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三极管操作原理与结构二
编辑:香港长旺集团有限公司   点击:43  日期:2012-11-26
三极管上章偏置PN接面的反向饱和和电流,那我们可以把各种电流的关系写下来。如图4(a)所示                      射极电流IE=IpE? B+ IErec = IpE? B+ InB? E =IpE? C+ IBrec + InB? E (1a) 基极电流IB= InB? E + IBrec= IErec + IBrec (1b) 集电极电流IC =IpE? C= IE - IErec - IBrec=IE - IB (1c) 式1c也可以写成 IE = IC + IB.    射极注入基极的电洞流大小是由接面间的正向偏压大小来控制,和二极体的情形类似,在启动电压附近,微小的偏压变化,即可造成很大的注入电流变化。更精确的说,三极管是利用VEB(或VBE)的变化来控制而且提供之远比小三极管的操作原理和三极管是一样的,只是偏压方向,电流方向均相反,电子和电洞的角色互易三极管是利用控制由射极经基极、入射到集电极的电洞,而三极管则是利用VBE控制由射极经基极、入射到集电极的电子,图是二者的比较。经过上面讨论可以看出,三极管的效益可以由在正向活性区时,射极电流中有多少比例可以到达集电极看出,这个比例习惯性定义作希腊字母a.  而且a一定小于1。效益高的三极管,a可以比0.99大,也就是只有小于1%的射极电流在基极与射极内与基极的主要载体复合,超过99%的射极电流到达集电极!了解正向活性区的工作原理后,三极管在其他偏压方式的工作情形就很容易理解了。表1列出三极管四种工作方式的名称及对应之BE和BC之pn接面偏压方式。反向活性区(reverse active)是将原来之集电极用作射极,原来的射极当作集电极,但由于原来集电极之掺杂浓度较基极低,正向偏压时由原基极注入到原集电极之载体远较原集电极注入基极的多,效益很差,也就是说和正向活性区相比,提供相同的基极电流,能够开关控制的集电极电流较少,a较小。在饱和区(saturation),两个接面都是正向偏压,射极和集电极同时将载体注入基极,基极因此堆积很多少数载体,基极复合电流大增,而且射极和集电极的电流抵销,被控制的电流量减小。在截止区(cut off),BE和BC接面均不导通,各极间只有很小的反向饱和电流,三极间可视作开路,也就是开关在关的状态。      
   表中同时列出了四种工作方式的主要用途。 三极管在数字电路中的用途其实就是开关,利用电信号使三极管在正向
 
活性区(或饱和区)与截止区间切换,就开关而言,对应开与关的状态,就数字电路而言则代表0与1(或1与0)两个二进
 
位数字。若三极管一直维持偏压在正向活性区,在射极与基极间微小的电信号(可以是电压或电流)变化,会造成射极与集
 
电极间电流相对上很大的变化,故可用作信号放大器下面在介绍完三极管的电流电压特性后,会再仔细讨论三极管的用途。
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