半導(dǎo)體三極管的工作原理

PNP型半導(dǎo)體三極管和NPN型半導(dǎo)體三極管的基本工作原理完全一樣，下面以NPN型半導(dǎo)體三極管為例來說明其內(nèi)部的電流傳輸過程，進(jìn)而介紹它的工作原理。半導(dǎo)體三極管常用的連接電路如圖15-3(a)所示。半導(dǎo)體三極管內(nèi)部的電流傳輸過程如圖15-3(b)所示。半導(dǎo)體三極管中的電流傳輸可分為三個階段。

1、發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子

電源接通后，發(fā)射結(jié)為正向連接。在正向電場作用下，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(電子)的擴散運動加強。因此，發(fā)射區(qū)的電子很容易在外電場的作用下越過發(fā)射結(jié)進(jìn)入基區(qū)，形成電子流IEN(注意電流的方向與電子運動的方向相反)。當(dāng)然，基區(qū)的多數(shù)載流子(空穴)也會在外電場的作用下流向發(fā)射區(qū)，形成空穴電流IEP。但由于基區(qū)的雜質(zhì)濃度很低，與從發(fā)射區(qū)來的電子流相比，

IEP可以忽略不計，所以發(fā)射極電流為：

2、電子在基區(qū)中的擴散與復(fù)合

從發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)的電子到達(dá)基區(qū)后，由于基區(qū)靠發(fā)射區(qū)的一側(cè)電子濃度較大，靠集電區(qū)一側(cè)電子濃度較小.所以電子繼續(xù)向集電區(qū)擴散。在擴散過程中，電子有可能與基區(qū)的空六相遇而復(fù)合，基極電源、EB不斷提供空穴，這就形成了基極電流IBN。由于基區(qū)很薄，而空穴濃度低，電子與空穴復(fù)合的機會很少，大部分電子繼續(xù)向集電區(qū)擴散。此外，半導(dǎo)體三極管工作時，集電結(jié)為反向連接，在反向電場作用下，基區(qū)與集電區(qū)之間少數(shù)載流子的漂移運動加強c因基區(qū)載流子很少.電子更少，故漂移運動主要是集電區(qū)的空穴流向基區(qū)。漂移運動形成的電流ICBO的數(shù)值很小，而且與外加電場的大小關(guān)系不大，它被稱為集電極反向飽和電流因此，基極電流為：

3、集電極電流的形成

由于集電結(jié)加的是反向電場，經(jīng)過基區(qū)繼續(xù)向集電區(qū)方向擴散的電子是逆電場方向的，所以受到拉力，加速流向集電區(qū).形成電子流ICN。如果考慮集電極飽和電流ICBO的影響，集電極電流應(yīng)為：

從半導(dǎo)體三極管外電路看，流入管子的電流必須等于流出的電流，所以

從半導(dǎo)體三極管電流傳輸過程中可以看出，集電極電流IC很大，而基極電流IB很小。另外，由于三極管本身的結(jié)構(gòu)已定，所以IC和IB在相當(dāng)大的一個范圍內(nèi)總存在一個固定的比例關(guān)系，即

其中β表示IC與IB的關(guān)系.稱為共發(fā)射極的直流放大系數(shù)，β大于1，一般為20-200。

由于IC和IB存在一定的比例關(guān)系，而且IE=lC+IB，所以半導(dǎo)體三極管起著一種電流分配器的作用，即把發(fā)射極電流IE按一定的分配關(guān)系分成IC和IB。IC遠(yuǎn)大于IB。因存在這種分配關(guān)系，所以只要使IB略有增加，IC就會增加很多，這就起到了放大作用。

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