双极晶体管的电流输运图

作者&投稿:淳钢 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
简述双极型晶体管电流放大原理~

其工作原理(对于PNP型器件,则需要将两组电源极性反接), 其中基极加0.6V左右的正向偏压,集电极加高得多的反向偏压(数十至数百伏)。发射结通过的电流,是由发射区注入到基区的电子形成的,这些电子的小部分在基区与空穴复合成为基极电流Ib,其余大部分均能扩散到集电结而被其电场收集到集电区,形成集电极电流Ic。器件具有放大作用(倍数β=Ic/Ib);在截止区,器件几乎不导电;在饱和区,器件的饱和压降仅在1~2V上下(因饱和区妭CE太小,集电结电子收集效率很低,器件失去放大作用)。

一、单极型晶体管
在目前使用的pnp或npn面结型晶体管的工作中,包括金属-氧化物-半导体晶体管在内的场效应晶体管,只需要一种载流子,这种晶体管就叫做单极晶体管。单极晶体管即场效应晶体管,因为场效应晶体管在工作时,半导体中只有多数载流子起主要作用,所以又称为单极晶体管。
二、双极型晶体管
晶体管全称双极型三极管(Bipolar junction transistor,BJT)又称晶体三极管,简称三极管,是一种固体半导体器件,可用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等。
晶体管作为一种可变开关.基于输入的电压,控制流出的电流,因此晶体管可用作电流的开关。和一般机械开关(如Relay、switch)不同的是:晶体管是利用电讯号来控制,而且开关速度非常快,在实验室中的切换速度可达100吉赫兹以上。

扩展资料
双极型晶体管与MOSFET的比较:
1、驱动功率不同
场效应管是压控器件,其栅源极输入阻抗极高,只需要在栅源极间建立电场,即可控制漏源极电流。栅极驱动电压仅在输入端栅源极电容之间建立充电电流,而不直接驱动IDS。
因此,其输入阻抗与电子管相近,这就使得MOSFET器件驱动电路大大简化,用CMOS器件、TTL 器件等均可以组成栅极驱动电路,使整机功耗减小。

2、二次击穿现象不同
二次击穿是指由于双极型晶体管具有正温度系数特性,集电极电流产生的温升使集电极电流上升,如此恶性循环,造成晶体管热击穿。功率MOS管电流IDS为负温度系数,随着温度的升高,电流受到限制,因此不会发生二次击穿现象,安全工作区较双极型器件也更宽。
3、并联使用不同
为了增大MOSFET的工作电流,可以把多个MOS管并联使用。功率MOS器件的导通电阻RDS(ON)具有正温度系数,随着温度的升高,导通电阻也越大。这种特性使得MOS管容易并联,并且在并联使用时漏极电流具有自动均流作用,不必外加均流电阻。
4、开关速度不同
场效应管是一种由多数载流子参与导电的单极型器件,通过控制栅源电压控制产品的开关,无少子存储问题,因而关断过程非常迅速;当驱动脉冲截止时,只要利用简单的放电电路将栅源电容的充电电荷释放即可立即关断。
相比双极型晶体管,功率MOS管具有输入阻抗高、驱动电流小的优点,还具有耐压高、输出功率高、跨导线性好、无二次击穿等优良特性,能够有效提高系统效率、减小设备体积,因此在开关电源、逆变器、功率放大器等电路中使用广泛。
参考资料来源:百度百科-单极晶体管
参考资料来源:百度百科-双极型晶体管

我建议你首先最好去看一下童诗白的《模拟电子技术基础》第四版,P29-30页,这部分告诉你三极管放大的基本原理,最好多读几遍,然后想一想。
晶体管的放大基本上是这样:
1、条件:发射结正偏,集电结反偏。
三极管的特殊结构:基区最薄,浓度最低,发射区浓度最高,集电区面积最大。
2、工作过程:(以你的PNP型为例)
(1)发射结正偏(发射极电压>基极电压,电场方向从发射极指向基极,空穴带正电,在此受电场力作用,会向基极移动),发射结中的空穴在电场力作用下,向基区移动,很快越过发射结到达基区;这部分也就形成了发射极电流
(2)基区很薄,且浓度很低,这样大量的空穴无法与电子复合(没有那么多电子,复合的这部分,形成了基极电流),再加上基区薄,绝大部分空穴一直可以运动到集电结边缘。
(3)集电结反偏(基极电压>集电极,电场方向从基极指向集电极),这样空穴在电场力作用下,会继续越过集电结,到达集电极,并在那里与电子复合(复合的这部分形成了集电极电流)。
所以你可以看出来,这里的电流规律就是,发射极电流=基极电流+集电极电流。
3、几个影响因素:
(1)发射极的浓度,决定了发射载流子能力,只有载流子发射得越多,放大倍数才可能越高;
(2)基区的宽度绝对不能大,否则载流子很难到达集电结边缘。同时如果基区浓度过大的话,会造成载流子在基区被大量复合,也是会影响放大倍数的。
(3)集电极的面积一定要大,只有它接收和复合的载流子越多,放大能力才会高(其实就是三极管放大倍数贝塔的来由)。
4、再回答你的问题:
这里的集电区分成了两部分,一部分是P外延,这部分除了复合过来的空穴外,还有减速的作用,没有这部分,有的空穴就跑出去了。最后一部分P+(所有带+的,都是指掺杂的浓度比较大的地方),意味着高浓度的P区,这是复合空穴的主力。
最后剩下一个问题,我还没研究清楚,就是B的地方,为什么有个N+,这个问题我回去再想想。

以上主要是放大,截止的话就意味着三极管关断,不通。饱和的话,就相当于发射极电流极大,释放出了大量的载流子,而此时集电极根本无法复合,因此放大倍数很小,但电流很大,是一种比较强的导通状态,此时基极电流强度和集电极电流之间不存在线性比例关系。
PS:你的图片蛮好的,是哪个课件上的?要不发我吧,527714734@qq.com


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