《极管的基本结构》word版

三极管的基本结构档.___19“明”可理解成两个月亮坐在天空,相互关怀,相互照亮,缺一不可,那源源不断的光芒是连接彼此的纽带和桥梁!人间的长旅充满了多少凄冷 孤苦,没有朋友的人是生活的黑暗中的人,没有

三极管的基本结构档.___19“明”可理解成两个月亮坐在天空,相互关怀,相互照亮,缺一 不可,那源源不断的光芒是连接彼此的纽带和桥梁!人间的长旅充满了多少凄冷孤苦,没 有朋友的人是生活的黑暗中的人,没有朋友的人是真正的孤儿。 三极管的基本结构是两个反向连结的PN接面,如图1所示,可有pnp和npn两 种组合。三个接出来的端点依序称为发射极(emitter,E)、基极(base,B)和集电极 (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npn与pnp 三极管的电路符号,发射极特别被标出,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。 三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关,工作区间也依偏压方式来分类,这里我们先讨 论最常用的所谓”正向活性区”(forwardactive),在此区EB极间的pn接面维持在正向 偏压,而BC极间的pn接面则在反向偏压,通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。图 2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。EB接面的空乏区由于在正向偏压会变窄,载体 看到的位障变小,射极的电洞会注入到基极,基极的电子也会注入到射极;而BC接面的耗 尽区则会变宽,载体看到的位障变大,故本身是不导通的。图2(b)画的是没外加偏压,和 偏压在正向活性区两种情形下,电洞和电子的电位能的分布图。三极管和两个反向相接的 pn二极管有什么差别呢?其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。以上述 之偏压在正向活性区之pnp三极管为例,射极的电洞注入基极的n型中性区,马上被多数 载体电子包围遮蔽,然后朝集电极方向扩散,同时也被电子复合。当没有被复合的电洞到 达BC接面的耗尽区时,会被此区内的电场加速扫入集电极,电洞在集电极中为多数载体, 很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点,形成集电极电流IC。IC的大小和BC间反向 偏压的大小关系不大。基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec,与由基极注 入射极的电子流InBE(这部分是三极管作用不需要的部分)。InBE在射极与与电洞复 合,即InBE=IErec。pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地在图3(a)中看 出。 射极注入基极的电洞流大小是由EB接面间的正向偏压大小来控制,和二极体的情形类似, 在启动电压附近,微小的偏压变化,即可造成很大的注入电流变化。更精确的说,三极管是 利用VEB(或VBE)的变化来控制IC,而且提供之IB远比IC小。npn三极管的操作原理和 pnp三极管是一样的,只是偏压方向,电流方向均相反,电子和电洞的角色互易。pnp三极 管是利用VEB控制由射极经基极,入射到集电极的电洞,而npn三极管则是利用VBE控制由 射极经基极、入射到集电极的电子。三极管在数字电路中的用途其实就是开关,利用电__使 三极管在正向活性区(或饱和区)与截止区间切换,就开关而言,对应开与关的状态,就数 字电路而言则代表0与1(或1与0)两个二进位数字。若三极管一直维持偏压在正向活性 区,在射极与基极间微小的电__(可以是电压或电流)变化,会造成射极与集电极间电流相 对上很大的变化,故可用作__放大器。 编辑本段工作原理 晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和 PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管,(其中,N表示在高纯度 硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在电压__下产生自由电子导电,而p是加入硼取代硅, 产生大量空穴利于导电)。两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍 NPN硅管的电流放大原理。对于NPN管,它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所 组成,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结, 三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。当b点电位高于e点电位零点几伏时,发 射结处于正偏状态,而C点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏状态,集电极电源Ec 要高于基极电源Ebo。在制造三极管时,有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的,

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