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三极管

三极管又称为晶体三极管,是半导体最基本的元器件之一,具有放大电流的功能,是电子电路的核心元件。

三极管

一、三极管的结构

三极管的基本结构是两个反向连结的PN接面,如下图所示,可有PNP和NPN

两种组合。三个接出来的端点依序称为射极(emitter, E)、基极(base, B)和集极(collector, C),名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出 PNP与NPN三极管的电路符号,射极特别被标出,箭号所指的极为N型半导体,和二极体的符号一致。在没接外加偏压时,两个PN接面都会形成耗尽区,将中性的P型区和N型区隔开。

三极管的结构

二、三极管工作原理图解

    二极管工作原理

三、放大原理

1、发射区向基区发射电子

电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流。

2、基区中电子的扩散与复合

电子进入基区后,先在靠近发射结的附近密集,渐渐形成电子浓度差,在浓度差的作用下,促使电子流在基区中向集电结扩散,被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合,扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。

3、集电区收集电子

由于集电结外加反向电压很大,这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散,同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子(空穴)也会产生漂移运动,流向基区形成反向饱和电流,用Icbo来表示,其数值很小,但对温度却异常敏感。


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