三極管為什么可以做電流放大？

沒有一個硬件工程師可以繞開的就是三極管和MOS管了，這是當前晶體管時代電子設計的基礎。

說到晶體管，“三極管是流控的，MOS管是壓控的”這句話大概都可以脫口而出，但是說到原理的話，都是似是而非，沒有一個可以清楚的說明的。本文先就三極管為什么可以做電流放大來做一個詳細的說明。

首先上神圖：

以npn三極管為例，上圖是比較形象的（需要注意區(qū)分圖里的電流方向和電子運動方向），也是很多人在講解的時候喜歡使用來說明的，具體的說明過程這里不再詳述，只列下結果：

（其中 是固定值，在20~200之間）

發(fā)射結正偏，集電結反偏（即BE正偏， 》 ，CB反偏， ）

那么同樣是二極管，憑什么發(fā)射結就這么優(yōu)秀呢，只分走了很小的一部分電流，而

分走了大部分電流，還有一個固定的倍數(shù)關系呢？

下面我們就要把三極管分出來兩部分分別講解了：

發(fā)射結正偏，即

克服了PN結中的勢壘電壓，使得電子可以在外加電壓

的作用下從發(fā)射極E運動到基極B，即圖中

，

是極少數(shù)的自由運動的電子導致的電流，可以認為是漏電流，非常小，所以可以忽略。

集電結反偏，這個理解相對抽象一些，我們可以使用反向思維來考慮這個問題，即若集電結正偏，會發(fā)生什么。當集電結正偏的時候，電流是從基極流向集電極，即電子方向從集電極流向基極，與圖中所畫的正好相反，所以集電極應該反偏，使電流按照圖示流動。

這樣分析下來有個問題，就是沒法解釋為什么

會比

小那么多，這里就要說一下三極管的結構了，這也是很多小伙伴所忽略的一個地方。

如圖所示，三極管的結構。器件并不是對稱的?。。∪齻€區(qū)域的參雜濃度明顯不同，其中，發(fā)射極的參雜濃度高于集電極，基極的參雜濃度最低。此外，在幾何尺寸上，基極很薄，集電極的面積比發(fā)射極大，正是這種結構特點，構成了三極管具有電流放的作用的物質基礎。

由于發(fā)射極正偏，所以發(fā)射極的電子源源不斷地流入基極，而基極的空穴流入發(fā)射極，但是由于基極的參雜濃度很低，所以基極流入發(fā)射極的電流

非常小，而發(fā)射極流入基極的電流

非常大，如圖中對比明顯的兩個電流。此時基極的電子濃度增大很多，集電結反偏，，導致集電極的電子濃度很低，在這個濃度差使得電子從基極流向集電極，而基極中與發(fā)射極電子復合的空穴由基極電源提供，形成基極復合電流

，為基極電流

的主要成分。

而發(fā)射極運動到基極的電子在發(fā)射結反偏電壓的作用下，從基極流入集電極，形成了集電極的收集電流

，構成了集電極電流的主要部分。

通過上述分析可以看出，三極管中的薄的基極將發(fā)射結和集電結反緊密地聯(lián)系在一起，可以把發(fā)射結的電流幾乎全部地傳輸?shù)椒雌募娊Y回路中去，這正是三極管實現(xiàn)放大作用的關鍵所在。

三極管的放大其實并不是真正的放大，只是

和

把

做了分流，而

由于自身缺陷，只能分走極小的一部分，其余絕大部分被

分走，而且柵極的結構尺寸確定，那么電流比例就確定了，這就是放大倍數(shù)

，

固定只發(fā)生在三極管工作在放大區(qū)?。?！
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