【模电学习】双极晶体管（半导体三极管）

双极晶体管——BJT(Bipolar Junction Transistor)

1、结构

        

 

       分为发射区(emission)，高掺杂浓度，基区(basic)，掺杂浓度较低，非常薄，集电区(collector)，面积大，掺杂浓度低；由此引出三个电极，发射极e，基极b，集电极c，两个PN节，发射极与基极形成发射结，集电极与基极形成集电结

        示意图(c)中箭头指向发射结导通的方向，故NPN型由基极指向发射极，PNP型由发射极指向基极

2、电流放大作用

                       

        1、基本共射放大电路如左图，发射结正向偏置（给PN结施以电压使得PN结处于导通状态），集电结反向偏置（给PN结施以电压使得PN结处于截止状态）

        2、内部载流子的运动如右图，已知发射结正偏，集电结反偏，发射区的高浓度自由电子向基区扩散，基区的低浓度空穴向发射区扩散，基区空穴的扩散极其微弱，故I_EP极小，发射结中的电流为I_EP+I_EN，基区接收到大量自由电子，自由电子（原本为基区的少子，即非平衡少子）浓度高于基区的多子（空穴），故自由电子经过基区继续向集电结继续扩散，少部分与基区的空穴复合，由于基区薄且掺杂浓度低，故绝大多数自由电子能过成功通过基区；对于基区的复合情况，可以通过控制基区的掺杂浓度来控制复合的电子与成功通过基区的电子的比例，所对应的电流I_B主要为I_BN(复合后再产生空穴，实际就是复合的速率，而I_CBO极小可忽略)与I_C的大小比例取决于掺杂浓度；对于另一支通过基极的大量自由电子，来到反偏的集电结，反向电压增强了原本作为少子的自由电子的漂移运动，在此情况在确保了浓度梯度的持续保持，此时对应的电流I_C主要为I_CN（I_CBO极小可忽略），故引公式：

    

        得到共射放大系数（上为直流，下为交流）

        这里注意，在同一个三极管中（β恒定），意味着I_C与I_B持续呈一个比例，这一比例仅取决于基区掺杂浓度，不会随I_B的变化而出现变化，并不会说I_B增大了，基区结合的非平衡少子多则通过基区进入集电极的变少，这是错误的！！！

        3、穿透电流I_CEO（C与E之间），当I_B = 0时，I_C（本应为0）由一很小的电流即I_CEO

              反向电流I_CBO

        4、共基放大电路，发射极电流作为输入电流，集电极作为输出电流时

                              

 

 

2021/2/6  23:06

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