双极晶体管
双极型晶体管内部电流由两种载流子构成，它是使用电流来操控。场效应管是电压操控器材，栅极（G）基本上不取电流，而晶体管的基极总要取必定的电流，所以在只答应从信号源取极小量电流的状况下，应该选用场效应管。而在答应取必定量电流时，选用晶体管进行扩大，能够得到比场效应管高的电压扩大倍数。
双极型晶体管原理
尽管二极管是很有用的器材，但它不能扩大信号，简直一切的电路都以某种方法要求扩大信号。一种能扩大信号的器材便是双极型晶体管（BJT）。
图1是两种双极型晶体管的结构图。每个晶体管有3个半导体区，他们分别是发射极，基极和集电极。基极总是夹在发射极和集电极之间。NPN管由N型的发射极，P型的基极和N型的集电极组成。相似的，PNP管由P型的发射极，N型的基极和P型的集电极组成。在这些简图中，晶体管的每个区都是均匀掺杂的矩形硅。现代的双极型晶体管略微有点不同，但作业原理仍是相同的。
图1中也画出了两种晶体管的电路符号。发射极上的箭头表明晰发射极－基极结正向偏置状况下电流的流向。尽管集电极和基极之间也有结，但在集电极上没有标上箭头。在图1简化的晶体管中，发射极－基极结和集电极－基极结看上去是相同的。看上去把集电极和发射极对调对器材没有什么影响。实际上，这两个结有不同的掺杂特点和几许形状，所以不能对调。发射极靠箭头和集电极区别开来。
双极型晶体管能看成是两个背靠背连起来的PN结。晶体管的基极区十分的薄（大约1－12μm）。因为两个结靠的十分近，载流子能在复合前从一个结分散到另一个结。因而一个结的导通对另一个结也有影响。
图2（A）中是一个基极－发射极零偏置，基极－集电极5伏偏置的NPN晶体管。因为没有结是正向偏置，所以晶体管的三端都只需很小的电流。两个结都反向偏置的晶体管称为cutoff状况。图2（B）中有10微安的电流注入基极。这个电流使得基极－发射极正向偏置了约0.65伏。这时尽管基极－集电极仍是反向偏置状况，但有一个是基极电流100倍的集电极电流流过基极－集电极结。这个电流是正向偏置的基极－发射极结和反向偏置的基极－集电极结彼此作用的成果。处于这种偏置状况的晶体管，它被称为在forward acTIve区。假如发射极和集电极彼此对调，基极－发射极变成反向偏置，基极－集电极正向偏置，这个晶体管称为在reverse acTIve区。实际上，晶体管很少作业在这种方法下。
图3解说了为什么集电极电流能流过反向偏置的结。只需基极－发射极变成正向偏置，立刻就有载流子流过这个结。流过这个结的大大都电流是由重掺杂的发射极注入轻掺杂的基极的电子。大大都电子在他们复合前就分散通过了很窄的基极区。因为基极－集电极是反向偏置的，所以只需很少的大都载流子能从基极流到集电极。相同的，这个阻挠大都载流子运动的电场协助少量载流子运动。在基极里，电子是少量载流子，所以他们都穿过了反向偏置的基极－集电极结进入集电极。在集电极里，他们又成了大都载流子，往集电极的引线端运动。所以集电极的电流里首要是顺畅的从发射极来到集电极而没有在基极复合的电子。
有些注入到基极的电子也的确没有抵达集电极。那些没有抵达集电极的电子在基极中复合了。基极的复合需求耗费从基极引线端流入的电流里的空穴。也有些空穴从基极注入到了发射极，但他们都很快的复合了。这些空穴便是基极引线端电流的第2个来历。这些复合的进程一般耗费不超越1％的发射极电流，所以只需求一个很小的基极电流就能保持基极－发射极的正向偏置。
双极晶体管的改进技能
规划前进及封装技能的改进使开发优化的分立半导体器材成为可能，例如低饱满电压晶体管及超低正向压降肖特基整流二极管。此类新器材可满意当今电子产品在散热、功率、空间占用和本钱方面的高要求，关于便携式电池供电设备（如笔记本电脑、数码相机）及轿车中的负载切换和电源体系，此类新器材是首选的解决方案。
集电极功耗PC=VCEsat×IC是双极晶体管损耗的重要来历。因为集电极电流IC是由使用预先确定的，因而，器材生产商要想下降晶体管损耗专一的挑选是下降集电极-发射极饱满电压VCEsat。低VCEsat晶体管的呈现首要归功于网状结构发射极技能的使用。
网状结构发射极（mesh-EMItter）规划将发射极区域扩展到更大面积的区域，一起使其以网状结构与基极触摸，因而可下降发射极串联电阻。这样做的成果是基极驱动更为均匀，然后可更有效地使用裸片上的发射极有源区域，并然后大大下降集电极-发射极饱满电压（如图4所示）。
在相应的封装所答应的约束内尽量增大裸片面积能够进一步下降器材的损耗。图5阐明开发并使用新的引线结构和6引脚封装（如SOT457）还可改进器材的散热状况。
与中功率晶体管功能适当
因为晶体管的总本钱受封装本钱的影响很大，因而，选用SOT23封装的晶体管要比选用较大的SOT223封装的晶体管的本钱低得多。
关于传统晶体管规划，一般是所需求的集电极电流约束了裸片尺度，然后约束了进一步小型化的尽力。例如，选用传统规划，集电极电流>0.5A的晶体管无法选用SOT23封装。另一方面，假如选用网状结构发射极技能，现在现已能够在SOT23封装中供给集电极电流大于2A的晶体管。因而，网状发射极晶体管（SOT23）能够用来替代更大的SOT223封装晶体管，而且供给适当、乃至更好的特性。BISS晶体管PBSS4350T和PBSS4320T以及中功率晶体管BDP31。
三种晶体管的集电极-发射极饱满电压曲线如图6。在集电极电流为1A时，网状发射极晶体管的饱满电压要比传统晶体管低约40%～50%，而驱动电流仅为50mA（IC/IB=20），比100mA（IC/IB=10）也低得多。与SOT223封装晶体管比较，SOT23晶体管需求的电路板空间少20%。装置在陶瓷衬底上，SOT23封装晶体管的功耗乃至可进步到625mW。因而合适替代最大功耗600mW（集电极散热器面积1cm2）的6引脚晶体管（如SOT457）。
简略的负载切换（低端开关）使用实例能够很好地体现出更高的功率、更低的温升以及更高的可用输出电压等长处。供电电压VCC为3.3V，负载电流VLoad=IC=2A。比照选用SOT223封装的传统中功率晶体管BDP31和选用SOT23封装的网状结构发射极晶体管PBSS4320T。温升△T能够使用总功耗Ptot和温阻Rth核算。核算成果对BDP31为128K，对BISS晶体管PBSS4320T为109K（装置在1cm2的集电极焊盘上）。
关于许多使用，可用输出电压VLoad应当尽可能挨近供电电压（即电压差应当尽可能小）。VLoad等于供电电压VCC和集电极-发射极饱满电压VCEsat的差，关于BDP31为2.6V，与此比较，网状结构发射极晶体管PBSS4320T为3.1V。功率η等于负载功率PLoad和供电功率PSupply的比值。使用规范晶体管BDP31只能取得79%的电路功率，而使用网状结构发射极晶体管PBSS4320T，电路功率可进步到94%。总而言之，选用SOT23 BISS晶体管来替代较大的SOT223封装规范中功率晶体管，电路功率可大大进步，可用负载电压进步，更挨近电源满幅电压，而温升也会更低。
