三极管基础介绍:
当集电极(N)电压高于基级(P)电压时,基级和集电极构成的pn结是反向的,此时叫集电极反偏;
当基级(P)电压高于发射极(N)电压时,基级和发射极构成的pn结是正向的,此时叫发射极正偏;
当三极管的发射极正偏,集电极反偏时,三极管工作在放大状态;
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 (Emitter)、基极b (Base)和集电极c (Collector)。
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Eb。
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,同时基区做得很薄,而且,要严格控制杂质含量。
这样,一旦接通电源后,由于发射结正偏,发射区的多数载流子(电子)及基区的多数载流子(空穴)很容易地越过发射结互相向对方扩散,但因前者的浓度基大于后者,所以通过发射结的电流基本上是电子流,这股电子流称为发射极电流子。
三极管的电流放大作用实际上是利用基极电流的微小变化去控制集电极电流的巨大变化。
三极管是一种电流放大器件,但在实际使用中常常通过电阻将三极管的电流放大作用转变为电压放大作用。
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。
三极管电路参数
V(BR)CBO
e极开路,c-b结的反向击穿电压。此时流经c-b极的是ICBO。当反向电压VCB增至一定程度时,ICBO急剧增大,最后导致击穿。
(2) V(BR)CEO--b极开c-e极之间的反向击穿电压。
此时流经c-e极的是ICEO。当反向电压VCE增加到ICEO开始上升时的VCE就是V(BR)CEO。应该注意,在此情况下,当集电结开始击穿时,IC增大,同时发射结分到的正向电压增大,使e区注入b区的电子增多,IE增大。IE的增大又将使IC进一步增大。所以,这里有一个培增效应,而最后使c-e极之间击穿电压V(BR)CEO要比V(BR)CBO小即V(BR)CEO<V(BR)CBO。
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