半導體三極體的工作原理(經典圖文)

PNP型半導體三極體和NPN型半導體三極體的基本工作原理完全一樣，下面以NPN型半導體三極體為例來說明其內部的電流傳輸過程，進而介紹它的工作原理。半導體三極體常用的連接電路如圖15-3(a)所示。半導體三極體內部的電流傳輸過程如圖15-3(b)所示。半導體三極體中的電流傳輸可分為三個階段。

1、發射區向基區發射電子

電源接通後，發射結為正向連接。在正向電場作用下，發射區的多數載流子(電子)的擴散運動加強。因此，發射區的電子很容易在外電場的作用下越過發射結進入基區，形成電子流IEN(注意電流的方向與電子運動的方向相反)。當然，基區的多數載流子(空穴)也會在外電場的作用下流向發射區，形成空穴電流IEP。但由於基區的雜質濃度很低，與從發射區來的電子流相比，

IEP可以忽略不計，所以發射極電流為：

2、電子在基區中的擴散與複合
從發射區擴散到基區的電子到達基區後，由於基區靠發射區的一側電子濃度較大，靠集電區一側電子濃度較小.所以電子繼續向集電區擴散。在擴散過程中，電子有可能與基區的空六相遇而複合，基極電源、EB不斷提供空穴，這就形成了基極電流IBN。由於基區很薄，而空穴濃度低，電子與空穴複合的機會很少，大部分電子繼續向集電區擴散。此外，半導體三極體工作時，集電結為反向連接，在反向電場作用下，基區與集電區之間少數載流子的漂移運動加強c因基區載流子很少.電子更少，故漂移運動主要是集電區的空穴流向基區。漂移運動形成的電流ICBO的數值很小，而且與外加電場的大小關係不大，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

由於集電結加的是反向電場，經過基區繼續向集電區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.形成電子流ICN。如果考慮集電極飽和電流ICBO的影響，集電極電流應為：

從半導體三極體外電路看，流入管子的電流必須等於流出的電流，所以

從半導體三極體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，由於三極體本身的結構已定，所以IC和IB在相當大的一個範圍內總存在一個固定的比例關係，即

其中β表示IC與IB的關係.稱為共發射極的直流放大係數，β大於1，一般為20-200。

由於IC和IB存在一定的比例關係，而且IE=lC+IB，所以半導體三極體起著一種電流分配器的作用，即把發射極電流IE按一定的分配關係分成IC和IB。IC遠大於IB。因存在這種分配關係，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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