三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用
三极管的电流分配和放大作用
三极管的电流分配和放大作用三极管是一种半导体器件，常用于放大电路中。
它由三个不同掺杂程度的半导体区域组成，分别是发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。
通过控制基极电流的大小，可以实现对集电极电流的放大。
三极管的电流分配是指输入电流和输出电流之间的关系。
根据三极管的结构特性，当电流通过基极-发射极（Base-Emitter）区域时，会存在由载流子（电子或空穴）组成的电流。
这些载流子会在基极和集电极之间形成一个电流放大作用。
具体来说，当基极电流增加时，由于三极管放大作用，集电极电流也会相应增加。
在晶体管功能电路中，晶体管很重要的一个应用是作为放大器。
三极管放大器是利用晶体管的放大作用来放大电流和电压的设备。
具体来说，当输入信号通过基极-发射极之间的电流控制之后，集电极电流会根据三极管的放大倍数（即集电极电流和基极电流的比值）进行放大。
通过适当的电路设计和控制，可以实现对输入信号的放大，从而使输出信号的幅度增大。
三极管放大器的工作过程可以通过分析基极电流和集电极电流之间的关系来理解。
基极电流通过三极管的放大作用进一步放大，形成集电极电流。
当输入信号的幅度较小时，三极管的放大倍数较高，集电极电流的变化较大，即可以实现较大幅度的电流放大。
然而，当输入信号的幅度较大时，三极管的放大倍数会减小，集电极电流的变化幅度也会减小，即电流放大效果会减弱。
这是因为三极管的电流放大作用是非线性的，随着基极电流的增大，其收敛变化趋势会逐渐平稳。
综上所述，三极管的电流分配和放大作用在电子领域有着重要的应用。
通过合理的电路设计和控制，可以实现对输入信号的放大，从而满足电子设备对信号放大的需求。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的电流分配和放大方式，以达到最佳的放大效果。
晶体三极管_结构及放大原理
晶体三极管又称晶体管、双极型晶体管；在晶体管中有两类不同的载流子参与导电。
一、晶体管的结构和类型
1.晶体管的结构
在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，并形成两个PN结，就形成三极管。
2.晶体管的类型
基极为P的称为NPN型，基极为N的称为PNP型。
二、晶体管的电流放大作用
晶体管的放大状态的外部条件：发射结正偏且集电结反偏。
发射结正偏：发射区的载流子可以扩散到基区
集电结反偏：基区的非平衡少子(从发射区扩散到基区的载流子)可以漂移到集电区。
如果发射结正偏，集电结也正偏，出现的情况将是发射区的载流子扩散到基区，同时集电区的载流子也漂移到基区。
1.晶体管内部载流子运动
①发射结正偏：发射区载流子向基区扩散，基区空穴向发射区漂移
②集电极反偏，非平衡少子运动：从发射区过来的载流子到达基区后，称为非平衡少子(基区是P带正电，载流子是电子，所以是非平衡少子；基区空穴虽然是多子，但是数量比较少)，一方面与基区的空穴复合(少量)；另一方面，由于集电极反偏，会产生非平衡少子的漂移运动，非平衡少子从基区漂移到集电极，从而产生漂移电流。
由于集电极面积非常大，所以可以产生比较大的漂移电流(到达基区的载流子，由于集电极反偏，所以对基区的非平衡少子有吸引，集电极带正电，非平衡少子带负电）
③集电极反偏，少子漂移电流：由于集电结反偏，处于基区的少子(电子)会漂移运到到集电区；集电区的少子(空穴)会漂移运动到基区
2.晶体管中的电流分关系
三、共射电路放大系数
1.直流放大系数：放大系数：I c=(1+β)I B
2.交流放大系数：直流电流放大系数可以代替交流电流放大系数
四、结语
希望本文对大家能够有所帮助。
模拟电子技术三极管特性实验
实验:三极管特性验证三极管有电流放大作用，并且各级间电压与电流之间有一定的关系，而其关系可以用曲线表示，即输出特性曲线，本实验将对三极管的电流放大和输出曲线进行验证，以加深读者对三极管特性的理解。
1．实验目的（1）验证三极管电流分配关系 （2）验证三极管的输出特性曲线2．实训原理（1）三极管内部载流子的运动引出三极管各极电流的关系是 I C =I CN +I CBOI B =I BN -I CBO I E =I CN +I BN =I C +I B（2）三极管的输出特性曲线是指当IB 一定时，输出回路的IC 与UCE 之间的曲线关系，用函数表示为I C =f （U CE ）|I B=常数3．测试电路图（1）三极管电流分配关系实验：仿真实验电路图如图2-1：图2-1 仿真电路图I BI cI E用到的元器件如表2-2所示。
表2-2元器件表测试数据：表2-3 I B 、I C 、I E 测试数据数据分析：① 由表2-3可知：I E =I B +I C 。
满足基尔霍夫定律，即流进三极管的电流等于流出管子的电流。
② I C 与I B 的关系。
取表中第四列和第五列数据可得三极管的直流放大作用β=BC I I =05.03.11=226 三极管的交流放大作用β=0.03-0.049.68-11.3I I B C =∆∆=162 由此可见，当I B 有微弱变化时，I C 有较大的变化，这就是三极管的放大作用的实质----以小控制大，以弱控制强。
实验作业：①改变电阻R1、R2和滑动变阻器RP1的阻值，调整到I E =0，得出怎样的结论？如果调整到I B =0又会怎样呢？②测试电路是共射放大电路，如果用共基放大电路或共集放大电路作为测试电路电流分配关系是如何呢？（2）验证晶体管的输入特性曲线和输出特性曲线仿真电路图如图2-4用到的元器件如表2-5将“TRANSFER”仿真图表拖动到合适的地方。
选中电流探针，将其拖入到“TRANSFER”仿真图表中，双击“TRANSFER”仿真图表2-6 “TRANSFER”仿真图表参数表此实验中将参数设置成如图2-7图2-7 设置参数图参数设置完成后，点选Graph/Simulate（快捷键：空格）命令，开始仿真，得到如图2-4的输出特性仿真结果图。
三极管电流分配及放大作用
三极管电流分配及放大作用三极管是一种常用的电子元件，其应用广泛，尤其在放大电路中起到重要作用。
本文将详细介绍三极管的电流分配原理和放大作用。
一、三极管的电流分配原理三极管是由三个控制极、基极和集电极组成的。
其中，基极与集电极之间被夹在一个PN结的两侧，控制极与基极之间被夹在另一个PN结的两侧。
三极管的工作原理是通过控制极与基极之间的电流来控制集电极与发射极之间的电流。
在三极管的工作过程中，通常将三极管划分为三个工作区域：放大区、饱和区和截止区。
1.放大区：当控制极与基极之间的电压为正且适当大小时，控制极与基极间的PN结正向偏置，基极与发射极间的PN结反向偏置。
此时，少量的基极电流可以通过PN结进入发射极，并被集电极吸收。
由于发射极与基极之间的PN结反向偏置，使得发射极几乎无法吸收电子，因此整个三极管的电流主要通过控制极和集电极之间的PN结。
2.饱和区：当控制极与基极之间的电压增大到一定程度时，三极管进入饱和区。
此时，基极与发射极之间的PN结也开始反向偏置。
由于饱和区的电流增加，集电极的电流增大，从而增大了三极管的放大效果。
3.截止区：当在控制极与基极之间的电压为负时，三极管进入截止区。
此时，控制极与基极之间的PN结反向偏置增大，使得几乎没有电流通过。
根据以上原理，可以看出，三极管的电流分配是通过控制极与基极之间的电流来控制集电极与发射极之间的电流。
因此，在使用三极管时，需要合理控制控制极与基极之间的电压和电流，以实现合适的电流分配。
二、三极管的放大作用三极管在放大电路中常被用来放大电压或电流信号。
其放大作用主要有以下几个方面。
1.电压放大：由于输入信号的电压很小，不足以驱动负载电阻，因此需要通过放大器放大输入信号的电压。
三极管可以根据输入信号的电压变化，通过控制极与基极之间的电流分配，从而放大输出信号的电压。
2.电流放大：三极管的放大作用不仅限于电压，还可以放大电流信号。
当输入信号的电流很小，不足以驱动负载电阻时，可以通过三极管的电流放大作用，使得输出信号的电流增大。
三极管中的电流分配和放大作用
三极管中的电流分配和放大作用三极管是一种重要的电子元件，它具有电流分配和放大作用。
本文将从电流分配和放大作用两个方面来详细介绍三极管的工作原理和应用。
一、电流分配三极管中的电流分配是指输入电流通过三极管时，如何在各个极端分配电流。
三极管由三个区域组成，分别是发射极、基极和集电极。
其中，基极是控制区域，发射极是输入区域，集电极是输出区域。
在正常工作状态下，三极管的基极电流（IB）、发射极电流（IE）和集电极电流（IC）之间存在一定的关系。
根据三极管的工作原理，可以得出以下公式：IE = IB + IC其中，IE为发射极电流，IB为基极电流，IC为集电极电流。
这个公式表明，通过三极管的总电流是由基极电流和集电极电流之和组成的。
在三极管中，集电极电流是主要的输出电流，而发射极电流则是输入电流。
通过控制基极电流，可以间接地控制集电极电流，从而实现电流的分配。
二、放大作用三极管的另一个重要作用是放大信号。
当输入信号施加在三极管的基极上时，基极电流会发生变化。
由于集电极和发射极之间存在一定的电流放大倍数（β），所以集电极电流也会相应地发生变化。
三极管的放大作用可以用以下公式来描述：IC = β * IB其中，IC为集电极电流，IB为基极电流，β为电流放大倍数。
通过这个公式，可以看出当输入信号的变化较小时，集电极电流的变化会远远大于基极电流的变化，从而实现信号的放大。
这使得三极管可以用作放大器，将弱信号转化为强信号，以便于后续电路的处理。
三、三极管的应用由于三极管具有电流分配和放大作用，它在电子电路中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 放大器：三极管可以用作放大器，将弱信号放大为强信号。
例如，在音频放大器中，三极管可以将输入的微弱音频信号放大，使其能够驱动扬声器发出声音。
2. 开关：三极管可以用作开关，通过控制基极电流来控制集电极电流的开关状态。
当基极电流为零时，三极管处于截止状态，集电极电流为零。
模拟电路基础知识教程
n01单元半导体器件基础半导体的导电特性导体、绝缘体和半导体本征半导体的导电特性杂质半导体的导电特性PN结晶体二极管二极管的结构与伏安特性半导体二极管的主要参数半导体二极管的等效电路与开关特性稳压二极管晶体三极管三极管的结构与分类三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用三极管的特性曲线三极管的主要参数三极管的开关特性场效应管结型场效应管绝缘栅型场效应管特殊半导体器件发光二极管光敏二极管和光敏三极管02单元基本放大电路基本放大电路的工作原理基本放大电路的组成直流通路与静态工作点交流通路与放大原理放大电路的性能指标放大电路的图解分析法放大电路的静态图解分析放大电路的动态图解分析输出电压的最大幅度与非线性失真分析微变等效电路分析法晶体管的h参数晶体管的微变等效电路用微变等效电路法分析放大电路静态工作点的稳定温度变化对静态工作点的影响工作点稳定的电路场效应管放大电路场效应管放大电路的静态分析多级放大电路多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的分析方法放大电路的频率特性单级阻容耦合放大电路的频率特性多级阻容耦合放大电路的频率特性03单元负反馈放大电路反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和一般表达式反馈放大电路的类型与判断负反馈放大电路基本类型举例电压串联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路负反馈对放大电路性能的影响降低放大倍数提高放大倍数的稳定性展宽通频带减小非线性失真改变输入电阻和输出电阻负反馈放大电路的分析方法深度负反馈放大电路的近似计算*方框图法分析负反馈放大电路04单元功率放大器功率放大电路的基本知识概述甲类单管功率放大电路互补对称功率放大电路OCL类互补放大电路OTL甲乙类互补对称电路复合互补对称电路变压器耦合推挽功率放大电路05单元直接耦合放大电路概述直接耦合放大电路中的零点漂移基本差动放大电路的分析基本差动放大电路基本差动放大电路抑制零点漂移的原理基本差动放大电路的静态分析基本差动放大电路的动态分析差动放大电路的改进06单元集成运算放大器集成电路基础知识集成电路的特点集成电路恒流源有源负载的基本概念集成运放的典型电路及参数典型集成运放F007电路简介集成运放的主要技术参数集成运放的应用概述运放的基本连接方式集成运放在信号运算方面的应用集成运放在使用中应注意的问题07单元直流电源整流电路半波整流电路全波整流电路桥式整流电路倍压整流电路滤波电路电容滤波电路电感滤波电路复式滤波电路有源滤波电路稳压电路并联型硅稳压管稳压电路串联型稳压电路的稳压原理带有放大环节的串联型稳压电路稳压电源的质量指标提高稳压电源性能的措施08单元正弦波振荡电路自激振荡原理自激振荡的条件自激振荡的建立和振幅的稳定正弦波振荡电路的组成LC正弦波振荡电路变压器反馈式振荡电路三点式LC振荡电路三点式LC振荡电路的构成原则电感三点式振荡电路电容三点式振荡电路克拉泼与席勒振荡电路（改进型电容三点式振荡电路）石英晶体振荡器石英晶体的基本特性和等效电路石英晶振：并联型晶体振荡电路石英晶振：串联型晶体振荡电路RC振荡电路RC相移振荡电路文氏电桥振荡电路09单元调制、解调和变频调制方式调幅调幅原理调幅波的频谱调幅波的功率调幅电路检波小信号平方律检波大信号直线性检波调频调频的特点调频波的表达式调频电路：变容二极管调频电路调频与调幅的比较鉴频对称式比例鉴频电路不对称式比例鉴频电路变频变频原理变频电路10单元无线广播与接受无线电广播与接收无线电波的传播超外差收音机超外差收音机方框图超外差收音机性能指标LC谐振回路LC串联谐振回路LC并联谐振回路输入回路统调中频放大电路自动增益电路整机电路分析向运动形成较大的电流。
三极管的电流分配与放大作用
三极管的电流分配与放大作用三极管具有放大作用，必需做到以下几点：
1.结构上：
√放射区掺杂浓度高于集电区；
―使用时，放射极和集电极不能互换。
√基区较薄（只有几微米），掺入杂质浓度低。
√集电结的面积应很大。
2.电路中：√保证放射结加正向电压，集电结加反向电压。
为了说明三极管的电流安排与放大作用，我们先看下面的试验，试验电路如图所示。
电源UCC和UBB为满意“放射结加正向电压，集电结加反向电压”这两个外部放大条件而设置的。
试验时，我们转变电阻RB的大小，基极电流IB、集电极电流IC 以及放射极电流IE都会发生变换，详细数据见下表：
表1 试验数据
IB/mA 0
0.02
0.04
0.06
0.08
IC/mA
0.001
1.00
2.50
4.00
5.50
IE/mA
0.001
1.02
2.54
4.06
5.58
从表中数据我们可以得到这样几个结论：
① IE = IB + IC 满意基尔霍夫电流定律，可以把三极管看成一个广义结点。
② IB对IC具有掌握作用
由于IC是随IB的变化而变化的，而且两者之间在肯定范围内保持肯定的比例关系，体现了三极管对电流的掌握作用。
定义电流放大倍数：；
——直流电流放大系数（或倍数）；β——沟通电流放大系数。
一般在工程估算中，可以认为，两个可以混用。
电流放大系数反映了三极管的电流放大力量，或者说是IB对IC 的掌握力量。
IE = IB + IC =（1+β）IB。
三极管与电流的放大作用
三极管与电流的放大作用三极管作为一种电子器件，广泛应用于各种电子设备中，具有放大电流的作用。
下面将详细介绍三极管的工作原理和电流放大作用。
+---- Collector（集电极）Emitter（发射极）--- Base（基极）在三极管中，电流通过发射区到达基区，并且通过集电区流出。
当发射极、基极和集电极之间加上适当的偏置电压时，三极管可以实现电流放大功能。
三极管的工作原理可分为两种情况，即正向工作和反向截止。
首先是正向工作。
当发射极正极性（比基极高）时，电流将进入基极。
在基极中，只有一小部分电流直接流向集电极，大部分电流浸润进入基极-发射极连接中的有效空间。
感应发射极电流进一步减小了集电极电流。
由于飘逸电子集中的区域比发射区小，Emetitor-Collector空间相对更深艰难。
这样，通过发射区较少的电子，通过空间倍增，流向集电极。
这种流程不仅导致电流放大，而且还可以通过控制基区电流来控制集电极电流。
然后是反向截止。
当发射极负极性（比基极低）时，三极管处于截止状态，基极和发射极之间的结是正向偏置，所以只允许少量的电流流过。
集电电流也很小，导致电流放大无法实现。
三极管的电流放大作用体现在两个方面：1.当基极电流发生微弱变化时，三极管会将这种微弱变化放大到集电极电流上。
这是由于三极管的基极和发射极之间的结是正向偏置的，在这种正向偏置下，少量的电流变化会导致发射极电流大幅度变化。
因此，通过控制基极电流，就能够实现对集电极电流的精确控制，实现电流的放大。
2.三极管还可以将一个电流信号转换为一个大电流信号输出。
当输入电流非常小的时候，通过控制基极电流，可以使得集电电流变得很大。
这对于各种电子设备来说非常重要，因为我们通常需要一个较大的电流信号来驱动其他部件。
综上所述，三极管通过控制基极电流来实现电流的放大作用。
它可以将微弱的变化放大到大电流上，也可以将小电流转换为大电流输出。
这一特点使得三极管成为了现代电子设备中不可或缺的组成部分，而三极管的电流放大作用也为电子设备的发展提供了坚实的基础。
(待分)模拟电路入门知识教程23265
单元半导体器件基础半导体的导电特性导体、绝缘体和半导体本征半导体的导电特性杂质半导体的导电特性PN结晶体二极管二极管的结构与伏安特性半导体二极管的主要参数半导体二极管的等效电路与开关特性稳压二极管晶体三极管三极管的结构与分类三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用三极管的特性曲线三极管的主要参数三极管的开关特性场效应管结型场效应管绝缘栅型场效应管特殊半导体器件基本放大电路的组成直流通路与静态工作点交流通路与放大原理放大电路的性能指标放大电路的图解分析法放大电路的静态图解分析放大电路的动态图解分析输出电压的最大幅度与非线性失真分析微变等效电路分析法晶体管的参数晶体管的微变等效电路用微变等效电路法分析放大电路静态工作点的稳定温度变化对静态工作点的影响工作点稳定的电路场效应管放大电路场效应管放大电路的静态分析多级放大电路多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的分析方法放大电路的频率特性单级阻容耦合放大电路的频率特性多级阻容耦合放大电路的频率特性单元负反馈放大电路反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和一般表达式反馈放大电路的类型与判断负反馈放大电路基本类型举例电压串联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路负反馈对放大电路性能的影响降低放大倍数提高放大倍数的稳定性展宽通频带减小非线性失真改变输入电阻和输出电阻负反馈放大电路的分析方法深度负反馈放大电路的近似计算*方框图法分析负反馈放大电路单元功率放大器功率放大电路的基本知识概述甲类单管功率放大电路互补对称功率放大电路类互补放大电路甲乙类互补对称电路复合互补对称电路直接耦合放大电路中的零点漂移基本差动放大电路的分析基本差动放大电路基本差动放大电路抑制零点漂移的原理基本差动放大电路的静态分析基本差动放大电路的动态分析差动放大电路的改进单元集成运算放大器集成电路基础知识集成电路的特点集成电路恒流源有源负载的基本概念集成运放的典型电路及参数典型集成运放电路简介集成运放的主要技术参数集成运放的应用概述运放的基本连接方式集成运放在信号运算方面的应用集成运放在使用中应注意的问题单元直流电源整流电路半波整流电路全波整流电路桥式整流电路倍压整流电路滤波电路电容滤波电路电感滤波电路复式滤波电路有源滤波电路稳压电路并联型硅稳压管稳压电路串联型稳压电路的稳压原理带有放大环节的串联型自激振荡的条件自激振荡的建立和振幅的稳定正弦波振荡电路的组成LC正弦波振荡电路变压器反馈式振荡电路三点式振荡电路三点式振荡电路的构成原则电感三点式振荡电路电容三点式振荡电路克拉泼与席勒振荡电路（改进型电容三点式振荡电路）石英晶体振荡器石英晶体的基本特性和等效电路石英晶振：并联型晶体振荡电路石英晶振：串联型晶体振荡电路RC振荡电路相移振荡电路文氏电桥振荡电路单元调制、解调和变频调制方式调幅调幅原理调幅波的频谱调幅波的功率调幅电路检波小信号平方律检波大信号直线性检波调??频调频的特点调频波的表达式调频电路：变容二极管调频电路调频与调幅的比较鉴??频对称式比例鉴频电路不对称式比例鉴频电路变??频变频原理变频电路单元无线广播与接受无线电广播与接收无线电波的传播超外差收音机超外差收音机方框图超外差收音机性能指标LC谐振回路串联谐振回路并联谐振回路输入回路统调中频放大电路自动增益电路整机电路分析（）。
三极管内部载流子的运动规律
三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律：在三极管中，通过基极的电流较小变化会引起集电极电流较大变化。
嘿，各位小伙伴们！今天咱们要来聊聊三极管内部载流子的神奇运动规律啦！就好像一场精彩的舞台表演，三极管内部的载流子们就是舞台上的主角。
在这个小小的世界里，有着非常特别的规律在支配着它们的一举一动呢。
想象一下，三极管就像是一个神奇的魔法盒子，里面的载流子们就像是一群小精灵在欢快地舞动。
基极就像是魔法盒子的一个小入口，而集电极呢，则像是一个大出口。
当基极这个小入口处的电流发生一点点小小的变化时，就好像是给小精灵们发出了一个特别的信号。
这些小精灵们立刻变得超级兴奋，然后在魔法盒子里快速地传递着这个信号，于是集电极这个大出口处的电流就会发生很大很大的变化。
比如说，基极电流就像是一个小小的指挥棒，它稍微动一动，集电极电流这个“大部队”就会跟着有巨大的反应。
就好像指挥棒轻轻一挥，原本整齐排列的士兵们就会迅速变换阵型，展现出惊人的变化。
而且呀，这个变化可不是一般的大，是非常非常明显的哦！在实际应用中，这个规律可太重要啦！比如在电子放大器中，三极管就能根据这个规律，把微弱的电信号放大成很强的信号。
就像一个声音很小的人说话，经过三极管这个“扩音器”后，就能变得声音洪亮，让大家都能听得清清楚楚。
再比如在一些自动控制电路中，利用三极管的这个规律，可以实现对电流的精确控制，就像一个精准的舵手，能稳稳地掌控着船只的航向。
为了让大家更好地理解，我们来看看一些具体的数据。
在某些典型的三极管中，基极电流只需要微小的变化，比如几个微安，就能引起集电极电流成百倍甚至上千倍的变化呢！是不是很神奇呀？总之，三极管内部载流子的运动规律在电子技术领域有着举足轻重的地位。
它就像一把神奇的钥匙，打开了无数电子设备高效运行的大门。
如果你对这个神奇的规律感兴趣，想要深入了解更多电子技术方面的知识，我推荐你可以看看《电子学入门》这本书，它会详细地介绍各种电子元件和电路的原理。
半导体三极管概述
4. 结电容
结电容是指PN结在结两端电压作用下形成的电容效应。 结电容主要由两部分组成：一是PN结在正向电压作用下， 扩散电流的变化形成的电容效应，称之为扩散电容，通常记 作 ，它与通过PN结的扩散电流的大小成正比例；二是PN 结在反向电压作用下，电场的变化形成的电容效应，称之为 势垒电容，通常记作 ，它与作用在PN结两侧的反向电压 的大小成反比例。结电容是造成三极管产生频率响应的主要 原因，也是影响三极管开关速度的主要原因。
实验如图，把三极管接成二个电路，基极电路和集 电极电路，发射极是公共端，这种接法称为三极管 的共发射极接法。以NPN管为例，发射结加正向电压， 集电极加反向电压，三极管才能起放大作用。
IC
mA
IB
+
A
RB
+ V UBE
V UCE
+ EC
–
+– –
–
EB
三极管电流测量数据
IB(mA) IC(mA) IE(mA)
五. 三极管的工作状态
三极管的工作状态主要由三极管的二个PN结各自所承 受的偏置电压的大小和极性所决定的。三极管有二个PN结， 而每一个偏置电压又有二种可能的极性，即正向偏置和反向
偏置，因此，可构成三极管的三种工作状态：饱和、放 大、截止。
单极型三极管
双极型三极管是利用基极小电流去控制集电极较大电流 的电流控制型器件，因工作时两种载流子同时参与导电而称 之为双极型。单极型三极管因工作时只有多数载流子一种载 流子参与导电，因此称为单极型三极管；单极型三极管是利 用输入电压产生的电场效应控制输出电流的电压控制型器件 。
把基极电流的微小变化
能够引起集电极电流较大变
C
化的特性称为晶体管的电流 放大作用。
三极管的电流分配与放大原理
2．实验说明
下面通过一个实验来说明三极管各电流之间的关系，实验 电路如下图所示。改变可变电阻RB，则基极电流IB、集电极电 流IC和发射极电流IE都会发生变化。测量结果如下表所示。
由此实验及测量结果可得出如下结论： 1）各极电流的关系满足：IE＝IB＋IC，符合基尔霍夫电流 定律。 2）IC和IE比IB大得多。 3）从上表各列数据中求得IC和IB的变化量，加以比较。 例如，选第4列和第5列的数据，可得
9.3.2 三极管的电流分配与放大原理
1．三极管实现电流放大作用的条件
（1）内部结构条件 ① 发射区很小，但掺杂浓度高。 ② 基区最薄且掺杂浓度最小（比发射区小2～3个数量级）。 ③ 集电结面积最大，且集电区的掺杂浓度小于发射区的掺
杂浓度。 （2）外部条件 外部条件是要保证外加电源的极性使发射结处于正向偏置
IC 1.990 0.980 1.010 50.5 IB 0.040 0.020 0.020
这说明，基极电流的少量变化可以引起集电极电流的较大 变化，这就是三极管的电流放大作用。
定义共发射极直流电流放大系数，即
IC
IB
所以今后电路分析中常用的IE (1 )IB
NPN三极管内部载流子运动规律和电流放大
以下用NPN三极管为例说明其内部载流子运动规律和电流放大原理，1、发射区向基区扩散电子：由于发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子（自由电子）不断扩散到基区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流IE。
2、电子在基区扩散和复合：由于基区很薄，其多数载流子（空穴）浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很少部分可以和基区空穴复合，形成比较小的基极电流IB，而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。
3、集电区收集从发射区扩散过来的电子：由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流IC。
4 三极管的输入输出特性三极管的输入特性是指当集-射极电压UCE为常数时，基极电流IB与基-射极电压UBE之间的关系曲线。
对硅管而言，当UCE超过1V时，集电结已经达到足够反偏，可以把从发射区扩散到基区的电子中的绝大部分拉入集电区。
如果此时再增大UCE ，只要UBE 保持不变（从发射区发射到基区的电子数就一定），IB也就基本不变。
就是说，当UCE超过1V后的输入特性曲线基本上是重合的。
由图可见，和二极管的伏安特性一样，三极管的输入特性也有一段死区，只有当UBE大于死区电压时，三极管才会出现基极电流IB。
通常硅管的死区电压约为0.5V，锗管约为0.1V。
在正常工作情况下，NPN型硅管的发射结电压UBE为0.6～0.7V，PNP型锗管的发射结电压UBE为-0.2～-0.3V。
三极管的输出特性是指当基极电流IB一定时，集电极电流IC与集-射极电压UCE 之间的关系曲线。
在不同的IB下，可得出不同的曲线，所以三极管的输出特性是一组曲线。
通常把输出特性曲线分为三个工作区：1、放大区：输出特性曲线的近于水平部分是放大区。
在放大区, IC ＝IB ×?,由于在不同IB下电流放大系数近似相等，所以放大区也称为线性区。
三级管要工作在放大区，发射结必须处于正向偏置，集电结则应处于反向偏置，对硅管而言应使UBE>0，UBC<0。
研究半导体三极管放大原理——电流关系
研究半导体三极管放大原理——电流关系半导体三极管是一种重要的电子元件，被广泛应用于电子电路中的放大、开关和稳压等功能。
在三极管的工作过程中，电流是一个十分重要的参数。
本文将从电流的角度出发，研究半导体三极管的放大原理，探讨电流与放大性能之间的关系。
一、半导体三极管的基本结构和工作原理半导体三极管由三个掺杂不同类型的半导体材料组成，分别是发射区、基区和集电区。
发射区和集电区之间被隔离，只能通过基区的电子流动来控制集电区的电流。
当发射区加正电压，集电区加负电压时，少数载流子从发射区注入基区，经过扩散和漂移运动后，到达集电区，形成集电电流。
基区的厚度很薄，使得少数载流子能够在基区中自由地扩散和漂移，因此基区的电阻很小。
当基区加正电压时，会吸引更多的电子注入基区，从而增大基区的电导率，使得集电电流增大。
这就是半导体三极管的基本工作原理。
二、电流与放大性能之间的关系在半导体三极管的工作过程中，电流是一个十分重要的参数。
电流大小直接决定了三极管的放大倍数和工作稳定性。
下面将从电流的角度出发，探讨电流与放大性能之间的关系。
1.电流的大小决定了放大倍数的大小半导体三极管的放大倍数是指集电电流变化与基极电流变化之比，通常用β值来表示。
β值越大，放大倍数就越大。
而β值的大小与电流的大小密切相关。
当基极电流很小时，少数载流子注入基区的数量很少，集电电流也很小，此时β值很小，放大倍数也很小。
当基极电流增大时，注入基区的少数载流子也增多，集电电流也随之增大，此时β值也随之增大，放大倍数也随之增大。
因此，电流的大小直接决定了放大倍数的大小。
2.电流的大小决定了三极管的工作稳定性半导体三极管的工作稳定性是指在一定的工作条件下，电流和电压的波动范围。
当三极管工作在放大状态时，基极电流是控制集电电流的关键因素。
如果基极电流波动较大，将会导致集电电流的波动较大，从而影响整个电路的工作。
因此，为了保证三极管的工作稳定性，必须控制好基极电流的大小。
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三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用
一、三极管的三种连接方式
三极管在电路中的连接方式有三种：①共基极接法；②共发射极接法，③共集电极接法。
如图Z0115所示。
共什么极是指电路的输入端及输出端以这个极作为公共端。
必须注意，无论那种接法，为了使三极管具有正常的电流放大作用，都必须外加大小和极性适当的电压。
即必须给发射结加正向偏置电压，发射区才能起到向基区注入载流子的作用；必须给集电结加反向偏置电压（一般几～几十伏），在集电结才能形成较强的电场，才能把发射区注入基区，并扩散到集电结边缘的载流子拉入集电区，使集电区起到收集载流子的作用。
二、三极管内部载流子的运动规律
在发射结正偏、集电结反偏的条件下，三极管内部载流子的运动，可分为3个过程，下面以NPN型三极管为例来讨论（共射极接法）。
1．发射区向基区注入载流子的过程
由于发射结外加正向电压，发射区的电子载流子源源不断地注入基区，基区的多数载流子空穴，也要注入发射区。
如图Z0116所示，二者共同形成发射极电流IE。
但是，由于基区掺杂浓度比发射区小2～3个数量级，注入发射区的空穴流与注入基区的电子流相比，可略去。
2. 载流子在基区中扩散与复合的过程
由发射区注入基区的电子载流子，其浓度从发射结边缘到集电结边缘是逐渐递减的，即形成了一定的浓度梯度，因而，电子便不断地向集电结方向扩散。
由于基区宽度制作得很小，且掺杂浓度也很低，从而大大地减小了复合的机会，使注入基区的95％以上的电子载流子都能到达集电结。
故基区中是以扩散电流为主的，且扩散与复合的比例决定了三极管的电流放大能力。
3．集电区收集载流子的过程
集电结外加较大的反向电压，使结内电场很强，基区中扩散到集电结边缘的电子，受强电场的作用，迅速漂移越过集电结而进入集电区，形成集电极电流Inc。
另一方面，集电结两边的少数载流子，也要经过集电结漂移，在c，b之间形成所谓反向饱和电流I CBO，不过，I CBO一般很小，因而集电极电流
I N C +I CBO≈ I N C GS0105
同时基极电流
I B =I PB+I E-I CBO≈I PB- I CBO GS0106
反向饱和电流I CBO与发射区无关，对放大作用无贡献，但它是温度的函数，是管子工作不稳定的主要因素。
制造时，总是尽量设法减小它。
三、三极管的电流分配关系与放大作用
1．电流分配关系
由图Z0116可知，三极管三个电极上的电流组成如下：
发射极电流I E
I E＝I NE＋I PE≈I NE GS0107
基极电流I B
I B= I PB + I PE - I CBO≈I PB - I CBO
集电极电流I C
I C=I N C +I CBO≈ I N C
同时由图Z0116也可看出
I NE＝I N C＋I PB GS0108
由以上诸式可得到
I E＝I C＋I B GS0109
它表明，发射极电流I E按一定比例分配为集电极电流I c和基极电流I B 两个部分，因而
晶体三极管实质上是一个电流分配器件。
对于不同的晶体管，尽管I C与I B的比例是不同的，
但上式总是成立的，所以它是三极管各极电流之间的基本关系式。
由图Z0116也可以看出，I N C代表由发射区注入基区进而扩散到集电区的电子流，I PB代表
从发射区注入基区被复合后形成的电流。
对于一个特定的三极管，这二者的比例关系是确定
的，通常将这个比值称为共发射极直流电流放大系数。
用表示，
即
如果忽略I CBO，则
该式说明I B对I C有控制作用。
变换一下式GS0110，可写成
令则上式可写成:
此式表明，集电极电流由两部分组成：一部分是，它表示I C与I B的比例关系，另一部分是
称为穿透电流其意义将在三极管参数中介绍。
综合共射极三极管的电流分配关系，可写为
三极管的电流分配关系还可以用由发射区传输到集电区的电子流I N C与发射极总发射的电子流I E之间的比例关系来表示。
将这二者的比值称为共基极直流电流放大系数，用表
示即:
由于I C = I N C＋I I CBO，且I C＞＞I CBO，故:
该式说明I E对I C也有控制作用。
由上可得出共基极电流分配关系为
和都是描述三极管的同一过程，它们之间必然存在着内在联系。
由它们各自的表达式知：
即:
一般≤1 （约0.9～0.99），>>1（约20～200）。
2．三极管的放大作用
图Z0117为共射接法的三极管放大电路。
待放大的输入信号u i接在基极回路，负载电阻Rc接在集电极回路，Rc两端的电压变化量u o就是输出电压。
由于发射结电压增加了u i （由U BE变成U BE+u I）引起基极电流增加了ΔIB，集电极电流随之增加了ΔI C，ΔI C =βΔI B，它在R C形成输出电压u o=ΔI C R C=βΔI B R C。
只要Rc取值较大，便有u o >>?font size="+1">u i，从而实现了放大。