三极管的工作原理

在一块硅片上制造出三个掺杂区域,左边的区域是掺杂浓度很高的N区,里面有大量的自由电子,中间的区域是掺杂浓度很低并且很薄的P区,里面有少量的空穴,右边的区域是掺杂浓度一般的N区,但是它的面积很大。

三极管的工作原理_第1张图片

从左到右依次称为发射区,基区,集电区,分别用字母E,B和C表示。

三极管的工作原理_第2张图片

这三个掺杂区域形成了两个PN结,分别叫发射结和集电结。

三极管的工作原理_第3张图片

这个就是NPN三极管的结构,它的电路符号是这个。同理,PNP三极管的结构是这个,电路符号是这个。

三极管的工作原理_第4张图片

当在BE外部接上电源,使发射结正偏,由于发射区是重度掺杂,所以里面的大量电子穿过发射结扩散到基区,这时形成电流IE,电流方向于电子的运动方向是相反的。

三极管的工作原理_第5张图片

扩散过来的电子有极少的会与基区的空穴的复合,这时会形成基极到发射极的电流IB;由于外部电源的存在,电子和空穴复合会不断的进行。

三极管的工作原理_第6张图片

如果在CE外部再外接一个电源,使集电结反偏,耗尽层增大,这时从发射区扩散到基区没有复合的电子就会穿过集电结到达集电区,这时形成电流IC。

三极管的工作原理_第7张图片

由于到达基区和集电区的电子都是从发射区出来的,所以IE=IB+IC

由于发射区电子与基区空穴复合的数量远小于从基区到达集电区电子的数量,所以IC是远大于IB的,我们记作:

三极管的工作原理_第8张图片

这个β就是三极管的电流放大倍数,一般在100左右,三极管处于放大区时,这个β基本是恒定不变的。所以我们只有产生一个很小的基极电流就能得到一个比较大的集电极电流,这也就是三极管为什么能放大电流的原因

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