處于有源區(qū)域操作的晶體管中的電流元件

圖1顯示了在有源區(qū)域工作的pnp晶體管中的各種電流分量。整個發(fā)射極電流 IE由兩部分組成：（i）孔電流I體育由橫跨 J 的空穴攜帶E從 p 型發(fā)射極到 n 型基極和 （ii） 電子電流 InE由電子在 J 上擴散攜帶E從 N 型基極到 P 型發(fā)射極。該比率等于 其中 和 分別是 p 型發(fā)射極區(qū)和 n 型基極區(qū)的電導率。通常> .因此，在 pnp 晶體管中，I 體育 >>我星期日因此，我們可能會忽略我 nE .這形成了一個理想的特征，因為當前組件 InE不貢獻最終到達集電極的電荷載流子。

J 處的前向偏置E導致在 J 上注入孔E進入基區(qū)。這些少數(shù)孔通過基底擴散，構(gòu)成空穴擴散電流 I 體育。 該電流與空穴密度 p 的斜率成正比n在 K E .因此，現(xiàn)在的我體育由下屬給出，

...........(1)

其中 Dp是孔的擴散常數(shù)，A 是橫截面積。

同樣，我nE與電子密度 n 成正比p在 JE并由以下人員提供，

................(2)

其中，Dn是電子的擴散常數(shù)。

總發(fā)射極電流 IE交叉 JE是 I 的總和體育和我 nE .因此

............(3)

所有這些電流我E我體育和我nE在 PNP 晶體管中為正。

空穴在通過n型基區(qū)擴散時，會遇到多數(shù)載流子電子，其中一些空穴與電子重新結(jié)合，從而產(chǎn)生小基極電流?？纂娏?I個人電腦因此，在到達收集器時，略低于我 體育 .到達 J 時的孔C很容易穿過它（因為它們沿著勢壘移動）并進入 P 型集電極區(qū)域。由于基底區(qū)域的寬度非常小，因此幾乎所有注入基座的空穴都到達集電極結(jié)并被p型集電極收集。

除了當前的 I 個人電腦 ，在 J 處還有另一個電流C即反飽和電流I 一氧化碳 （或我 國會預(yù)算辦公室 ).這 I一氧化碳是兩個分量的總和：（i） 電流 I士官由跨 J 擴散的電子引起C從 n 型集電極到 n 型基極和 （ii） 電流 I多囊卵巢由跨 J 的空穴擴散引起C從 N 型基座到 P 型集電極。因此，我們有，

..........(4)

在等式 4 中，減號已添加到 I 中一氧化碳故意讓我C和我一氧化碳可能具有相同的指定流動方向。

我多囊卵巢完全由基座內(nèi)熱產(chǎn)生的孔產(chǎn)生，而我士官由集熱器內(nèi)熱產(chǎn)生的電子產(chǎn)生。

在活動區(qū)域操作下，使用 JE正向偏置，集電極電流由下式給出，

.......(5)

........(6)

其中 是總電流 I 的分數(shù)E這構(gòu)成了我 個人電腦 .

在 pnp 晶體管中，Ie是積極的，而我C和我一氧化碳是負的，因為集電極引線中的電流實際上以與 I 上的箭頭指示的方向相反的方向流動C在圖 1 中。

J兩端的總擴散空穴電流C從底座到收集器是，

............(7)

大信號電流增益

該術(shù)語已在上面定義。但是，等式 6 允許我們以另一種方式進行定義。因此，從公式6中，可以定義為集電極電流增量與截止值（I C = 我 一氧化碳 ）到發(fā)射極電流從截止（I E = 0）。因此，我們可以這樣寫道：

...........(8)

該項稱為共基極晶體管的大信號電流增益。我C和我E在 PNP 和 NPN 晶體管中具有相反的符號。因此，由等式 8 定義的始終為正數(shù)。通常位于 0.90 到 0.995 的范圍內(nèi)。進一步不是恒定的。它隨發(fā)射極電流 I 而變化 E 、集電極電壓VCB公司和溫度。

直流電流增益

如果我 一氧化碳 <我C則從等式 8 中，近似等于 。這被稱為CB晶體管的直流電流增益，用 表示。

因此， ...........(9)

數(shù)量也總是正的，小于統(tǒng)一。

小信號電流增益

它被定義為，

.........(10)

其中 和 是 I 的微小變化C和我 E .

遞增并具有相反的符號。因此，根據(jù)等式 10 的定義，結(jié)果是正數(shù)?！斑M一步”總是比“統(tǒng)一”更小，但非常接近“統(tǒng)一”。定量也隨 I 而變化 E 、VCB公司和溫度。

集電極電流的廣義表達式

等式 6 給出 IC就 I 而言 一氧化碳 ，而我E在活動區(qū)域中操作有效。因此，對于活動區(qū)域操作，IC幾乎與集電極電壓無關(guān)，但僅取決于發(fā)射極電流 I E .我們現(xiàn)在處理以獲得 I 的廣義表達式C這不僅對反向偏置 J 有效C但對于 J 兩端的任何電壓 C. 在這種情況下，我們需要替換 I一氧化碳以 J 中的電流C充當 pn 二極管，即 Vc是 J 兩端的壓降C從 p 側(cè)到 n 側(cè)和 V 側(cè)T是溫度的伏特當量。然后從等式 6 中，我們得到以下 I 的廣義表達式 C .

.......(11)

如果 VC與 V 相比，是負的且幅度大 T ，等式 11 簡化為等式 6。

等式 11 的物理含義是 J 中的電流 c （充當 pn 二極管）由 I 的一小部分補充E來自發(fā)射器。

示例 1：在 CB 配置的 PNP 晶體管中，只有 0.5% 的空穴通過 J 注入基極E與堿基中的電子重新結(jié)合。如果電子離開發(fā)射極，則在同一時期內(nèi)有多少電子進入同一引線，有多少電子進入集電極引線。

溶液：

每個 .因此，10^6^每個電子進入基極引線。

因此，進入集電極的電子數(shù)每 .

示例 2：在 CB 配置的有源區(qū)域工作的 PNP 晶體管中。集電極電流等于9mA，發(fā)射極電流等于9.2mA。計算 I 的值和基極電流 B .忽視 I 一氧化碳 .

溶液：

例 3：在工作在有源區(qū)域的 PNP CB 晶體管中，發(fā)射極電流 I E = 8mA 和 .計算集電極電流 IC和基極電流 I B .忽視 I 一氧化碳 .

溶液：

因此

因此

例 4：在工作在有源區(qū)域的 PNP CB 晶體管中，集電極電流 I C = -5mA 和基極電流 。晶體管和發(fā)射極電流 I 的計算 E .

溶液：

例 5：在工作在有源區(qū)域的 PNP CB 晶體管中，發(fā)射極電流 I E = 4mA 和 .計算電流和基極電流。

溶液：

或

我在哪里C以 mA 為單位

因此

因此