用简单的英语解释一个晶体管!


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有人可以用简单的英文解释一下什么是晶体管及其工作原理吗?我知道计算机中装满了这些东西,但对它们知之甚少。

PS:我从StackExchange家族的另一个站点(我没有工程背景)知道这个站点,并希望有人可以帮助我。请不要链接到Wiki解释。我已经读过了,我很困惑。

我正在寻找一个7岁的解释。

谢谢!




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h,不确定是否完全相同。“我该如何工作”和“它如何工作”之间略有不同。
2011年

“晶体管人”卡通旨在展示晶体管的工作原理。七岁的孩子应该能够理解它。
莱昂·海勒

1
如果Wikipedia的说明令人困惑,则解决方案是对其进行修复。另外,给出的链接是到常规Wikipedia页面的。简单英语维基百科中有一个:simple.wikipedia.org/wiki/Transistor
Kaz,

Answers:


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目前,我将晶体管,FET(场效应晶体管)和继电器集中在一起。还有一些其他设备也可以集成在其中,但是...

在最基本的级别上,所有这些设备都作为交换机运行。做点什么,电流就会开始或停止流动。停止做某事,电流将改变。

继电器是初学者最容易理解的。流过线圈的电流使电磁体磁化。这使机械开关“翻转”。关闭线圈中的电流,然后开关翻转。

在晶体管的情况下,当电流流过一个引脚(称为“基极”)时,会导致更多的电流流过另两个引脚(这些引脚称为集电极和发射极)。没有电流通过基极,这意味着没有电流流过另外两个引脚。

FET与晶体管相似,但它不是流经基极的电流,而是基上的电压。只是使事情变得混乱,这些引脚不称为基极,发射极和收集器。相反,它们被称为门,源极和漏极。但是操作非常相似。栅极上的电压正确,电流将流过另外两个引脚。没有正确的电压,流量将停止。

另一个重要的细节是晶体管或FET不必“完全导通”或“完全截止”。如果基座或门在完全打开和关闭之间的某个位置,则通过设备的电流将“稍微打开”或“稍微关闭”。这不适用于继电器。

这就是初学者的解释。我当然忽略了很多细节,但是在现阶段它们并不重要。重要的是,您可以采用晶体管和FET,并以有趣的方式将它们组合在一起,以制造所有我们无法缺少的冷电子设备。


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+1-很难回答此类问题并使之易于使用,有趣且正确。措辞很好。
MikeJ-UK 2011年

1
我以前没看过这个,+ 1。
奥林·拉斯洛普

1
很美丽!
eGovind

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在7岁的水平上,晶体管就像可控的阀门或水龙头(或美国朋友的水龙头)

抽头的一小圈旋转(或基极与发射极之间的电压小幅增加)会产生大流量(或集电极与发射极之间的大电压)

因此,从根本上讲,它起着放大器的作用。

但是,在计算机中,它通常用作开关。在很小的区域之外,基极电压的变化会驱动集电极电压的较大变化,因此实际上是二进制的,因此对于允许的输入电压,输出始终为0v或Vmax(此值取决于电源,晶体管和电路的类型等)

Wikipedia上有更多细节,但仍不太技术。

(是的,我知道我在同一句话中使用了流量和电压:-)


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可控阀部分是正确的,但是当人们说晶体管“充当放大器”时,尤其是对新手来说,我不喜欢它。它用于构建放大器。放大器是整个组件,包括电源和可控阀。晶体管内部没有电源。最初的放大器使用碳纤维麦克风作为其可控制的阀门,但是人们并不称碳纤维的胶囊为“放大器”。
endlith 2011年

1
流经的输出或电流与输入的乘法相关,因此说它放大了并非不正确。符合单词的字典定义。
old_timer

回到水龙头,阀门或水龙头,稍微打开它,您会得到一点水,但是在某个时候,您将它一直打开,而您再也没有得到更多的水,这是有限制的,即当晶体管变为至少将开关关闭,关闭水龙头或将水龙头打开到流量达到最大值并打开开关的位置。
old_timer

我了解Endolith的担忧。仅仅因为晶体管放大了基极电流,并没有使其成为放大器。放大器是一个完整的设备。逻辑门可以计算,但门不是计算机制造的。
ajs410 2011年

1
晶体管肯定会放大-它完全符合定义...在那个小区域内。外,它近似于井足以被用作逻辑门的一部分的开关-但是这是由于它的放大器方面被任一手摇针对VCC的极限或下为0。
罗里艾尔索普

3

对于7岁的孩子:

想象一下,您有一个游戏控制器摇杆,每种方向都可以移动几英寸。它连接到一条机械臂,该机械臂每条脚都会移动几英尺。运动是一样的,但是更大。

类似地,晶体管将低压电流映射到高压电流。

因此,小的低电流电路可以使用晶体管来控制电动机或需要更高电流的电动机。


那是用法,不是描述。
2012年

2
那是因为我正在和一个7岁的孩子聊天。:)
马克·哈里森

1

如果您想象一个由两片铜制面包制成的三明治,再由一片塑料奶酪隔开,像这样钩住:

                     +-------------+
                     |             |
                  [COPPER]         |+
          +-------[CHEESE]    [BATTERY2]
          | +     [COPPER]         |
      [BATTERY1]     |             |
          |          |             |
          +----------+-------------+  

然后很容易看出,因为奶酪是绝缘体,所以两个电池都不会留下电荷。

但是,如果奶酪具有魔力,并且随着电池1的电压增加而变得越来越像铜,那么随着奶酪变得越来越导电,来自电池2的电荷将越来越多地流过三明治。

在显示电池极性的情况下,实际上,面包是“ N”型硅,而奶酪是“ P”型硅,这就是晶体管的工作方式。


1
我不理解-2票,因为从7岁的POV开始,使用铜作为“ N”型材料的类似物,并使用奶酪作为“ P”型材料的奶酪会产生我们都认可的经典双极晶体管结构,集电极对应于顶部铜导体,基极对应于干酪绝缘体,发射极对应于底部铜导体。实际上,当跨基极-发射极结的电压增加时,基极将变得越来越像“ N”,从而允许越来越多的电荷流过现在更像“ NNN”的晶体管状三明治。
EM Fields 2014年

0

由于以下原因,我将此写为另一个答案(而不是评论):

如果我是新手/初学者(例如,年龄可能大于7岁,例如:15岁),那么我会对在某些答案中观察到的特定缺点感到困惑。这是一些报价

类似地,晶体管将低压电流映射到高压电流。

在晶体管的情况下,当电流流过一个引脚(称为“基极”)时,会导致更多的电流流过另两个引脚(这些引脚称为集电极和发射极)。

抽头的一小圈旋转(或基极和发射极之间的电压小幅增加)会产生大流量(或集电极和发射极之间的大电压)

作为一个初学者,我会问自己(因为我想了解 BJT的工作原理):什么是控制量:电流或电压?

在某些答案/评论中,甚至没有明确的措词:

流经的输出或电流与输入的乘法相关,

回到水龙头或阀门或水龙头上,稍微打开一下就得到一点水


如果我是15岁的初学者,我会问:伙计们-真正控制Ic的因素是什么?

(我记得这个问题,尤其是早在本论坛和其他论坛中已经讨论过;因此,令我惊讶的是,在回答这个问题时仍然存在不同的观点)。

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