【E問E答】集電結(jié)反偏不是截止?fàn)顟B(tài)嗎,三極管怎么還能放大?
見過多次這樣的問題了,基本上都是問:放大時(shí),發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。但是,集電結(jié)反偏,這不是截止?fàn)顟B(tài)嗎,三極管怎么還能放大?翻了幾本書,確實(shí),書上都沒有仔細(xì)介紹反偏、截止的工作過程。下面,簡單說說這個問題。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201604/289793.htmPN結(jié)正偏時(shí),P區(qū)里面較多的正電荷(空穴),會擴(kuò)散到N區(qū),和N區(qū)大量的負(fù)電荷(自由電子)復(fù)合。
當(dāng)然,N區(qū)電子,也會向P區(qū)擴(kuò)散,在P區(qū)和空穴復(fù)合。
外接電源的方向,正好為這種擴(kuò)散運(yùn)動提供支持,并源源不斷的補(bǔ)充這些復(fù)合掉的載流子。
這就是PN結(jié)的正向?qū)āU螂娏鳎褪怯啥鄶?shù)載流子“擴(kuò)散”形成的。
此時(shí),PN結(jié)里面,同時(shí)還有一個相反的作用,即少數(shù)載流子的“漂移”。
因?yàn)樯贁?shù)載流子的密度很小,電源的方向和這個漂移電流,還是相反的,所以,漂移電流極小,也就忽略不計(jì)了。
PN結(jié)反偏時(shí),PN結(jié)里面的載流子同樣有“擴(kuò)散”和“漂移”兩種運(yùn)動。
但是,此時(shí),外接的電源,它所提供的能量,是支持“漂移”的。
因?yàn)樯贁?shù)載流子的密度小,這個漂移電流,雖然得到電源的供給,電流仍然很小。
因?yàn)檩^小,可以忽略不計(jì),而稱為PN結(jié)此時(shí)是截止?fàn)顟B(tài)。
書上的毛病,就出在這兒。
講解反偏的時(shí)候,各本書,都是不厭其煩的強(qiáng)調(diào):少數(shù)載流子導(dǎo)電、反向電流很小、忽略、截止、單向?qū)щ娦浴?..。
這就誤導(dǎo)了大量的學(xué)生,學(xué)生的印象中,就記住了:反偏不導(dǎo)電。
其實(shí),當(dāng)PN結(jié)反偏的時(shí)候,如果有大量的少數(shù)載流子,漂移所形成的反向電流,也是會很強(qiáng)的。
三極管的放大狀態(tài),就是利用了這個原理。
忽略了反向電流,就講不清楚如何放大了。
下面再簡述一下三極管的放大過程。
對于NPN型的三極管,通??烧J(rèn)為發(fā)射極接地,基極的電壓,應(yīng)設(shè)為0.7V。
此時(shí),發(fā)射結(jié)就是正偏,電流Ib由基極流向發(fā)射極。
這個基極電流,主要是由發(fā)射區(qū)(N型,自由電子極多)向基區(qū)發(fā)出的電子構(gòu)成的。
大量的電子到了基區(qū)(P型,但是空穴濃度不高),會怎么樣呢?
它們,只有很少的,與空穴復(fù)合,成了Ib;
其它的,就在基區(qū)中游蕩,成了大量的少數(shù)載流子!
放大狀態(tài)時(shí),集電結(jié)反偏。
反偏時(shí),應(yīng)該由少數(shù)載流子導(dǎo)電,而此時(shí),基區(qū)里面,恰好有大量的少數(shù)載流子。
那么,反偏的集電結(jié),會出現(xiàn)很大的電流Ic,就一點(diǎn)也不奇怪了。
由于三極管制作工藝的特點(diǎn),基區(qū)復(fù)合的電流Ib,和集電極反偏的電流Ic,存在一個比例關(guān)系,即:
Ic=/β1*Ib/β是β上面加一橫。
其中/β為直流電流放大倍數(shù),/β=Ic/Ib
另外還有,交流電流放大倍數(shù):β=△Ic/△Ib
兩者的數(shù)值相近,可以互相代用。
公式還有:
Ie=Ib+Ic=(1+β)Ib
Uce=Ec-Rc*Ic
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