半导体三极管的工作原理

PNP 型半导体三极管和NPN 型半导体三极管的基本工作原理完全一样，下面以NPN 型半导体三极管为例来说明其内部的电流传输过程，进而介绍它的工作原理。半导体三极管常用的连接电路如图15-3 (a) 所示。半导体三极管内部的电流传输过程如图15-3 (b) 所示。半导体三极管中的电流传输可分为三个阶段。
1 发射区向基区发射电子
电源接通后，发射结为正向连接。在正向电场作用下，发射区的多数载流子(电子)的扩散运动加强。因此，发射区的电子很容易在外电场的作用下越过发射结进入基区，形成电子流IEN(注意电流的方向与电子运动的方向相反)。当然，基区的多数载流子(空穴)也会在外电场的作用下流向发射区，形成空穴电流IEP。但由于基区的杂质浓度很低，与从发射区来的电子流相比， IEP可以忽略不计，所以发射极电流为:


2. 电子在基区中的扩散与复合
从发射区扩散到基区的电子到达基区后，由于基区靠发射区的一侧电子浓度较大，靠集电区一侧电子浓度较小.所以电子继续向集电区扩散。在扩散过程中，电子有可能与基区的空六相遇而复合，基极电源、EB不断提供空穴，这就形成了基极电流IBN 。由于基区很薄，而空穴浓度低，电子与空穴复合的机会很少，大部分电子继续向集电区扩散。此外，半导体三极管工作时，集电结为反向连接，在反向电场作用下，基区与集电区之间少数载流子的漂移运动加强c 因基区载流子很少.电子更少，故漂移运动主要是集电区的空穴流向基区。漂移运动形成的电流ICBO的数值很小，而且与外加电场的大小关系不大，它被称为集电极反向饱和电流因此，基极电流为

3. 集电极电流的形成
由于集电结加的是反向电场，经过基区继续向集电区方向扩散的电子是逆电场方向的，所以受到拉力，加速流向集电区.形成电子流ICN 。如果考虑集电极饱和电流ICBO的影响，集电极电流应为:

从半导体三极管外电路看，流入管子的电流必须等于流出的电流，所以

从半导体三极管电流传输过程中可以看出，集电极电流IC很大，而基极电流IB很小。另外，由于三极管本身的结构已定，所以IC和IB在相当大的一个范围内总存在一个固定的比例关系，即

其中β表示IC与IB的关系.称为共发射极的直流放大系数，β大于1 ，一般为20 -200 。
由于IC和IB存在一定的比例关系，而且IE=lC+IB， 所以半导体三极管起着一种电流分配器的作用，即把发射极电流IE 按一定的分配关系分成IC和IB。IC远大于IB 。因存在这种分配关系，所以只要使IB略有增加， IC就会增加很多，这就起到了放大作用。