电子线路基础：2-2半导体三极管.pdf

《电子线路基础：2-2半导体三极管》章节详细阐述了半导体三极管的基础知识，包括其分类、结构、工作原理以及基本特性。本文主要关注双极型半导体三极管，即三极管，以及场效应半导体三极管。 双极型半导体三极管分为NPN型和PNP型，这两种类型的三极管由两个PN结构成，区别在于N型和P型半导体的排列顺序。三极管的结构中，发射区、基区和集电区各司其职，发射区的掺杂浓度高，基区薄且掺杂浓度低，集电区则具有较低的掺杂浓度和较大的面积。在NPN型三极管中，电流主要由电子流动，而在PNP型三极管中，则主要由空穴流动。 三极管的工作依赖于合适的直流偏置电压。在放大状态下，发射结加正向电压，集电结加反向电压。通过分析内部载流子的运动，可以得出电流关系式，如IE（总发射极电流）等于发射极电子电流IEN与发射极空穴电流IEP之和，而IEN远大于IEP。同时，IC（集电极电流）等于发射极电子电流IEN减去基区电子电流IBN，且ICN远大于IBN。最终，IE等于IC加IB，这就是三极管的电流关系。 三极管的三种基本组态分别是共集电极（CC）、共基极（CB）和共发射极（CE）接法。在共发射极接法中，三极管具有电流放大作用，其直流电流放大系数β表示集电极电流IC与基极电流IB的关系，通常β远大于1，表示三极管有显著的电流放大能力。而共基极电流放大系数α则表示ICN与IE的比例，由于ICN接近IE，所以α接近1。 三极管的特性曲线包括输入特性和输出特性。输入特性曲线展示了基极电流IB随发射结电压uBE变化的关系，类似于二极管的伏安特性，但受到集电结电压的影响。输出特性曲线则描绘了集电极电流iC随集电结电压uCE的变化，初期iC受uCE影响显著，随着uCE的增加，进入饱和区，电流增加缓慢，表现出基区宽度调制效应。 总结来说，半导体三极管是电子线路中的核心元件，其工作原理和特性对于理解和设计电子电路至关重要。了解三极管的结构、电流关系以及放大特性，能帮助我们更好地运用这些元件，实现信号放大、开关控制等电子功能。