三极管的电流放大原理
晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:储管和硅管。 而每一种又有npn和pnp两种结构形式,但使用最多的是硅npn和pnp两种三极管,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍npn硅管的电流放大原理。
npn管的结构,它是由2块n型半导体中间夹着一块p型半导体所组成,从图可见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、基极b和集电极。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ebo。
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,由于发射结正确,发射区的多数载流子(电子)极基区的多数载流子(控穴)很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散,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ie。由于基区很薄,加上集电结的反偏,注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流ic,只剩下很少(1-10%)的电子在基区的空穴进行复合,被复合掉的基区空穴由基极电源eb重新补纪念给,从而形成了基极电流ibo根据电流连续性原理得: ie=ib+ic 这就是说,在基极补充一个很小的ib,就可以在集电极上得到一个较大的ic,这就是所谓电流放大作用,ic与ib是维持一定的比例关系,即: β1=ic/ib 式中:β--称为直流放大倍数, 集电极电流的变化量△ic与基极电流的变化量△ib之比为: β= △ic/△ib 式中β--称为交流电流放大倍数,由于低频时β1和β的数值相差不大,所以有时为了方便起见,对两者不作严格区分,β值约为几十至一百多。三极管是一种电流放大器件,但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用,通过电阻转变为电压放大作用。