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三極管工作原理


晶體三極管(以下簡稱三極管)按材料分有兩種:鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式,但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管,(其中,N表示在高純度硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在電壓刺激下產生自由電子導電,而p是加入硼取代硅,產生大量空穴利于導電)。兩者除了電源極性不同外,其工作原理都是相同的,下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理?!τ贜PN管,它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成,發射區與基區之間形成的PN結稱為發射結,而集電區與基區形成的PN結稱為集電結,三條引線分別稱為發射極e、基極b和集電極c?!?
  當b點電位高于e點電位零點幾伏時,發射結處于正偏狀態,而C點電位高于b點電位幾伏時,集電結處于反偏狀態,集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。在制造三極管時,有意識地使發射區的多數載流子濃度大于基區的,同時基區做得很薄,而且,要嚴格控制雜質含量,這樣,一旦接通電源后,由于發射結正偏,發射區的多數載流子(電子)及基區的多數載流子(空穴)很容易地越過發射結互相向對方擴散,但因前者的濃度基大于后者,所以通過發射結的電流基本上是電子流,這股電子流稱為發射極電流了。由于基區很薄,加上集電結的反偏,注入基區的電子大部分越過集電結進入集電區而形成集電極電流Ic,只剩下很少(1-10%)的電子在基區的空穴進行復合,被復合掉的基區空穴由基極電源Eb重新補給,三極管從而形成了基極電流Ibo.根據電流連續性原理得:Ie=Ib+Ic,這就是說,在基極補充一個很小的Ib,就可以在集電極上得到一個較大的Ic,這就是所謂電流放大作用,Ic與Ib是維持一定的比例關系,即:β1=Ic/Ib 式中:β1--稱為直流放大倍數,集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為:β= △Ic/△Ib。式中β--稱為交流電流放大倍數,由于低頻時β1和β的數值相差不大,所以有時為了方便起見,對兩者不作嚴格區分,β值約為幾十至一百多。三極管是一種電流放大器件,但在實際使用中常常利用三極管的電流放大作用,通過電阻轉變為電壓放大作用。
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