2.1.2双极型半导体三极管的 电流分配与控制 双极型半导体三极管在工作时一定要加上 适当的直流偏置电压 若在放大工作状态:发射结加正向电压, 集电结加反向电压 N EP 现以NPN型三c在 叫邮 极管的放大状态为 ⊥CBO 例,来说明三极管 内部的电流关系, 空穴·电子电流方向 见图02.02。 动画21图02.02双极型三极管的电 流传输关系
2.1.2 双极型半导体三极管的 电流分配与控制 双极型半导体三极管在工作时一定要加上 适当的直流偏置电压。 若在放大工作状态：发射结加正向电压， 集电结加反向电压。 现以 NPN型三 极管的放大状态为 例，来说明三极管 内部的电流关系， 见图02.02。 图 02.02 双极型三极管的电 流传输关系 动画2-1
发射结加正偏时,从发射区将有大量 的电子向基区扩散,形成的电流为。与 PN结中的情况相同。。 从基区向发射区也有空穴的扩散运动, 但其数量小,形成的电流为/p。这是因为 发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度 进入基区的电子流因基区的空穴浓度 低,被复合的机会较少。又因基区很薄 在集电结反偏电压的作用下,电子在基区 停留的时间很短,很快就运动到了集电结 的边上,进入集电结的结电场区域,被集 电极所收集,形成集电极电流lcN。在基区 被复合的电子形成的电流是/BN
发射结加正偏时，从发射区将有大量 的电子向基区扩散，形成的电流为IEN。与 PN结中的情况相同。。 从基区向发射区也有空穴的扩散运动， 但其数量小，形成的电流为IEP。这是因为 发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。 进入基区的电子流因基区的空穴浓度 低，被复合的机会较少。又因基区很薄， 在集电结反偏电压的作用下，电子在基区 停留的时间很短，很快就运动到了集电结 的边上，进入集电结的结电场区域，被集 电极所收集，形成集电极电流ICN。在基区 被复合的电子形成的电流是 IBN
EP 另外因集电结反偏, e CN 使集电结区的少子形成 CBO 漂移电流 ICBO O 于是可 得如下电流关系式 空穴·电子(电流方向 lE=lN+lP且有l>>pP (N+lN且有>>BN,lN>lBN ICN CBO B EP t lBn CBO ETIEP ENTEP ICN TIBN (ICN+ICBO +(BN+IEp-IcBo) IE=Ic+IB
另外因集电结反偏， 使集电结区的少子形成 漂移电流ICBO。于是可 得如下电流关系式: IE = IEN+ IEP 且有IEN>>IEP IEN =ICN+ IBN 且有IEN>> IBN ，ICN>>IBN IC=ICN+ ICBO IB =IEP+ IBN－ICBO IE =IEP+IEN =IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ICBO) IE =IC+IB
以上关系在图0202的动画中都给予 了演示。由以上分析可知,发射区掺杂 浓度高,基区很薄,是保证三极管能够 实现电流放大的关键。若两个PN结对接 相当基区很厚,所以没有电流放大作 用,基区从厚变薄,两个PN结演变为三 极管,这是量变引起质变的又一个实例
以上关系在图02.02的动画中都给予 了演示。由以上分析可知，发射区掺杂 浓度高，基区很薄，是保证三极管能够 实现电流放大的关键。若两个PN结对接 ，相当基区很厚，所以没有电流放大作 用，基区从厚变薄，两个PN结演变为三 极管，这是量变引起质变的又一个实例
问题1:除了从三极管的电流分配关系可以 证明l=lc+lB。还可以通过什么方 法加以说明? 问题2:为什么当温度升高时,三极管将失 去放大作用?从物理概念上加以说 明
问题1：除了从三极管的电流分配关系可以 证明 IE=IC+IB 。还可以通过什么方 法加以说明？ 问题2：为什么当温度升高时，三极管将失 去放大作用？从物理概念上加以说 明
2.1.2双极型半导体三极管的 电流分配与控制 改进的电子教案
2.1.2 双极型半导体三极管的 电流分配与控制 • 改进的电子教案
2.1双极型半导体三极管的工作原理 半导体三极管在英文中称为晶体管( Transister),半导体三极管有 两大类型,一是双极型半导体三极管(BJT 二是场效应半导体三极管(FET)。 双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件, 它由两个PN结组合而成,是一种电流控制电流源器件(CCCS)。 场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电,是一种电压 控制电流源器件(VCS)。 2.1.1 NPN型 体三极管的结构 PNP型 三极管的 符号短粗线代 表基极,发射极 的箭头方向,代 表发射极电流 的实际方向。 NFN型 PNP 型
2.1 双极型半导体三极管的工作原理 半导体三极管在英文中称为晶体管(Transister)，半导体三极管有 两大类型，一是双极型半导体三极管(BJT)， 二是场效应半导体三极管(FET)。 双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件， 它由两个 PN 结组合而成，是一种电流控制电流源器件（CCCS）。 场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电，是一种电压 控制电流源器件（VCCS）。 2.1.1 双极型半导体三极管的结构 b P N NPN型 PNP型 e e b N P N c P c NPN型 PNP型 这是基极b 这是发射极 这是发射结e 这是集电极c Je 这是集电结Jc c e e c b b NPN型 PNP型 三极管的 符号短粗线代 表基极,发射极 的箭头方向,代 表发射极电流 的实际方向
2.1.2双极型半导体三极管的电流分配关系 双极型三极管在制造时,要求发射区的掺杂浓度大,基区掺杂 浓度低并要制造得很薄,集电区掺杂浓度低,且集电结面积较大 从结构上看双极型三极管是对称的,但发射极和集电极不能互换 注意图中画的是载流子的运动方向,空穴流与电流方向 相同;电子流与电流方向相反。为此可确定三个电极的 电流 N P IE=IEN lEP Ic- IcN+IcBo 且EN>>lEPp EP○ CN IEN BN oo ooooo OOO O OEN O OOo CEO B o电子o空穴 IB=IEP+ IBN- ICBO
2.1.2 双极型半导体三极管的电流分配关系 双极型三极管在制造时，要求发射区的掺杂浓度大，基区掺杂 浓度低并要制造得很薄，集电区掺杂浓度低，且集电结面积较大。 从结构上看双极型三极管是对称的，但发射极和集电极不能互换。 双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压 。若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。 现以 NPN型三极管的放大状态为例，来说明三极管内部载流子的 运动关系，见下图。 N P N e b c 电子 空穴 IEN ICN IEP ICEO IE IC IB IBN 注意图中画的是载流子的运动方向，空穴流与电流方向 相同；电子流与电流方向相反。为此可确定三个电极的 电流 IE=IEN + IEP 且IEN >> IEP IC= ICN +ICBO ICN= IEN - IBN IB= IEP + IBN - ICBO
N P N IE=IEN+ IEP Ic=IcN +IcBo 且/EN>>EP EP○ NIEN BN C O OOO ooooo8B ECN CEO B o电子o空穴 IB=EP IBN ICBO 由此可写出三极管三个电极的电流 发射极电流:l=kN+lp且有1>>lEp 集电极电流:l=lcN+CcBo CN=NN且有lN>lBN 基极电流:B=lp+BN-lCBo 所以,发射极电流又可以写成 lED+IEN=lED+oo+l BN cnCBO )+(BN+IEP-IcBoF1c+IB
由此可写出三极管三个电极的电流 N P N e b c 电子 空穴 IEN ICN IEP ICEO IE IC IB IBN IE=IEN + IEP 且IEN >> IEP IC= ICN +ICBO ICN= IEN - IBN IB= IEP + IBN - ICBO 发射极电流：IE=IEN＋ IEP 且有IEN>>IEP 集电极电流：IC=ICN+ICBO ICN=IEN- IBN 且有IEN>> IBN ， ICN>>IBN 基极电流： IB=IEP+IBN－ICBO 所以，发射极电流又可以写成 IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ICBO)=IC+IB
从以上分析可知,对于NPN型三极管,集电极电流和基极电流 是流入三极管,发射极电流是流岀三极管,流进的电流等于流出 的电流。由以上分析可知,发射区掺杂浓度高,基区掺杂浓度低 且很薄,是保证三极管能够实现电流放大的关键。 若两个PN结对接,相当基区很厚,所以没有电流放大作用,基 区从厚变薄,两个PN结演变为三极管,这是量变引起质变的又一个 实例
从以上分析可知，对于NPN型三极管，集电极电流和基极电流 是流入三极管，发射极电流是流出三极管，流进的电流等于流出 的电流。由以上分析可知，发射区掺杂浓度高，基区掺杂浓度低 且很薄，是保证三极管能够实现电流放大的关键。 若两个PN结对接，相当基区很厚，所以没有电流放大作用，基 区从厚变薄，两个PN结演变为三极管，这是量变引起质变的又一个 实例。 e b c 动画2-1