RC16M23D28很小,大多數(shù)電子都能擴(kuò)散到集電結(jié)邊界�；鶇^(qū)被復(fù)合掉的空穴由電源ym從基區(qū)拉走電子來補(bǔ)充。

集電區(qū)收集載流子,形成集電極電流rc,由于集電結(jié)上外加反偏電壓,空間電荷區(qū)的內(nèi)電場被加強(qiáng),對基區(qū)擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣的載流子電子有很強(qiáng)的吸引力,使它們很快漂移過集電結(jié),被集電區(qū)收集,形成集電極電流中受發(fā)射結(jié)電壓控制的電流rcN,其方向與電子漂移方向相反。顯然有fcx=ieN-ibN。與此同時(shí),基區(qū)自身的少子電子和集電區(qū)的少子空穴也要在集電結(jié)反偏電壓作用下產(chǎn)生漂移運(yùn)動,形成集電結(jié)反向飽和電流icbo。,其方向與rcN方向一致。rcN和icbo。一起構(gòu)成集電極電流rc,即

ic=fcN+icbo             (4.1.2)

icbo不受發(fā)射結(jié)電壓控制,因而對放大沒有貢獻(xiàn),它的大小取決于基區(qū)和集電區(qū)的少子濃度,數(shù)值很小,但它受溫度影響很大,容易使BJT工作不穩(wěn)定。

由圖4.1.4和式(4.1.1b)、(4.1.2)可見,BJT的基極電流為

Jb=rEp+rbN Jcbo

=JEP+rEN rcN rcbo

=FF-rc                 (4.1.3)

需要說明的是,BJT有三個(gè)電極,在放大電路中可有三種連接方式,共基極、共發(fā)射極(簡稱共射極)和共集電極,即分別把基極、發(fā)射極、集電極作為輸入和輸出端口的共同端,如圖4.1,5所示。無論是哪種連接方式,要使BJT有放大作用,都必須保證發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏,而其內(nèi)部載流子的傳輸過程相同。

BJT的三種連接方式,(a)共基極 (b)共發(fā)射極 (c)共集電極

BJT的電流分配關(guān)系,從載流子的傳輸過程可知,由于BJT結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn),確保了在發(fā)射結(jié)正向電壓、集電結(jié)反向電壓的共同作用下,由發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的載流子絕大部分能夠被集電區(qū)收集,形成電流rcN,一小部分在基區(qū)被復(fù)合,形成電流rbN。通常把rc、與發(fā)射極電流∫L的比定義為BJT共基極直流電流放大系數(shù)a,即

a=icn/ie              (4.1.4)

它表達(dá)了ie轉(zhuǎn)化為icn的能力.顯然a<1,但接近于1.一般在0.98以上。

將式(4,1.4)代人式(4.1.2),則得

ic=arE+rcbo           (4.1.5a)

當(dāng)icbo很小時(shí),有

Jc≈aie       (4.1.5b)

式(4.1.5)描述了BJT在共基極連接時(shí)(如圖4.1.4所示),輸出電流rc受輸人電流JE控制的電流分配關(guān)系.

由于IF=ic十ib,將它代人式(4.1.5a).整理后可得BJT在共射極連接時(shí)輸出電流(受輸入電流ib控制的電流分配關(guān)系,即

ic=a/1-aib+1/1-aicbo其中回稱為共射極直流電流放大系數(shù)ir(I。是集電極`發(fā)射極之問的反向飽和電流;常稱為穿透電流~iu。的數(shù)值一般很小,當(dāng)它可忽略時(shí),式(4,⒈6)叮簡化為

fc≈bJ              (4.1,9)

由式(4.1,3)、(4,1.9)可得BJT在共集電極連接時(shí)輸出電流rE受輸人電流r:控制的電流分配關(guān)系,即

rE=r:+fc=(1+卩)J:           (4,1.10)

上述電流分配關(guān)系說明,無論采用哪種連接方式,BJT在發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏,而且a或卩保持不變時(shí),輸出電流rc(或JE)正比于輸入電流fE(或r:)。如果能控制輸人電流,就能控制輸出電流,所以常將BJT稱為電流控制器件。實(shí)質(zhì)上由式(4,1.1a)可知,JE是受正向發(fā)射結(jié)電壓″:E控制的,因此Jc和r:也是受正向發(fā)射結(jié)壓v:E控制的。這體現(xiàn)了BJT的正向受控制特性。利用這一特性,可以把微弱的電信號加以放大。

BJT在電壓放大電路中的應(yīng)用舉例,圖4.1.6是一個(gè)簡單電壓放大電路的原理圖。其中電源yEe保證BJT的發(fā)射結(jié)處于正偏,而ycc保證集電結(jié)處于反偏,使BJT工作在不失真的放大狀態(tài)c在發(fā)射極和基極之間的輸人回路中加人一待放大的輸入信號Δ%(例如Δ%=20 mⅤ),這樣發(fā)射結(jié)的外加電壓zE:(=-/皿+ΔPI十九Re)將隨ΔuI而變化。由于PN結(jié)上的正向電壓對電流的控制作用是很靈敏的,因此Δ″l的微小變化就可以引起JE的很大變化量(ΔjE=-1 mA),相應(yīng)產(chǎn)生氵c的變化量Δ九(當(dāng)α=0.98時(shí),ΔJc=-0.98 mA),Δ|c流過接在集電極上的負(fù)載電阻RL(1 kΩ),

產(chǎn)生一個(gè)變化的電壓Δv。(Δv。=-Δjc×RL=0.98 mA×1 kΩ=0,98V),貝史叢RL上取出來的變化電壓Δt.。隨時(shí)間的變化規(guī)律和Δ%相同,但幅度卻大了許多倍,實(shí)現(xiàn)了電壓放大,放大的倍數(shù)稱為電壓增益,即簡單電壓放大電路的原理圖,BJT的y~f特性曲線

BJT的7-J特性曲線能直觀地描述各極間電壓與各極電流之間的關(guān)系。由圖4,1,5可見,不管是哪種連接方式,都可以把BJT視為一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò),其中一個(gè)端口是輸人回路,另一個(gè)端口是輸出回路。要完整地描述BJT的y-r特性,必須選用兩組表示不同端變量(即輸人電壓、輸入電流、輸出電壓和輸出電流)之間關(guān)系的特性曲線。工程上最常用的是BJT的輸人特性和輸出特性曲線,一般都采用實(shí)驗(yàn)方法逐點(diǎn)描繪出來或用專用的晶體管y~f特性圖示儀直接在熒屏上顯示出來。

由于BJT在不同組態(tài)時(shí)具有不同的端電壓和電流,因此,它們的y~J特性曲線也就各不相同。共集與共射組態(tài)的特性曲線類似,所以這里著重討論共射極連接時(shí)的y~`特性曲線,對共基極連接時(shí)的y~r特性曲線只作簡要介紹。