雙極型半導(dǎo)體三極管在工作時(shí)一定要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷骸H艄ぷ髟诜糯鬆顟B(tài),發(fā)射結(jié)加正向電壓,集電結(jié)加反向電壓?,F(xiàn)以 npn型三極管為例,當(dāng)它導(dǎo)通時(shí)三個(gè)電極上的電流必然滿足節(jié)點(diǎn)電流定律,即流入三極管的基極電流ib和集電極電流ic等于流出三極管的發(fā)射極電流ie,如式1。
ie= ic+ib (1)
下面用載流子在三極管內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)說(shuō)明上述電流關(guān)系,見(jiàn)圖1。
(1)發(fā)射極電流ie的形成
發(fā)射結(jié)加正偏時(shí),從發(fā)射區(qū)將有大量的多數(shù)載流子(電子)不斷向基區(qū)擴(kuò)散,并不斷從電源補(bǔ)充進(jìn)電子,形成了發(fā)射極電流ie。與此同時(shí),從基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有多數(shù)載流子(空穴)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),但其數(shù)量小,形成的電流可以忽略不計(jì)。這是因?yàn)榘l(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)的摻雜濃度。
(a)載流子運(yùn)動(dòng) (b)電流分配
圖1 雙極型三極管的電流傳輸關(guān)系
(2)基極電流ib的形成
進(jìn)入基區(qū)的電子流將有少數(shù)的電子不斷與基區(qū)中的空穴復(fù)合。因基區(qū)中的空穴濃度低,被復(fù)合的空穴自然很少。復(fù)合掉的空穴將由電源不斷的予以補(bǔ)充,它基本上等于基極電流ib。
(3)集電極電流ic的形成
進(jìn)入基區(qū)的電子流因基區(qū)的空穴濃度低,被復(fù)合的機(jī)會(huì)較少。又因基區(qū)很薄,在集電結(jié)反偏電壓的作用下,電子在基區(qū)停留的時(shí)間很短,很快就運(yùn)動(dòng)到集電結(jié)的邊緣,進(jìn)入集電結(jié)的結(jié)電場(chǎng)區(qū)域,被集電極所收集,形成電流ice,它基本上等于集電極電流ic。
另外,因集電結(jié)反偏,在內(nèi)電場(chǎng)的作用下,集電區(qū)的少子(空穴)與基區(qū)的少子(電子)將發(fā)生漂移運(yùn)動(dòng),形成電流icbo,并稱為集電極-基極反向飽和電流。由此可得
ic = ice + icbo
icbo是集電極電流和基極電流的一小部分,它受溫度影響較大,而與外加電壓的關(guān)系不大。
由以上分析可知,發(fā)射區(qū)摻雜濃度高,基區(qū)很薄,是保證三極管能夠?qū)崿F(xiàn)電流放大的關(guān)鍵。