三极管放大原理，有人讲明白了
晶体三极管中有两种不同的极性电荷的载流子参与导电，故称之为双极型晶体管(BJT)。它是一种电流控制电流的半导体器件，具有电流放大作用，其主要作用是把微弱输入信号放大成幅值较大的电信号，是很多常用电子电路的核心元件。三极管的原理图符号主要有两种，如图1所示。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/b43a8c4a09884f2ab1f282daa720259d~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1659496072&x-signature=g3ORr2cS2NGrZlEIEGglZdJyRBI%3D
图1
Q1为NPN管，Q2为PNP管，E极箭头方向代表发射结正向偏置时电流的实际方向，它们对应的基本结构如图2所示。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/ba6d0d2d906644d8a30aa219170e2eab~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1659496072&x-signature=Oj5kRQIDlA%2BRVpcqffDHqv0OQ60%3D
图2
由三个相邻互不相同的杂质半导体叠加起来，就形成了三极管的基本结构。从三个杂质半导体区域各引出一个电极，我们分别将其称之为发射极(Emitter)、集电极(Collector)、基极(Base)；而对应的区域分别称为发射区、集电区、基区；相邻的两个不同类型的杂质半导体将形成PN结，我们把发射区与基区之间的PN结称之为发射结，而把基区与集电区之间的PN结称之为集电结。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/08514d23d9114265843b989edfaa0009~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1659496072&x-signature=AEOZwn8u0q7jW2cdxxwnjxxbtWc%3D
三极管的实物图
三极管在实际应用中可能有三种工作状态：
[*]截止：发射结反偏，集电结反偏。
[*]放大：发射结正偏，集电结反偏。
[*]饱和：发射结正偏，集电结正偏。
下面我们以NPN三极管为例详细讲解三极管放大状态的工作原理。
三极管放大状态原理
话说天下大势，分久必合，合久必分，在这片由三块半导体组成的小区域内，也上演了一部猛兽争霸史，故事就发生在图3所示的这片区域。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/f5ed2b40737840c9a75e75e763cdeae3~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1659496072&x-signature=dsiwlyTobrdxxBQXTkQFqfqtcB4%3D
图3
在没有任何处理的NPN三极管施加了两个电压之后，如图4所示。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/49b12a3423ee4456bac29a4b6bacda9b~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1659496072&x-signature=OBmCni8vZ3JVrrywzwkxjASoPlA%3D
图4
要使NPN管处于放大状态，施加在CE结两端的电压Vce比施加在BE结的电压Vbe要大。因此，NPN管三个极的电位大小分别是：VC>VB>VE，(发射极电位Ve为参考电位0V)，这样一来，三极管的发射结是正向偏置，而集电结是反向偏置，这就是三极管处于放大状态的基本条件。
在电压连接的一瞬间，假设基-射(发射结)偏置电压Vbe=5V，而集-射极偏置电压Vce=12V，两个N型半导体与P型半导体形成了两个PN结，BE结(发射结)正向电压偏置而导通将基极电位限制在0.7V(硅管)，而集电极电位由于PN结反向偏置截止而为12V(瞬间电位，此时集电极电流还没有)，如图5所示。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/e7f94197245d497a81bd70a28ee6c38c~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1659496072&x-signature=dv6iCYvLA96pOM%2FLIU0ra6jWgOo%3D
图5
好，一切已经就绪，一场战争马上就要开始了！
当发射结外加正向电压Vbe(正向偏置)时，由于发射区的掺杂浓度很高(三个区中最高)，而基区的掺杂浓度最低，发射区的多数载流子电子将源源不断地穿过发射结扩散到基区(因浓度差而引起载流子由高浓度区域向低浓度区域的转移，称为扩散)，形成发射结电子扩散电流Ien(该电流方向与电子运动方向相反)。
与此同时，基区的多数载流子空穴也扩散至发射区，形成空穴扩散电流Iep(该电流方向与Ien相同)，很明显，Iep相对于Ien而言很小，然而，革命的力量是不分大小的！Ien与Iep两者相加发射极电流Ie，如图6所示。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/5db2c53127e94a59805452fb116ecbde~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1659496072&x-signature=h569zehN7mD6cvv%2BqQB%2BAXGO21s%3D
图6
从发射区扩散到基区的多数载流子电子在发射结附近浓度最高，离发射结越远浓度越低，从而形成了一定的电子浓度差，这种浓度差使得扩散到基区的电子继续向集电结方向扩散。在电子扩散的过程中，有一小部分电子与基区的多数载流子空穴复合，从而形成基区电流Ibn。我们知道，基区很薄且掺杂浓度低，因此，电子与空穴复合机会少，基区电流Ibn也很小，大多数电子都将被扩散到集电结，如图7所示。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/f2b4ed57620048e8b86564f9ebc3522f~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1659496072&x-signature=NyHrgnFl%2FCFqXopZftLTvS5I9y0%3D
图7
由于集电结是反向偏置电压，空间电荷区的内电场被进一步加强(PN结变宽)，这样反而对基区扩散到集电结边境的载流子电子有很强的吸引力(电子带负电，同性相斥异性相吸)，使它们很快漂移过集电结(电场的吸引或排斥作用引起的载流子移动叫做漂移)，从而形成集电极电流Icn(方向与电子漂移方向相反)。很明显，Icn=Ien-Ibn，因为百万大军一小部分在基区，剩下的大部分在集电区，如图8所示。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/50a03c7f22224bcfb0672c6b29d95c1f~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1659496072&x-signature=BVxkCqbIDBxLiNyRMhTJE2viOeI%3D
图8
在多数载流子电子进入到集电区后，集电区(N型)的少数载流子空穴与基区(P型)的少数载流子电子也会产生漂移运动，形成了电流Icbo，而另有一些会跨过基区到达发射区从而形成Iceo，如图9所示。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/dc72ab0a5a8742ca86401dc4f4940f00~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1659496072&x-signature=wKxQT87QrTwWEb%2FQ3WMX8SgsX70%3D
图9
Icbo表示集电极-基极反向饱和电流，Iceo表示集电极-发射极反向饱和电流(也统称为穿透电流)，它们不受发射结电压Vbe控制，也不对电流的放大做出贡献，只取决于温度和少数载流子的浓度，当然是越小越好。在相同条件下，硅管的穿透电流比锗管小，在某些大功率应用场合，还必须外接穿透电流释放电阻，防止穿透电流引起三极管过热而损坏。
在三极管的放大状态下，只要控制外加发射结电压Vbe，基极电流IB也会随之变化，继而控制发射区的多数载流电子数量，最终也将控制集电极的电流IC。从三极管放大的原理上可以看出，所谓的“放大”并不是将基极电流IB放大，只不过是用较小的基极电流IB值来控制较大的集电极电流IC值，从外部电路来看就好像是IB被放大一样，这与“四两拔千斤”也是一个道理。
小结如果上面的过程显得太麻烦的话，总结就三句话：1）发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流Ie。2）扩散基区的自由电子与空穴的复合运动系形成了基极电流Ib。3）集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流Ic。
直流放大特性
就像铭记二极管的单向导电特性一样，只要谈起三极管就要想到“电流放大”。
结论是：三极管是一个具有电流放大功能的器件，三极管b极上的小电流可以控制c极的大电流。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/c3d39f2cb09d40fca7f87403ff6e530e~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&x-expires=1659496072&x-signature=6tDEOUpA6PplqZtjYgN9WGh9I1E%3D
图10
为了让这个枯燥的概念形象些， 我们用一幅画来比喻三极管的电流放大作用，见图10。
把三极管比作一个水箱， 其排水管由阀门控制，只要微调阀门就能控制排水管的流量。水箱好像三极管的c极，阀门就好像b极，而排水管相当于e极。当三极管b极获得如图所示的微小偏置电压后(+0.7V) ，就好像阀门被打开一样， 水得以从水箱向下快速流出一电流从c 极流向e极。且三极管b极偏置电压消失，就好像阀门关上了一样，c极到e极也就没有电流了。 涨知识了 字太多，眼晕，当时学数电模电就是越学越迷糊
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