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三極管的電流分配關系

發布時間:2012/7/6 20:47:11 訪問次數:10108

    下面以NPN型管為例討論三GRM2165C1H241JA01D極管的電流分配關系,其結論同樣適用于PNP型管。
    三極管在放大條件下,即發射結加正向電壓、集電結加反向電壓的條件下,三極管內部的載流子的傳輸將發生下列過程。
    (一)發射區向基區注入電子
    由于發射結外加正向電壓,發射結導通,因此發射區的多數載流子電子就源源不斷地通過發射結擴散到基區,形成發射極電流IE,萁方向與電子流動方向相反,如圖2-5所示。與此同時,基區的空穴也擴散到發射區,但由于發射區雜質濃度遠高于基區(一般高幾百倍),與電子流相比這部分空穴流可忽略不計。由發射區擴散來的電子注入基區后,就在基區靠近發射結的邊界積累起來,在基區中形成了一定的濃度梯度,靠近發射結處濃度最高,離發射結越遠濃度越低。因此,電子就要向集電的方向擴散,在擴散過程中又會與基區中的空穴復合,同時接在基區的電源BB的正端則不斷從基區拉走電子,好像不斷供給基區空穴。電子復合的數目與電源從基區拉走的電子數目相等,使基區的空穴濃度基本維持不變。這樣就形成了基極電流IB,所以基極電流就是電子在基區與空穴復合的電流。也就是說,注入基區的電子有一部分未到達集電結,如復合越多,則到達集電結的電子越少,對放大是不利的。所以為了減小復合,常把基區做得很薄(幾微米),并使基區摻人雜質的濃度很低,因而電子在擴散過程中實際上與空穴復合的數量很少,大部分都能到達集電結。

              
   (三)集電區收集擴散過來的電子
    由于集電結所加的是反向電壓,所以結中的電場很強,不過由于處于反偏狀態,集電結自身所產生的電流幾乎為0,但該電場對從基區中擴散到集電結邊緣的電子(來自于發射區的電子,進入基區后變為少子)卻有很強昀吸引力,可使電子迅速漂移過集電結而被集電區所收集,形成由發射區傳輸到集電區的較大的電子電流,形成集電極電流IC,如圖2-5所示。
    另一方面,根據反向PN結的特性,當集電結加反向電壓時,基區中少數載流子電子和集電區中少數載流子空穴在結電場作用下形成反向漂移電流,如圖-5所示。這部分電流取決于少數載流子濃度,稱為反向飽和電流ICB(),它的數值是很小的,個電流對放大沒有貢獻,而且受溫度影響很大,容易使管子工作不穩定,所以在制造過程中要盡量設法減小ICBO。

    下面以NPN型管為例討論三GRM2165C1H241JA01D極管的電流分配關系,其結論同樣適用于PNP型管。
    三極管在放大條件下,即發射結加正向電壓、集電結加反向電壓的條件下,三極管內部的載流子的傳輸將發生下列過程。
    (一)發射區向基區注入電子
    由于發射結外加正向電壓,發射結導通,因此發射區的多數載流子電子就源源不斷地通過發射結擴散到基區,形成發射極電流IE,萁方向與電子流動方向相反,如圖2-5所示。與此同時,基區的空穴也擴散到發射區,但由于發射區雜質濃度遠高于基區(一般高幾百倍),與電子流相比這部分空穴流可忽略不計。由發射區擴散來的電子注入基區后,就在基區靠近發射結的邊界積累起來,在基區中形成了一定的濃度梯度,靠近發射結處濃度最高,離發射結越遠濃度越低。因此,電子就要向集電的方向擴散,在擴散過程中又會與基區中的空穴復合,同時接在基區的電源BB的正端則不斷從基區拉走電子,好像不斷供給基區空穴。電子復合的數目與電源從基區拉走的電子數目相等,使基區的空穴濃度基本維持不變。這樣就形成了基極電流IB,所以基極電流就是電子在基區與空穴復合的電流。也就是說,注入基區的電子有一部分未到達集電結,如復合越多,則到達集電結的電子越少,對放大是不利的。所以為了減小復合,常把基區做得很薄(幾微米),并使基區摻人雜質的濃度很低,因而電子在擴散過程中實際上與空穴復合的數量很少,大部分都能到達集電結。

              
   (三)集電區收集擴散過來的電子
    由于集電結所加的是反向電壓,所以結中的電場很強,不過由于處于反偏狀態,集電結自身所產生的電流幾乎為0,但該電場對從基區中擴散到集電結邊緣的電子(來自于發射區的電子,進入基區后變為少子)卻有很強昀吸引力,可使電子迅速漂移過集電結而被集電區所收集,形成由發射區傳輸到集電區的較大的電子電流,形成集電極電流IC,如圖2-5所示。
    另一方面,根據反向PN結的特性,當集電結加反向電壓時,基區中少數載流子電子和集電區中少數載流子空穴在結電場作用下形成反向漂移電流,如圖-5所示。這部分電流取決于少數載流子濃度,稱為反向飽和電流ICB(),它的數值是很小的,個電流對放大沒有貢獻,而且受溫度影響很大,容易使管子工作不穩定,所以在制造過程中要盡量設法減小ICBO。

相關技術資料
7-6三極管的電流分配關系

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