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放大状态下BJT的工作原理

1、内部载流子的传输过程
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,见图所示。
图 双极型三极管的电流传输关系
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。
2、电流分配关系
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)=ic+ib
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。
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