Question

三极管的放大原理？

Answer 1

三极管放大的原理？

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单独一个三极管，并没有任何放大作用。

若想让三极管放大，必须有外接电路器件进行配合才行。

三极管中，有三个区、两个 PN 结。

NPN 型三极管及其外接器件电路如下：

在此图中，由于外接电源的作用，BE 结是正偏导通的。BC 结则是反偏截止的。

发射结正偏导通。

－－由于发射区掺杂浓度很高，于是就有大量电子，由发射区进入基区。形成了 Ie。

－－但是，基区很薄，其中的空穴数目，远少于电子的数目。

－－所以，只有少数电子与空穴复合，形成 Ib。

－－大部分电子滞留在基区游游荡荡，成为了基区的少数载流子。

同时，集电结反偏截止。

－－在 PN 结反偏时，将由少数载流子的运动来导电。

－－而此时，基区正好有大量的少数载流子（电子）！

－－所以，这些滞留在基区的电子，就被集电区收集走了。成为了 Ic。

由于构造原因，将有：Ic = β * Ib。　其中的 β，约为 20~200。

【由一个小电流 Ib，控制了一个较大的电流 Ic，这就是电流放大功能。】

各电流之间的关系为：Ie = Ib + Ic = Ib + β * Ib = (1 + β) * Ib。

在外接的电阻（负载）上，将会得到电压放大的效果。

Answer 2

晶体管的电流放大作用实质上是电流控制作用，是用一个较小的基极电流去控制一个较大的集电极电流，这个较大的集电极电流是由直流电源EC提供的，并不是晶体管本身把一个小的电流放大成了一个大的电流，这一点须用能量守恒的观点去分析。所以晶体管是一种电流控制元件。 分析晶体管内部载流子运动与分配情况(即晶体管的电流放大作用)。
(1) 发射区向基区发射电子。
由于发射结处于正向偏置，多数载流子的扩散运动加强，发射区的多数载流子(电子)向基区扩散(称为发射)，同样，基区的多数载流子(空穴)也向发射区扩散，但由于发射区的电子浓度远远高于基区的空穴浓度，两者相比较可忽略基区空穴向发射区的扩散(图6-2中未画出)。由于两个电源EB和EC的负极接在发射极，所以发射区向基区发射的电子都可从电源得到补充，这样就形成了发射极电流IE。
(2) 电子在基区的扩散与复合。
从发射区发射到基区的电子到达基区后，由于靠近发射结附近的电子浓度高于靠近集电结附近的电子浓度，所以这些电子会向集电结附近继续扩散。在扩散过程中，有小部分电子会与基区的空穴复合，由于电源EB的正极与基极相接，这些复合掉的空穴均可由EB补充，因而形成了基极电流IB。因基区做得很薄，电子在扩散过程中通过基区的时间很短，加上基区的空穴浓度很低，所以从发射区发射到基区的电子在基区继续向集电结附近扩散的过程中，与基区空穴复合的机会很少，因而基极电流IB很小，大部分电子都能通过基区而达到集电结附近。
(3) 集电区收集电子从而形成集电极电流IC 。
由于集电结处于反向偏置，有利于少数载流子的漂移运动。从发射区发射到基区的电子，一旦到达基区后，就成了基区少数载流子，因而这些扩散到集电结附近的电子很容易被集电区收集而形成集电极电流IC。
从以上分析可知，从发射区发射到基区的电子中，只有很小部分与基区的电子复合而形成基极电流IB，绝大部分能通过基区并被集电区收集而形成集电极电流IC，如图6-2所示。因此，集电极电流IC就会比基极电流IB大得多，这就是晶体管的电流放大作用。如前所述，晶体管的基区之所以做得很薄，并且掺杂浓度远低于发射区，就是为了使集电极电流比基极电流大得多，从而实现晶体管的电流放大作用。