【E問E答】集電結反偏不是截止狀態嗎,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,發射結正偏、集電結反偏。但是,集電結反偏,這不是截止狀態嗎,三極管怎么還能放大?翻了幾本書,確實,書上都沒有仔細介紹反偏、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.j9360.com/article/201604/289793.htmPN結正偏時,P區里面較多的正電荷(空穴),會擴散到N區,和N區大量的負電荷(自由電子)復合。
當然,N區電子,也會向P區擴散,在P區和空穴復合。
外接電源的方向,正好為這種擴散運動提供支持,并源源不斷的補充這些復合掉的載流子。
這就是PN結的正向導通。正向電流,就是由多數載流子“擴散”形成的。
此時,PN結里面,同時還有一個相反的作用,即少數載流子的“漂移”。
因為少數載流子的密度很小,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,也就忽略不計了。
PN結反偏時,PN結里面的載流子同樣有“擴散”和“漂移”兩種運動。
但是,此時,外接的電源,它所提供的能量,是支持“漂移”的。
因為少數載流子的密度小,這個漂移電流,雖然得到電源的供給,電流仍然很小。
因為較小,可以忽略不計,而稱為PN結此時是截止狀態。
書上的毛病,就出在這兒。
講解反偏的時候,各本書,都是不厭其煩的強調:少數載流子導電、反向電流很小、忽略、截止、單向導電性、...。
這就誤導了大量的學生,學生的印象中,就記住了:反偏不導電。
其實,當PN結反偏的時候,如果有大量的少數載流子,漂移所形成的反向電流,也是會很強的。
三極管的放大狀態,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,通常可認為發射極接地,基極的電壓,應設為0.7V。
此時,發射結就是正偏,電流Ib由基極流向發射極。
這個基極電流,主要是由發射區(N型,自由電子極多)向基區發出的電子構成的。
大量的電子到了基區(P型,但是空穴濃度不高),會怎么樣呢?
它們,只有很少的,與空穴復合,成了Ib;
其它的,就在基區中游蕩,成了大量的少數載流子!
放大狀態時,集電結反偏。
反偏時,應該由少數載流子導電,而此時,基區里面,恰好有大量的少數載流子。
那么,反偏的集電結,會出現很大的電流Ic,就一點也不奇怪了。
由于三極管制作工藝的特點,基區復合的電流Ib,和集電極反偏的電流Ic,存在一個比例關系,即:
Ic=/β1*Ib/β是β上面加一橫。
其中/β為直流電流放大倍數,/β=Ic/Ib
另外還有,交流電流放大倍數:β=△Ic/△Ib
兩者的數值相近,可以互相代用。
公式還有:
Ie=Ib+Ic=(1+β)Ib
Uce=Ec-Rc*Ic
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