晶體管的工作原理
發(fā)布時(shí)間:2013/6/7 19:09:31 訪問次數(shù):839
在晶體管的工作原理中,這個(gè)小的反向G5NB-1A-E DC24偏置電流Is扮演著重要的角色。晶體管所處的有效的狀態(tài),是在基極一發(fā)射極之間加正向偏壓,集電極一基極之間加反向偏壓。按照兩個(gè)二極管的模型,基極一發(fā)射極之間加正向偏壓,因而呈現(xiàn)出如式(2.6)的指數(shù)特性,集電極一基極之間加的是反向偏壓,所以呈現(xiàn)出如式(2.7)所示的很微小的電流Is從集電極向基極流動(dòng)的特性。
但是,實(shí)際的晶體管并不是兩個(gè)二極管簡單的相加,而是有差別的。這個(gè)差別就是,實(shí)際的晶體管的基區(qū),即N型半導(dǎo)體,并不是像圖2.5(a)那樣由兩部分連接起來,而是如圖2.5(b)所示合成一塊,而且這個(gè)基區(qū)的區(qū)域非常薄。
假定是NPN型的晶體管,那么當(dāng)基極一發(fā)射極間的二極管ON的時(shí)候,多數(shù)載流子的電子從發(fā)射極流入基極。這時(shí)必須注意,由于發(fā)射極與基極的半導(dǎo)體極性不同,所以從發(fā)射極流入的(在發(fā)射區(qū)是多數(shù)載流子的)電子,到了基區(qū),就變成了“少數(shù)載流子”。
圖2.5兩個(gè)二極管的模型與實(shí)際的晶體管
而集電極電流,如式(2.7)所示那樣,只是由“少數(shù)載流子”決定。雙極晶體管中,由于基極一發(fā)射極間加正偏壓,所以載流子不斷地從發(fā)射極注入基極。對于這些從發(fā)射區(qū)注入的少數(shù)載流子來說,基極一集電極之間的結(jié)不是勢壘,就是說,不是排斥而是拉曳的極性。因此,從發(fā)射極進(jìn)入基區(qū)的少數(shù)載流子的絕大多數(shù),都被從基極拉向集電極。由于電子流與電流的方向相反,所以,把這個(gè)電子流作為電流來考慮時(shí),就是其值基本上相同的電流從集電極向發(fā)射極流動(dòng)。所以,式(2.7)的集電極電流已經(jīng)不是非常小的值,而是與從發(fā)射極流出的電流的值幾乎相同。這就是雙極晶體管工作的秘密。
這樣考慮的話,如圖2.6所示,晶體管的IC-V CE特性,與二極管的反偏壓特性具有相同的形狀就不是不可思議的事情。由于電流流動(dòng)的原理是相同的,因此當(dāng)然具有相同的形狀。
在晶體管的工作原理中,這個(gè)小的反向G5NB-1A-E DC24偏置電流Is扮演著重要的角色。晶體管所處的有效的狀態(tài),是在基極一發(fā)射極之間加正向偏壓,集電極一基極之間加反向偏壓。按照兩個(gè)二極管的模型,基極一發(fā)射極之間加正向偏壓,因而呈現(xiàn)出如式(2.6)的指數(shù)特性,集電極一基極之間加的是反向偏壓,所以呈現(xiàn)出如式(2.7)所示的很微小的電流Is從集電極向基極流動(dòng)的特性。
但是,實(shí)際的晶體管并不是兩個(gè)二極管簡單的相加,而是有差別的。這個(gè)差別就是,實(shí)際的晶體管的基區(qū),即N型半導(dǎo)體,并不是像圖2.5(a)那樣由兩部分連接起來,而是如圖2.5(b)所示合成一塊,而且這個(gè)基區(qū)的區(qū)域非常薄。
假定是NPN型的晶體管,那么當(dāng)基極一發(fā)射極間的二極管ON的時(shí)候,多數(shù)載流子的電子從發(fā)射極流入基極。這時(shí)必須注意,由于發(fā)射極與基極的半導(dǎo)體極性不同,所以從發(fā)射極流入的(在發(fā)射區(qū)是多數(shù)載流子的)電子,到了基區(qū),就變成了“少數(shù)載流子”。
圖2.5兩個(gè)二極管的模型與實(shí)際的晶體管
而集電極電流,如式(2.7)所示那樣,只是由“少數(shù)載流子”決定。雙極晶體管中,由于基極一發(fā)射極間加正偏壓,所以載流子不斷地從發(fā)射極注入基極。對于這些從發(fā)射區(qū)注入的少數(shù)載流子來說,基極一集電極之間的結(jié)不是勢壘,就是說,不是排斥而是拉曳的極性。因此,從發(fā)射極進(jìn)入基區(qū)的少數(shù)載流子的絕大多數(shù),都被從基極拉向集電極。由于電子流與電流的方向相反,所以,把這個(gè)電子流作為電流來考慮時(shí),就是其值基本上相同的電流從集電極向發(fā)射極流動(dòng)。所以,式(2.7)的集電極電流已經(jīng)不是非常小的值,而是與從發(fā)射極流出的電流的值幾乎相同。這就是雙極晶體管工作的秘密。
這樣考慮的話,如圖2.6所示,晶體管的IC-V CE特性,與二極管的反偏壓特性具有相同的形狀就不是不可思議的事情。由于電流流動(dòng)的原理是相同的,因此當(dāng)然具有相同的形狀。
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