新闻中心

EEPW首页 > 模拟技术 > 设计应用 > 新方法讲解三极管工作原理

新方法讲解三极管工作原理

作者:时间:2018-08-07来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201808/385587.htm

从图中可以看出,只要栅极的结构尺寸确定,那么截流比例就确定,也就是Ic与Ib的比值确定。所以,只要管子的内部结构确定,的值就确定,这个比值就固定不变。

由此可知,电流放大倍数的β值主要与栅极的疏密度有关。栅极越密则截流比例越大,相应的β值越低,栅极越疏则截流比例越小,相应的β值越高。

其实晶体的电流放大关系与电子类似。晶体的基极就相当于电子三极管的栅极,基区就相当于栅网,只不过晶体管的这个栅网是动态的是不可见的。放大状态下,贯穿整个管子的电子流在通过基区时,基区与电子管的栅网作用相类似,会对电子流进行截流。如果基区做得薄,掺杂度低,基区的空穴数就会少,那么空穴对电子的截流量就小,这就相当于电子管的栅网比较疏一样。反之截流量就会大。很明显只要晶体管三极管的内部结构确定,这个截流比也就确定。所以,为了获大较大的电流放大倍数,使β值足够高,在制作三极管时往往要把基区做得很薄,而且其掺杂度也要控制得很低。

与电子管不同的是,晶体管的截流主要是靠分布在基区的带正电的“空穴”对贯穿的电子流中带负电的“电子”中和来实现。所以,截流的效果主要取决于基区空穴的数量。而且,这个过程是个动态过程,“空穴”不断地与“电子”中和,同时“空穴”又不断地会在外部电源作用下得到补充。在这个动态过程中,空穴的等效总数量是不变的。基区空穴的总数量主要取决于掺“杂”度以及基区的厚薄,只要晶体管结构确定,基区空穴的总定额就确定,其相应的动态总量就确定。这样,截流比就确定,晶体管的电流放大倍数的值就是定值。这就是为什么放大状态下,三极管的电流Ic与Ib之间会有一个固定的比例关系的原因。

6、对于截止状态的解释:

比例关系说明,放大状态下电流Ic按一个固定的比例受控于电流Ib,这个固定的控制比例主要取决于晶体管的内部结构。

对于Ib等于0的截止状态,问题更为简单。当Ib等于0时,说明外部电压Ube太小,没有达到发射结的门电压值,发射区没有载流子“电子”向基区的发射注入,所以,此时既不会有电流Ib,也更不可能有电流Ic。另外,从纯数学的电流放大公式更容易推出结论,Ic=βIb,Ib为0,很显然Ic也为0。

三、新讲法需要注意的问题:


以上,我们用了一种新的切入角度,对三极管的原理在讲解方法上进行了探讨。特别是对晶体三极管放大状态下,集电结为什么会反向导电形成集电极电流做了重点讨论,同时,对三极管的电流放大倍数为什么是定值也做了深入分析。这种讲解方法的关键,在于强调二极管与三极管在原理上的联系。

其实,从二极管PN的反向截止特性曲线上很容易看出,只要将这个特性曲线转过180度,如图F所示,它的情形与三极管的输出特性非常相似,三极管输出特性如图G所示。这说明了二极管与三极管在原理上存在着很必然的联系。所以,在讲解方法上选择这样的切入点,从PN结的偏状态入手讲三极管,就显得非常合适。而且,这样的讲解会使问题变得浅显易懂生动形象,前后内容之间自然和谐顺理成章。

这种讲法的不足点在于,从PN结的漏电流入手讲起,容易造成本征漏电流与放大电流在概念上的混肴。所以,在后面讲解晶体管输入输出特性曲线时,应该注意强调说明本征载流子与掺杂载流子的性质区别。本征载流子对电流放大没有贡献,本征载流子的电流对晶体管的特性影响往往是负面的,是需要克服的。晶体管电流放大作用主要靠掺杂载流子来实现。要注意在概念上进行区别。

另外,还要注意说明,从本质上晶体内部有关载流子的问题其实并不简单,它涉及到晶体的能级分析能带结构,以及载流子移动的势垒分析等。所以,并不是随便找一种或两种具有载流子的导体或半导体就可以制成PN结,就可以制成晶体管,晶体管实际的制造工艺也并不是如此简单。这样的讲解方法主要是在不违反物理原则的前提下,试图把问题尽量地简化,尽量做到浅显易懂,以便于理解与接受。这才是这种讲解方法的主要意义所在。


上一页 1 2 3 下一页

关键词: 三极管

评论


相关推荐

技术专区

关闭