雙極型晶體管原理-新品速遞

精品文檔-下載后可編輯雙極型晶體管原理-新品速遞雖然二極管是很有用的器件，但它不能放大信號(hào)，幾乎所有的電路都以某種方式要求放大信號(hào)。一種能放大信號(hào)的器件就是雙極型晶體管（BJT）。

圖1.18是兩種雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)圖。每個(gè)晶體管有3個(gè)半導(dǎo)體區(qū)，他們分別是發(fā)射極，基極和集電極?；鶚O總是夾在發(fā)射極和集電極之間。NPN管由N型的發(fā)射極，P型的基極和N型的集電極組成。類似的，PNP管由P型的發(fā)射極，N型的基極和P型的集電極組成。在這些簡(jiǎn)圖中，晶體管的每個(gè)區(qū)都是均勻摻雜的矩形硅?，F(xiàn)代的雙極型晶體管稍微有點(diǎn)不同，但工作原理還是一樣的。

圖1.18中也畫出了兩種晶體管的電路符號(hào)。發(fā)射極上的箭頭表明了發(fā)射極－基極結(jié)正向偏置情況下電流的流向。雖然集電極和基極之間也有結(jié)，但在集電極上沒有標(biāo)上箭頭。在圖1.18簡(jiǎn)化的晶體管中，發(fā)射極－基極結(jié)和集電極－基極結(jié)看上去是一樣的。看上去把集電極和發(fā)射極對(duì)調(diào)對(duì)器件沒有什么影響。實(shí)際上，這兩個(gè)結(jié)有不同的摻雜屬性和幾何形狀，所以不能對(duì)調(diào)。發(fā)射極靠箭頭和集電極區(qū)分開來。740)this.width=740"border=undefined>圖1.18NPN晶體管（A）和PNP晶體管（B）的電路圖符號(hào)和結(jié)構(gòu)圖。

雙極型晶體管能看成是兩個(gè)背靠背連起來的PN結(jié)。晶體管的基極區(qū)非常的?。ù蠹s1－12μm）。由于兩個(gè)結(jié)靠的非常近，載流子能在復(fù)合前從一個(gè)結(jié)擴(kuò)散到另一個(gè)結(jié)。因此一個(gè)結(jié)的導(dǎo)通對(duì)另一個(gè)結(jié)也有影響。

圖1.19A中是一個(gè)基極－發(fā)射極零偏置，基極－集電極5伏偏置的NPN晶體管。由于沒有結(jié)是正向偏置，所以晶體管的三端都只有很小的電流。兩個(gè)結(jié)都反向偏置的晶體管稱為cutoff狀態(tài)。圖1.19B中有10微安的電流注入基極。這個(gè)電流使得基極－發(fā)射極正向偏置了約0.65伏。這時(shí)雖然基極－集電極還是反向偏置狀態(tài)，但有一個(gè)是基極電流100倍的集電極電流流過基極－集電極結(jié)。這個(gè)電流是正向偏置的基極－發(fā)射極結(jié)和反向偏置的基極－集電極結(jié)相互作用的結(jié)果。處于這種偏置狀態(tài)的晶體管，它被稱為在forwardactive區(qū)。如果發(fā)射極和集電極相互對(duì)調(diào)，基極－發(fā)射極變成反向偏置，基極－集電極正向偏置，這個(gè)晶體管稱為在reverseactive區(qū)。實(shí)際上，晶體管很少工作在這種方式下。740)this.width=740"border=undefined>圖1.19工作在cutoff區(qū)（A）和forwardactive區(qū)（B）的NPN晶體管。

圖1.20解釋了為什么集電極電流能流過反向偏置的結(jié)。只要基極－發(fā)射極變成正向偏置，馬上就有載流子流過這個(gè)結(jié)。流過這個(gè)結(jié)的大多數(shù)電流是由重?fù)诫s的發(fā)射極注入輕摻雜的基極的電子。大多數(shù)電子在他們復(fù)合前就擴(kuò)散通過了很窄的基極區(qū)。因?yàn)榛鶚O－集電極是反向偏置的，所以只有很少的多數(shù)載流子能從基極流到集電極。同樣的，這個(gè)阻止多數(shù)載流子運(yùn)動(dòng)的電場(chǎng)幫助少數(shù)載流子運(yùn)動(dòng)。在基極里，電子是少數(shù)載流子，所以他們都穿過了反向偏置的基極－集電極結(jié)進(jìn)入集電極。在集電極里，他們又成了多數(shù)載流子，往集電極的引線端運(yùn)動(dòng)。所以集電極的電流里主要是順利的從發(fā)射極來到集電極而沒有在基極復(fù)合的電子。

有些注入到基極的電子也確實(shí)沒有到達(dá)集電極。那些沒有到達(dá)集電極的電子在基極中復(fù)合了。基極的復(fù)合需要消耗從基極引線端流入的電流里的空穴。也有些空穴從基極注入到了發(fā)射極，但他們都很快的復(fù)合了。這些空穴就是基極引線端電流的第2個(gè)。這些復(fù)合的過程通常消耗不超過1％的發(fā)射極電流，所以只需要一個(gè)很小的基極電流就能維持基極－發(fā)射極的正向偏置。740)this.width