刻板对晶圆进行一定时间的照射。原理就是利用紫外线使部分光刻胶变质，易于腐蚀。 溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。 “刻蚀”是光刻后，用腐蚀液将变质的那部分光刻胶腐蚀掉（正胶），晶圆表面就显出半导体器件及其连接的图形。然后用另一种腐蚀液对晶圆腐蚀，形成半导体器件及其电路。 清除光刻胶：蚀刻完成后，光刻胶的使命宣告完成，全部清除后就可以看到设计好的电路图案。 而 100 多亿个晶体管就是通过这样的方式雕刻出来的，晶体管可用于各种各样的数字和模拟功能，包括放大，开关，稳压，信号调制和振荡器。 晶体管越多就可以增加处理器的运算效率；再者，减少体积也可以降低耗电量；最后，芯片体积缩小后，更容易塞入行动装置中，满足未来轻薄化的需求。 芯片晶体管横截面 到了 3nm 之后，目前的晶体管已经不再适用，目前，半导体行业正在研发 nanosheet FET （ GAA FET ）和 nanowire FET （ MBCFET ），它们被认为是当今 finFET 的前进之路。 三星押注的是 GAA 环绕栅极晶体管技术，台积电目前还没有公布其具体工艺细节。三星在 2019 年抢先公布了 GAA 环绕栅极晶体管，根据三星官方的说法，基于全新的 GAA 晶体管结构，三星通过使用纳米片设备制造出 MBCFET(Multi-Bridge-Channel FET ，多桥 - 通道场效应管 ) ，该技术可以显著增强晶体管性能，取代 FinFET 晶体管技术。 此外， MBCFET 技术还能兼容现有的 FinFET 制造工艺的技术及设备，从而加速工艺开发及生产。 关注公众号“优特美尔商城”，获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯，欢迎留言讨论。

晶体管的第一个76年：变小了，却变大了？ 1947年，当John Bardeen、Walter Brattain和William Shockley成功制造出了世界上第一个能正常工作的晶体管时，他们未曾想到，晶体管如今会成为电子产品的最重要组成部分。晶体管被誉为20世纪最伟大的发明之一，它改进了真空管在功耗和尺寸方面的缺陷，为电子设备的发展奠定了基础，也为人们带来了便捷高效的数字化生活。 1947年，当John Bardeen、 Walter Brattain和William Shockley成功制造出了世界上第一个能正常工作的晶体管时，他们未曾想到，晶体管如今会成为电子产品的最重要组成部分。晶体管被誉为20世纪最伟大的发明之一，它改进了真空管在功耗和尺寸方面的缺陷，为电子设备的发展奠定了基础，也为人们带来了便捷高效的数字化生活。 晶体管从发明到现在已经过去了76年。毫无疑问，76年的时间对于普通人而言是一个巨大的跨越，我们可能已经无法想象出没有晶体管的世界是什么样子了。76年来，无数工程师和开发者们前赴后继，在一次又一次的颠覆式创新中重塑晶体管的结构和应用。如今，智能手机的处理器集成平均100亿个晶体管，想必已经远远超乎Bardeen、Brattain和Shockley的想象。 本文将回顾晶体管的历史，探讨其未来的发展方向，并分析晶体管基本结构的更新换代，以及最新的Multi-Die系统的应用前景。 1. 晶体管的发明灵感从何而来？ 从第一个点接触型晶体管（图1）出现后，晶体管已经取得了长足的进步。但在晶体管诞生之前，电子的发现和真空管的发明已经成为了电子技术发展的里程碑。 图1：点接触型晶体管示意图 电子比真空管的出现早10年，又过了40年晶体管才诞生。真空管可在“开”和“关”状态之间切换电信号或电源（类似于继电器）并放大信号，有效控制电路中电子的流动，为数字设计和模拟设计奠定了基础。 真空管有一个玻璃管，里面有一根金属灯丝，很像电灯泡。它开启了电子产品的新纪元，推动了台式收音机和早期计算机的出现，但这些设备都存在体积大、功耗高的缺点。晶体管由一小块矩形半导体材料（硅或锗）制成，有助于大幅降低现有设计的功耗，并构建更庞大、更复杂的系统。 十年后，可排布多个晶体管和其他电子元件的 集成电路 （IC）出现，成为推动晶体管普及的核心驱动力。1969年人类首次成功登月，阿波罗11号航天器登月舱和两台指挥计算机中嵌入的IC功不可没，这是使用真空管无法实现的壮举。 2. 满足新兴的应用需求 应用在尺寸、性能和功耗方面不断产生新的需求，推动晶体管不断发展。如今，复杂架构系统中集成了数十亿个晶体管，电子设备因此得以实现微型化，开发者可以打造更高效可靠的设备。 图2：CMOS晶体管示意图 应用的发展经历了三个阶段，这也影响着晶体管过去几十年的发展历程。 第一阶段是缩小通信和计算设备的尺寸，例如小型收音机或计算机，就像阿波罗11号所用的计算机。随着个人计算机的不断普及，应用的发展进入第二阶段，即提升应用本身的能力：利用计算机等功能强大的创新设备执行新的功能，例如用计算机写文档或玩游戏。这一思路也推动了IC的发展。 到了第三阶段，IC和晶体管开始用于移动电话、数码相机、音乐播放器以及集成了所有这些功能的智能手机。这是一个划时代的突破，堪比2007年的MacWorld Expo，当时史蒂夫·乔布斯发布了史上第一款iPhone，将手机、PC和iPod的功能融为一体。 3. 转向Multi-Die系统 1960年代后，IC通常使用传统的平面结构来设计数字电路。之后几十年，IC逐步向更新的结构过渡：2011年，FinFET（鳍式场效）晶体管（图3）面世了；预计到2024年，更加优化的GAA（全环绕栅极）晶体管将成为技术推进的主流。它着重于于克服鳍式结构的表面粗糙所带来的技术限制。 图3： 英特尔 从32纳米平面晶体管（左）过渡到22纳米的三栅极FinFET晶体管（右） 除了缩小晶体管尺寸、提高晶体管密度外，开发者还致力于开发新材料、优化设备的功耗并提升计算速度。 单个芯片能容纳的晶体管数量是有限的，制造商已经接近这一物理极限，未来的芯片将在单个封装中集成多个小芯片，在某些情况下将采用垂直堆叠。虽然部分晶体管可以使用GAA技术设计，但有些晶体管仍需采用平面架构，以便嵌入1D或2D设备。 Multi-Die系统帮助开发者扩展系统功能，已成为半导体行业的主流，这让开发团队拥有了更多工具，更有机会实现简化的3D集成。 未来的晶体管将趋向高度专用化，这也为团队带来了机遇和挑战。不仅需要确保系统能容纳不同类型的晶体管，也要确保系统可以高效运行。其关键在于采用以系统为中心的设计思维，自下而上地建构式设计晶体管。买电子元器件现货上唯样商城 4. 从VR头盔到飞行器：下一波会是什么？ 电路开发者期望尽量少选择不同特定类型的晶体管。然而，无论在芯片级还是系统级的应用中，未来的晶体管的选择都将由专用领域和特定材料来决定。 在这样的背景下，摩尔定律如何“续命”？ 新思 科技认为，摩尔定律仍将延续，但我们需要重新定义“晶体管密度”。 例如，我们是否还需要考虑单位面积或单位计算方式的晶体管数量？鉴于单位计算方式已经将三维体积和最大横截面考虑在内，随着晶体管的尺寸不断缩小，这或将成为衡量晶体管性能和速度的更好指标。 如今的应用致力于扩展人类感知、观察、理解世界的能力，虚拟现实（VR）和增强现实（AR）的发展令人兴奋。同样，自动驾驶汽车也在使用各种以集成电路驱动的 传感器 、摄像头以及其他电子系统去提取信息，保证安全行驶。 从最初的单个晶体管到现在庞大的芯片系统，晶体管变得更小、更轻，成本也更低。这带来了新的机遇，例如协同设计硬件系统及其运行的软件。 当下再一次掀起的晶体管发明的热潮，潜力巨大，未来可期。而实现突破的关键在于找到一种更好的方法，以系统为中心设计小芯粒，通过更优化的晶体管，从而助力创造更美好的数智未来。 (文章来源： 新思科技)

提到 FET ，学电子的人都比较熟悉， FET 就是 Field-Effect Transistor ，场效应管。 FET 是一种常见的三端口半导体器件，比较常见的是 JFET （结型场效应晶体管）和金属氧化物场效应管 MOSFET 。下图给出了常见的场效应管的工作示意图， 那么 FinFET 到底是什么呢？ FinFET 被称为鳍式场效应晶体管，是一种新的互补式金属氧化物半导体晶体管。该项技术的发明人是加州大学伯克利分校的胡正明教授。 FinFeT 与平面型 MOSFET 结构的主要区别在于其沟道由绝缘衬底上凸起的高而薄的鳍构成，源漏两极分别在其两端，三栅极紧贴其侧壁和顶部，用于辅助电流控制，这种鳍形结构增大了栅围绕沟道的面，加强了栅对沟道的控制，从而可以有效缓解平面器件中出现的短沟道效应，大幅改善电路控制并减少漏电流，也可以大幅缩短晶体管的栅长，也正由于该特性， FinFET 无须高掺杂沟道，因此能够有效降低杂质离子散射效应，提高沟道载流子迁移率。 FinFET 的主要特点是，沟道区域是一个被栅极包裹的鳍状半导体。沿源漏方向的鳍的长度，为沟道长度。栅极包裹的结构增强了栅的控制能力， 对沟道提供了更好的电学控制，从而降低了漏电流，抑制短沟道效应。 然而 FinFET 有很多种，不同的 FinFET 有不同的电学特性。下面根据衬底类型、沟道的方向、栅的数量、栅的结构，分别给予介绍。 SOI FinFET 和体 FinFET 。根据 FinFET 衬底， FinFET 可以分成两种。一种是 SOI FinFET ，一种是体 FinFET 。 FinFET 形成在体硅衬底上。由于制作的工艺不同，相比于 SOI 衬底，体硅衬底具有低缺陷密度，低成本的优点。此外，由于 SOI 衬底中埋氧层的热传导率较低，体硅衬底的散热性能也要优于 SOI 衬底。 Buk FinFET ， SOI FinFET 具有近似的寄生电阻、寄生电容，从而在电路水平上可以提供相似的功率性能。但是 SOI 衬底的轻鳍掺杂 FinFET ，相比于 Buk FinFET ，表现出较低的节电容，更高的迁移率和电压增益的电学性能。 FinFET 到底有多牛？ 对于场效应管，我们最常用的是 MOSFET ，全称是金属氧化物半导体场效应管： Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor 。 MOSFET 在 1960 年由贝尔实验室（ Bell Lab. ）的 D. Kahng 和 Martin Atalla 首次实作成功，这种元件的操作原理和 1947 年肖克利（ William Shockley ）等人发明的双载流子结型晶体管（ Bipolar Junction Transistor,BJT ）截然不同，且因为制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的优势，在大型集成电路（ Large-Scale Integrated Circuits,LSI ）或是超大型集成电路（ Very Large-Scale Integrated Circuits,VLSI ）的领域里，重要性远超过 BJT 。 但是 MOSFET 发明至今已有六十多年历史，随着半导体制程工艺的进步， MOSFET 的限制越来越明显。我们知道，在 MOSFET 中，栅极长度（ Gate length ）大约 10 奈米，是所有构造中最细小也最难制作的，因此我们常常以栅极长度来代表半导体工艺的进步程度，这就是所谓的工艺线宽。栅极长度会随工艺技术的进步而变小，从早期的 0.18 微米、 0.13 微米，进步到 90 奈米、 65 奈米、 45 奈米、 22 奈米，到目前最新工艺 10 奈米。当栅极长度愈小，则整个 MOSFET 就愈小，而同样含有数十亿个 MOSFET 的芯片就愈小，封装以后的集成电路就愈小，最后做出来的手机就愈小啰！。 10 奈米到底有多小呢？细菌大约 1 微米，病毒大约 100 奈米，换句话说，人类现在的工艺技术可以制作出只有病毒 1/10 （ 10 奈米）的结构，厉害吧！ 但是当栅极长度缩小到 20 奈米以下的时候，遇到了许多问题，其中最麻烦的是当闸极长度愈小，源极和漏极的距离就愈近，栅极下方的氧化物也愈薄，电子有可能偷偷溜过去产生漏电（ Leakage ）；另外一个更麻烦的问题，原本电子是否能由源极流到漏极是由闸极电压来控制的，但是栅极长度愈小，则栅极与通道之间的接触面积（图一红色虚线区域）愈小，也就是闸极对通道的影响力愈小，要如何才能保持闸极对通道的影响力（接触面积）呢？ 因此美国加州大学伯克莱分校胡正明、 Tsu-Jae King-Liu 、 Jeffrey Bokor 等三位教授发明了鳍式场效晶体管（ Fin Field Effect Transistor ， FinFET ），把原本 2D 构造的 MOSFET 改为 3D 的 FinFET ，如图二所示，因为构造很像鱼鳍 ，因此称为鳍式（ Fin ）。 由图中可以看出原本的源极和漏极拉高变成立体板状结构，让源极和漏极之间的通道变成板状，则栅极与通道之间的接触面积变大了（图二黄色的氧化物与下方接触的区域明显比图一红色虚线区域还大），这样一来即使栅极长度缩小到 20 奈米以下，仍然保留很大的接触面积，可以控制电子是否能由源极流到汲极，因此可以更妥善的控制电流，同时降低漏电和动态功率耗损，所谓动态功率耗损就是这个 FinFET 由状态 0 变 1 或由 1 变 0 时所消耗的电能，降低漏电和动态功率耗损就是可以更省电的意思啰！ FinFET 是栅极长度缩小到 20 奈米以下的关键，拥有这个技术的工艺与专利，才能确保未来在半导体市场上的竞争力。 当然场效应管也不是一成不变的， FinFET 也不会是最终的选项，其演进一直在进行中。在过去的 17 年中， CMOS 技术在制造和建筑中使用的材料方面取得了重大进展。第一个巨大飞跃是在 90 nm 技术节点引入应变工程。随后的步骤是具有 45 nm 高 k 电介质的金属栅极，以及 22 nm 节点的 FinFET 架构。 2012 年标志着第一个商用 22nm FinFET 的诞生。 FinFET 架构的后续改进提高了性能并减少了面积。 FinFET 的 3D 特性具有许多优势，例如增加鳍片高度以在相同的占位面积下获得更高的驱动电流。图 2 显示了 MOSFET 结构的演变：双栅、三栅、 pi 栅、 omega 栅和环栅。由于结构简单且易于制造，双栅极和三栅极 FinFET 很常见。尽管 GAA 器件是在 FinFET 之前提出的，但后者更适合执行生产。 未来，到底属于那种技术，让我们拭目以待，并努力向前。 关注公众号“优特美尔商城”，获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯，欢迎留言讨论。

晶体管是一个简单的组件，可以使用它来构建许多有趣的电路。在本文中，将带你了解晶体管是如何工作的，以便你可以在后面的电路设计中使用它们。一旦你了解了晶体管的基本知识，这其实是相当容易的。我们将集中讨论两个最常见的晶体管： BJT 和 MOSFET 。 晶体管的工作原理就像电子开关，它可以打开和关闭电流。一个简单的思考方法就是把晶体管看作没有任何动作部件的开关，晶体管类似于继电器，因为你可以用它来打开或关闭一些东西。当然了晶体管也可以部分打开，这对于放大器的设计很有用。 1. 晶体管BJT的工作原理 让我们从经典的 NPN 晶体管开始。 下图是个双极结晶体管 (BJT) ，有三个引脚： · 基极 (B) · 集电极 (C) · 发射极 (E) 如果你打开它，电流可以通过它从集电极到发射极。当它关闭时，没有电流流过。 如下示例电路中，晶体管是关着的。这意味着没有电流可以通过它，所以发光二极管也被关闭了。 要打开晶体管，基极和发射极之间的电压约为 0.7V 。 如果你有一个 0.7V 的电池，你可以把它连接到基极和发射极之间，晶体管就会打开。 既然我们大多数人没有 0.7V 的电池，我们怎么打开晶体管？ 很简单！晶体管的基极到发射极部分的工作原理是二极管，二极管有一个正向电压，它会从可用电压中 “抓取”这部分电压。如果你在串联中加入一个电阻器，其余的电压就会在电阻器上分压。 因此，增加一个电阻器，你会自动获得 0.7V 左右。这和你通过 LED 限制电流确保它不会爆炸是一样的原理。 如果还添加了按键开关，则可以通过按键开关来控制晶体管，进而控制 LED ： 1.1 选择元器件的值 要选择元器件的值，还需要了解晶体管的工作原理：当电流从基极流向发射极时，晶体管打开，使更大的电流可以从集电极流向发射极。 这两种电流的大小是有联系的，这叫做晶体管的增益。 对于一般用途的晶体管，如 BC547 或 2N3904 ，这可能在 100 左右。 这意味着，如果你有 0.1mA 从基极流向发射极，你可以有 10 毫安 (100 倍以上 ) 从集电极到发射极。 你需要什么电阻值 R1 才能得到 0.1mA 的电流？ 如果电池是 9V ，晶体管的基极到发射极达到 0.7V ，那么电阻器上还有 8.3V 。 你可以用欧姆定律要找到电阻值： 所以你需要一个 83 k Ω的电阻。并不是说一定是这个标准值， 82 k Ω也可以，而且它已经足够了。 R2 可以将电流限制在 LED 上，可以选择没有晶体管时连接 LED 和电阻直接到 9V 电池时所用的阻值。比如， 1k Ω应该可以满足正常工作。 1.2 如何选择晶体管 NPN 晶体管是最常见的双极结晶体管 (BJT) 。但是还有一个叫做 PNP 晶体管和它的工作方式是一样的，只是所有的电流都在相反的方向。 在选择晶体管时，最重要的是要记住晶体管能承受多少电流。这叫做集电极电流 (iC) 。 2 MOSFET的工作原理 MOSFET 晶体管是另一种常见的晶体管。 它还有三个引脚： · Gate(G) · Source(S) · Drain(D) MOSFET 符号 (N 通道 ) MOS 的工作原理类似于 BJT 晶体管，但有一个重要的区别： 对于 BJT 晶体管，电流从一个基极到另一个发射极，决定了从集电极到发射极能流多少电流。 对于 MOSFET 晶体管，电压栅极和源极之间的电流决定了有多少电流能从漏极流向另一个源极。 2.1 如何打开MOSFET 下面是一个打开 MOSFET 的电路示例。 如果要打开 MOSFET 晶体管，需要在栅极和源极之间的电压高于晶体管的阈值电压。例如， BS170 有一个栅源阈值电压 2.1V 。 (Datasheet 中有注明 ) MOSFET 的阈值电压实际上是它关闭的电压。因此，要正确地打开晶体管，你需要一个稍高一点的电压。 电压多高取决于你想要通过多大的电流 ( 在 datasheet 中会有注明 ) 。如果你比阈值高出几伏，那通常对低电流的东西来说就足够了，比如打开一个 LED 。 请注意，即使你使用足够高的电压，可以使 1A 电流通过，这并不意味着你将得到 1A 。只是意味着你想让 1A 能通过，实际的电路连接特性才决定了实际的电流。 因此，你可以走到你想要的电流大小，只要你确保你不超过最大的栅极源电压限制 (BS170 是 20V) 。 在上面的例子中，当你按下按钮时，门被连接到 9V ，这打开了晶体管。 2.2 选择元器件的值 R1 的值并不重要，但大约 10k Ω应该可以正常工作，它的目的是关闭 MOSFET 。 R2 用来设置 LED 的亮度。对于大多数 LED 来说， 1k Ω应该工作得很好。 Q1 几乎可以是任何 N 沟道 MOSFET ，例如 BS170 。 2.3 如何关闭MOSFET 关于 MOSFET 的一件重要的特性是，它的作用也有点像电容器。即栅极和源极部分，当你在栅极和源极之间施加电压时，这个电压会一直保持到放电为止。 如果没有上面例子中的电阻 (R1) ，晶体管就不会关闭。有了电阻 R1 ，栅极源极电容就有了放电的闭环回路，从而使晶体管再次关闭。 2.4 如何选择MOSFET晶体管 上面的示例使用 N 通道 MOSFET 和 P 通道 MOSFET 的工作方式是一样的，只是电流流向相反的方向，并且栅极到电源电压必须是负值才能打开它。 有数千种不同的 MOSFET 可供选择。但如果你想建立上面的例子电路，并想要一个具体的建议， BS 170 和 IRF 510 是两个很常用的。 在选择 MOSFET 时要记住两件事： 这个栅 - 源阈值电压。你需要更高的电压才能打开晶体管。 这个连续漏电流。这是流经晶体管的最大电流。 还有其他重要的参数也需要记住，不过这取决于你在做什么。但这不在本文的范围之内。记住以上两个参数，您就有了一个很好的开始。 2.5 MOSFET栅电流 如果你想控制一个 MOSFET ，例如，单片机、 Arduino 或 Raspberry PI ，还有一件事你需要记住：当你打开晶体管时，流进栅极的电流。 如前所述， MOSFET 的栅到源充当电容器，这意味着一旦充电，就不会有更多的电流流过。因此，当 MOSFET 打开时，没有电流流过栅极。 但是当 MOSFET 刚被打开时有一个电流，就像你给电容器充电时一样。在极短时间内，可能会有大量的电流流动。 为了保护单片机不受过多电流的影响，需要添加一个 MOSFET 栅极电阻 : 对于这一点，通常 1000 Ω是一个很好的值。使用欧姆定律结合你的具体情况。 3 为什么需要晶体管 一个常见的问题是，为什么我们需要晶体管？为什么不把 LED 和电阻直接连接到电池上呢？ 晶体管的优点是你可以用较小的电流或电压来控制更大的电流和电压。 这是超级有用的，如果你想要控制的东西，如电机，大功率 LED ，扬声器，继电器，和更多来自一个覆盆子 PI/Arduino/ 微控制器。从这些板卡输出引脚通常只能提供几毫安在 5V 。因此，如果你想控制你的 110 V 室外露台灯，你不能直接从引脚供电。 相反，你可以通过继电器。但是，即使是继电器通常需要更多的电流比引脚所能提供的。所以你需要一个晶体管来控制继电器： 将电阻器的左侧连接到输出引脚 ( 从 Arduino 开始 ) 以控制继电器。 但是晶体管对于更简单的传感器电路也很有用，比如这个光传感器电路，触摸传感器电路，或 H 桥电路。 我们几乎在所有电路中都使用晶体管。它确实是电子学中最重要的部件。 4 晶体管作为放大器 晶体管也是使放大器工作的原因。它不只是两个状态 ( 开 / 关 ) ，它也可以在“完全打开”和“完全关闭”之间的任何位置。 这意味着一个几乎没有能量的小信号可以控制晶体管，在晶体管的集电极发射极 ( 或漏源 ) 部分产生更强的信号。因此，晶体管可以放大小信号。 下面是一个简单的放大器用来驱动扬声器。输入电压越高，从基极到发射极的电流越高，通过扬声器的电流越高。 不同的输入电压使扬声器中的电流发生变化，从而产生声音的高低。 关注公众号“优特美尔商城”，获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯，欢迎留言讨论。