NPN三极管内部载流子运动规律和电流放大
第4章 三极管及放大电路基础1
与 的关系
IC IC ICBO I E ICBO IC I B ICBO
(1 ) IC I B ICBO
I CBO IC IB 1 1
IE
N
P
N
I'C ICBO IC
IC I B (1 ) ICBO
共射直流电流放大倍数： IC I B 1.7 42.5 0.04 共射交流电流放大倍数： IC I B 2.5 1.7 40 0.06 0.04 说明： 例：UCE=6V时： 曲线的疏密反映了 的大小； IC(mA ) 160mA 电流放大倍数与工作点的位置有关； I 5 140mA CM 120mA 交、直流的电流放大倍数差别不大， 4 100mA 今后不再区别；
3 80mA
___
4. 集电极最大电流ICM 当值下降到正常值的三分之二时的 集电极电流即为ICM。
IC
2.5 2 1.7
1 0 2 4 6 8
IB 40mA
IB=60mA 20mA IB=0 10 UCE(V)
六、主要参数
5. 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。 6. 集电极最大允许功耗PCM 集电极电流IC 流过三极管， 所发出的焦耳热为： PC =ICUCE 导致结温 上升，PC 有限制， PCPCM 7. 频率参数
扩散 I C 复合 I B
IC
C
N
IB
P N
EC
或者 IC≈IB
I E IC I B (1 ) I B
EB
E
IE
二、电流放大原理
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。
三极管npn工作原理
三极管npn工作原理
三极管（NPN型）是一种常见的电子器件，其工作原理如下：
1. 构造：NPN型三极管由两个P型半导体和一个N型半导体
构成，中间的N型半导体称为基极（B），两侧的P型半导体
分别称为发射极（E）和集电极（C）。
发射极和集电极之间
的区域称为发射结，而基极和发射结之间的区域称为基结。
2. 基本原理：当在基极-发射结之间施加正向电压（正极连接
在发射极，负极连接在基极）时，发射结处于导通状态，电流可以流动。
而当基极-发射结之间施加反向电压时，发射结处
于截止状态，电流不流动。
3. 放大功能：三极管的一大特点是可以对输入信号进行放大，即小信号输入可以得到较大的输出信号。
具体来说，当Vbe （基极-发射极间电压）大于某一临界电压时，三极管开始工作，此时B极电流增大，将影响B极与C极之间的电流流动，进而导致C极电流增大。
这种作用可实现信号的放大。
4. 开关作用：当三极管处于工作状态时，可用作开关。
当Vbe 小于截止电压时，三极管处于截止状态，导通电流极小；而当Vbe大于临界电压时，三极管处于饱和状态，导通电流较大。
因此，可以利用三极管的开关作用来控制其它电路的通断。
需要注意的是，以上是简单的描述，而实际的三极管工作涉及更复杂的电流流动和电场效应。
不同的三极管具有不同的参数
和性能，所以在实际应用中，需要根据具体的工作要求进行选择。
npn三极管工作原理
npn三极管工作原理一、引言npn三极管是一种广泛使用的电子元件，它具有放大、开关等多种功能。
本文将详细介绍npn三极管的工作原理。
二、npn三极管结构npn三极管由三个掺杂不同类型的半导体材料组成：P型半导体（基区）、N型半导体（发射区）和P型半导体（集电区）。
这种结构使得npn三极管具有两个PN结：发射结和集电结，以及一个PNP结：基结。
三、npn三极管的工作原理当正向偏置发射结时，N型半导体中的自由电子会向前扩散，而P型半导体中的空穴会向后扩散。
这些自由电子和空穴会在基区相遇并重新组合，形成少数载流子。
这些少数载流子会通过集电区到达外部电路，从而形成集电电流IC。
当正向偏置基结时，基区中的空穴会向前扩散，而N型半导体中的自由电子会向后扩散。
这些空穴和自由电子会在发射区相遇并重新组合，形成少数载流子。
这些少数载流子会通过发射区到达外部电路，从而形成发射电流IE。
当集电极与发射极之间的电压为零或负时，npn三极管处于截止状态。
此时，发射区中的自由电子和空穴不会重新组合，也就不会形成少数载流子。
因此，集电区没有电流流过去。
当集电极与发射极之间的电压为正时，npn三极管处于放大状态。
此时，由于正向偏置基结和发射结，少数载流子会产生，并通过集电区到达外部电路。
这些少数载流子可以被放大并控制。
四、npn三极管的特性1. 放大特性：npn三极管可以将小信号放大成较大信号。
2. 开关特性：npn三极管可以用作开关，在截止状态和饱和状态之间切换。
3. 稳定性：npn三极管具有较好的温度稳定性和工作点稳定性。
五、应用领域npn三极管广泛应用于各种电子设备中，如放大器、振荡器、开关等。
同时，在数字逻辑门、计算机存储器等领域也有广泛应用。
六、总结本文详细介绍了npn三极管的结构、工作原理、特性和应用领域。
npn三极管是一种重要的电子元件，对于电子工程师来说，掌握其工作原理和应用十分必要。
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。
三极管npn工作原理
三极管npn工作原理三极管是一种重要的电子元器件，在电子与电路领域得到广泛应用。
它是由三个控制区域构成的半导体器件，具有放大、开关等多种作用。
其中NPN型三极管是一种常见的类型，本文将介绍NPN型三极管的工作原理以及相关参考内容。
NPN型三极管由三个不同的掺杂的半导体区域构成，分别是一个大的n型半导体（基区），被包围在两个较小的p型半导体（发射区和集电区）之间。
NPN型三极管的工作原理是基于这三个区域之间的控制以及电流流动的性质。
接下来将从npn三极管的工作原理、三极管的工作过程、三极管的放大特性、三极管的开关特性等方面进行讨论。
1. NPN型三极管的工作原理：NPN型三极管的工作原理基于PN结的正向和反向偏置。
当集电极与发射极之间的电压(Vce)小于零时，PN结被反向偏置，其中的发射结处于反向偏通态，基结处于正向偏通态。
此时，结电容的空间电荷区被放大，阻止电流流过。
换句话说，电压小于负值时，三极管处于"截止"区。
当Vce大于零时，PN结处于正向偏置。
此时，基结处于正向偏通态，发射结通过电流流动。
当输入信号（即基极电流）增加时，发射区域的感应电流也随之增加，导致集电区的电流增加。
因此，NPN型三极管是一个放大器。
2. NPN型三极管的工作过程：NPN型三极管的工作过程可以分为三个阶段：截止区、放大区和饱和区。
截止区：当Vce小于零时，三极管工作在截止区。
此时，电流不会流经三极管，相当于一个开路。
放大区：当输入信号（即基极电流）增加时，三极管工作在放大区。
此时，输入电流的微小变化能够导致输出电流的显著增长，从而实现信号的放大。
饱和区：当输入信号增加到一定程度时，三极管将进入饱和区。
此时，三极管的放大能力达到最大值，再增大基极电流也无法进一步增加集电区的电流。
这时，三极管相当于一个导通的开关。
3. NPN型三极管的放大特性：NPN型三极管可以将输入信号的小变化放大到较大的输出信号，具有放大能力。
三极管npn的工作原理
三极管npn的工作原理
NPN三极管是一种常用的双极型晶体管，在电子器件中应用广泛。
它由三个掺杂不同类型的半导体材料构成，分别是N 区（负电荷载流子区）、P区（正电荷载流子区）和N区（负电荷载流子区）。
NPN三极管的工作原理如下：
1. 开关状态：当无外加电压时，NPN三极管处于关闭状态，没有电流流过。
此时，基区没有电流通过，无法使集电极和发射极之间产生足够的电压来放大输入信号。
2. 放大状态：当在基极和发射极之间施加一个电压时，基区会形成电流，这个电流也称为基电流。
当基电流足够大时，它会将NPN三极管推至工作状态，这时集电极和发射极之间存在较大的电压差，从而形成放大效应。
通过调节基电流的大小，可以调整NPN三极管的放大倍数。
具体工作过程如下：
1. 输入：将输入信号（例如电压或电流）加到基极，通过控制基电流的大小来控制NPN三极管的放大倍数。
2. 放大：当正向偏置电压（例如外加电压）施加到集电极和发射极之间时，电子从发射极流向基极，同时由于浓度差异，少数载流子空穴从基极进入集电极，形成电流放大效应。
3. 输出：输出信号从集电极取出。
总之，NPN三极管的工作原理是基于控制基电流从而控制集电极和发射极之间的电压差，以实现信号放大的效果。
晶体管内部的电流分配关系和放大原理
晶体管内部的电流分配关系和放大原理要使晶体管正常工作且具有放大功能，就必须给集电结和发射结加上合适的电压。
发射结加正向偏压UBE(正向偏压一般不大于1V)，才能使发射区的多数载流子注入基区，给集电结加上较大的反向电压（反向电压一般在几伏到几十伏），保证发射区注入到基区并扩散到集电结边缘的载流子被集电区收集，形成集电极电流。
为实现晶体管的正常工作，就要保证发射结加正向偏压，集电结加反向电压，这是晶俸管放大的外部条件。
晶体管有三种不同的连接方式：共发射极接法、共集电极接法、共基极接法，如图1.4.3所示。
无论哪种接法，发射结正向偏压，集电结反向偏压是最基本的和必须满足的要求。
下面以NPN管的共基极接法为例，讨论晶体管内部载流子的运动和电流分布情况。
1．载流子的运动规律内部载流子的运动可分为三部分，如图1.4.4所示。
1)发射区向基区注入载流子的过程发射结正向偏压，使PN结变薄，阻抗减小，扩散运动得以加强。
发射区的多数载流子（电子）在发射结电场作用下，源源不断地向基区注入，形成发射极电流IEN。
与此同时，基区的多数载流子（空穴）也在电场力的作用下，越过PN结扩散到发射区，形成电流IEP。
流过发射结的电流j。
，应为电子电流IEN和空穴电流IEP之和。
但由于发射区掺杂浓度高，基区掺杂浓度低且很薄，一般讨论图1.4.4内部载流子传输过程时，注入发射区的空穴形成的电流IEP比起注入到基区的电子电流IEN来说可以忽略不计。
即IE主要是发射区向基区注入的载流子所形成的电流IE=IEN +IEP～IEN 2)电子在基区的扩散和复合过程发射区的多子电子扩散注入到基区后，在靠近发射结边缘附近密集，形成从发射结到集电结的密度梯度分布。
这种梯度分布促使电子在基区内继续向集电结方向扩散。
基区内电子在扩散的同时，一部分与基区空穴相遇并复合，复合所需的空穴由电源UBE提供，基区内空穴基本保持不变，复合形成电流IBP。
晶体簪内部的扩散与复合，是一对特殊的矛盾，其放大能力取决于两者的比例关系。
详解npn三极管的原理和应用
详解npn三极管的原理和应用一、npn三极管的原理npn三极管（NPN Transistor，NPN: Negative-Positive-Negative）是一种常见的双极型晶体管，属于半导体器件的一种。
它由两个P型半导体夹一个N型半导体构成。
以下是npn三极管的工作原理：1.基本结构：npn三极管由Emitter（发射极）、Base（基极）和Collector（集电极）三个区域组成。
NPN的发射极是N型半导体，Base是P 型半导体，Collector是N型半导体。
2.工作原理：当正向偏置电压(VBE)施加在Base和Emitter之间时，电流开始流动，因为N型发射极区域的多数载流子向P型基区域移动。
这被称为发射级。
当Collecto极施加一个正向电压(VCE)时，集电极区域的大多数载流子也向基区域移动。
这个区域称为集电级。
3.放大特性：npn三极管是一种放大器，输入电流的改变可以通过控制输出电流来放大。
这种放大效应是由于发射级和集电级之间的关系产生的。
二、npn三极管的应用npn三极管有很多应用，包括以下几个方面：1. 放大器npn三极管可以作为电流放大器，将小信号放大到更大的电流。
通过调节输入电流，可以控制输出电流的放大倍数。
这使得npn三极管可以在许多电子设备中用作声音放大器、电视和无线通信设备等。
2. 开关由于npn三极管具有电流放大特性，它也可以用作开关。
当基极-发射极间的电压(VBE)达到一定的阈值时，三极管会打开，导通电流。
当电压低于阈值时，三极管关闭，断开电流。
这使得npn三极管能够在数字电路中用作开关，实现许多逻辑电路。
3. 震荡器npn三极管可以构成震荡器，用于产生特定频率的振荡信号。
这种振荡器常用于无线电和通信设备中。
4. 温度传感器由于npn三极管的输入电流和输出电流之间有温度相关的特性，故npn三极管可以用作温度传感器。
温度变化会导致npn三极管的电流变化，通过测量这种变化可以获得温度信息。
三极管工作时的载流子
三极管工作时的载流子
三极管是一种具有三个端子（发射极、集电极和基极）的半导体器件。
在三极管工作期间，不同的载流子在不同的区域占主导地位。
发射极：
发射极是三极管中注入载流子的端子。
在正偏条件下（基极-发射极结正偏），大量的多数载流子（电子）从发射极注入基极区。
这些注入的电子称为注入载流子。
基极：
基极是控制三极管导通和截止的关键端子。
它是一个薄而高度掺杂的区域。
注入载流子在基极区域中扩散，一些与基极端的多数载流子（空穴）复合，而其余的则到达集电极结附近。
集电极：
集电极是三极管中收集载流子的端子。
在正偏条件下，注入载
流子从基极到达集电极结附近，与来自集电极端的多数载流子（电子）复合。
载流子类型：
PNP三极管：注入载流子为电子（少数载流子），多数载流子
为空穴。
NPN三极管：注入载流子为空穴（少数载流子），多数载流子
为电子。
电流放大：
三极管的工作原理基于电流放大：
基极电流（Ib）：流入基极的电流，控制三极管的导通和截止。
发射极电流（Ie）：从发射极流出的电流，等于基极电流和集
电极电流之和。
集电极电流（Ic）：流入集电极的电流，受基极电流控制。
在正偏条件下，基极电流很小，但它控制着集电极电流，集电极电流可以显著大于基极电流，从而实现电流放大作用。
总结：
在三极管工作期间，注入载流子在发射极产生并扩散到基极，并在集电极复合。
三极管的工作原理基于电流放大，其中基极电流控制集电极电流，从而实现比输入更大的输出电流。
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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。
2、截止区：IB ＝0的曲线以下的区域称为截止区。
实际上，对NPN硅管而言，当UBE＜0.5V时即已开始截止，但是为了使三极管可靠截止，常使UBE≤0V，此时发射结和集电结均处于反向偏置。
3、饱和区：输出特性曲线的陡直部分是饱和区，此时IB的变化对IC的影响较小，放大区的?不再适用于饱和区。
在饱和区，UCE＜UBE，发射结和集电结均处于正向偏置。