三极管工作原理

1、,01 n型半导体与p型半导体,02 pn结,03 三极管的工作原理,半导体器件是由硅元素构成的，硅原子最外层有4个电子其原子结构如下图所示。,第一节 n型导体与p型半导体,1.1 本征半导体,当硅原子组成硅单质时，最外层的电子互相结合，在每个原子核周围形成四对共价键。 此时所有的电子都被牢牢束缚在原子核周围，不能移动，所以硅单质是不导电的 我们把这种完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体,共价健,第一节 n型半导体和p型半导体,1.2 n型半导体,在本征半导体中掺入微量的磷元素的半导体成为n型半导体,磷元素最外层有五个电子，在形成共价键之后还多出一个电子，这个电子很容易摆脱原子核的

2、束缚，形成自由移动的载流子，从而让半导体导电,磷原子,失去一个电子变为正离子,在n 型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。 。,第一节 n型半导体和p型半导体,1.3 p型半导体,在本征半导体中掺入微量的硼元素的半导体成为p型半导体,硼元素最外层只有三个电子，在形成共价键之后少了一个电子，形成一个空穴，可以吸引临近的电子填补到这个空穴之中，形成电流，从而让半导体导电,在p 型半导体中空穴是多数载流子，电子是少数载流子。 。,硼原子,接受一个电子变为负离子,空穴,01 n型半导体与p型半导体,02 pn结,03 三极的管工作原理,第二节 pn结,2.1 pn结的形成,多子的扩散运动,

3、浓度差,p 型半导体,n 型半导体,内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。,扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。,形成空间电荷区,把p型半导体和n型半导体放在一起就形成了一个pn结，因两端的浓度差，n区中的多子电子扩散到p区，与p区中的空穴复合，在交界面形成一个空间电荷区。,随着空间电荷区的形成，在pn结内部形成了一个从n指向p的内电场，在内电作用下n区的少子空穴向p区漂移，p区少子电子向n区漂移,第二节 pn结,2.2 pn结正向偏置,if,当在pn结两端加上一个正向偏置电压时，内电场被削弱，空间电荷区变薄，扩散运动增强，当正偏电压大于0.7伏时

4、，空间电荷区消失，pn结处于导通状态,第二节 pn结,2.3 pn结反向偏置,当在pn结两端加上一个反偏置电压时，内电场被增强，空间电荷区变厚，漂移运动增强，形成了一个由少子移动而形成的漂移电流ir，但因为pn结中的少子很少，所以这个ir十分微弱，约等于0，此时pn结截止，视同为一个断开的开关,第二节 pn结,2.3 pn结反向偏置,当在pn结两端加上一个反偏置电压时，内电场被增强，空间电荷区变厚，漂移运动增强，形成了一个由少子移动而形成的漂移电流ir，但因为pn结中的少子很少，所以这个ir十分微弱，约等于0，此时pn结截止，视同为一个断开的开关,pn 结变宽,ir,01 n型半导体与p型半导

5、体,02 pn结,03 三极管的工作原理,第三节 三极管的工作原理,3.1 三极管的结构,三极：基极、集电极、发射极 两结：集电结、发射结 三区：饱和区、截止区、放大区,基区：最薄， 掺杂浓度最低,发射区：掺 杂浓度最高,发射结,集电结,集电区： 面积最大,第三节 三极管的工作原理,3.2 三极管的工作电路,集电结反偏：vbve,第三节 三极管的工作原理,基区空穴向发射区的扩散可忽略。,发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流ie。,进入p 区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流ibe ，多数扩散到集电结。,从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ice。,集电结反偏，有少子形成的反向电流icbo。,第三节 三极管的工作原理,三级管工作在放大区时，基极电流ib微小的变化能够引起集电极电流ic较大变化的特性称之为晶体管的电流放大作用,ic与ib之间的关系可以描述为ic=ib,的值在三极管被生产出来之后就确定了，其范围一般为50200,三极管的实质是用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化，是cccs器件。 。,第三节 三极管的工作原理,可以把三