关于三极管的三个问题

我学习了电子技术有好几年时间了,但有三个问题关于三极管的一点也想不通。我想请教一下网友。
1,二极管中强调PN结单向导电性,认为电子由P流向N,是截止,虽然可以测量出极小部分的漏电流,也就是说,在三极管中,我承认可以通过制造工艺把PN结做成很薄,但兄弟你们想过没有,就算电子容易反向穿过PN结,但PN结必竟是反向,肯定存在一定的阻力,从而导致电流会分出一部分流向回路VB,我的意思就是,好端端的VB回路不走,为什么要去走有阻碍的PN反向偏置呢。

问题二:Ib为什么能控制Ic,我顶多承认Ie=Ic+Ib,但Ib人家有自己的回路,为什么会存在Ic和Ib有一个比值关系呢?

问题三:什么叫饱和,饱和究竟是怎样一种状态,在我看来,饱和状态是由于,Ib太大,导致Ic和Ib的和太大,让PN结处于反向击穿状态,我可以这样理解么?

注明:这三个问题想了我太多的精力了,如果网友能帮我解答,我定给高分,或者说有两个以上网友能给我提示,我也想办法给分,我只能这样了。
图片就是这个,比较经典,而且Ib就是基极回路电流,Ic就是集电极回路电流,Ie=Ic+Ib,这个很好理解的。

首先要了解一下二极管的单向导电性和反向漏电流的概念。

    二极管的结构与原理都很简单,内部一个PN结具有单向导电性,如图1。很明显图示二极管处于反偏状态,PN结截止。我们要特别注意这里的截止状态,实际上PN结截止时,总是会有很小的漏电流存在,也就是说PN结总是存在着反向关不断的现象。反偏时,少数载流子在电源的作用下能够很容易地反向穿过PN结形成漏电流。漏电流只所以很小,是因为少数载流子的数量太少。很明显,此时漏电流的大小主要取决于少数载流子的数量。如果要想人为地增加漏电流,只要想办法增加反偏时少数载流子的数量即可。

    讲到这里,一定要重点地说明PN结正、反偏时,多数载流子和少数载流子所充当的角色及其性质。正偏时是多数载流子载流导电,反偏时是少数载流子载流导电。所以,正偏电流大,反偏电流小,PN结显示出单向电性。特别是要重点说明,反偏时少数载流子反向通过PN结是很容易的,甚至比正偏时多数载流子正向通过PN结还要容易。为什么呢?大家知道PN结内部存在有一个因多数载流子相互扩散而产生的内电场,而内电场的作用方向总是阻碍多数载流子的正向通过,所以,多数载流子正向通过PN结时就需要克服内电场的作用,需要约0.7伏的外加电压,这是PN结正向导通的门电压。而反偏时,内电场在电源作用下会被加强也就是PN结加厚,少数载流子反向通过PN结时,内电场作用方向和少数载流子通过PN结的方向一致,也就是说此时的内电场对于少数载流子的反向通过不仅不会有阻碍作用,甚至还会有帮助作用。这就导致了以上我们所说的结论:反偏时少数载流子反向通过PN结是很容易的,甚至比正偏时多数载流子正向通过PN结还要容易。

    下而来看三极管的原理。

    图2所示其实就是NPN型晶体三极管的雏形,其相应各部分的名称以及功能与三极管完全相同。为方便讨论,以下我们对图2中所示的各个部分的名称直接采用与三极管相应的名称(如“发射结”,“集电极”等)。再看示意图2,图中最下面的发射区N型半导体内电子作为多数载流子大量存在,而且,如图2中所示,要将发射区的电子注入或者说是发射到P区(基区)是很容易的,只要使发射结正偏(约为0.7伏)即可。在外加门电压作用下,发射区的电子就会很容易地被发射注入到基区,这样就实现对基区少数载流子“电子”在数量上的改变。发射结加上正偏电压导通后,在外加电压的作用下,发射区的多数载流子——电子就会很容易地被大量发射进入基区。这些载流子一旦进入基区,它们在基区(P区)的性质仍然属于少数载流子的性质。如前所述,少数载流子很容易反向穿过处于反偏状态的PN结,所以,这些载流子——电子就会很容易向上穿过处于反偏状态的集电结到达集电区形成集电极电流Ic。由此可见,集电极电流的形成并不是一定要靠集电极的高电位。集电极电流的大小更主要的要取决于发射区载流子对基区的发射与注入,取决于这种发射与注入的程度。这种载流子的发射注入程度及乎与集电极电位的高低没有什么关系。这正好能自然地说明,为什么三极管在放大状态下,集电极电流Ic与集电极电位Vc的大小无关的原因。放大状态下Ic并不受控于Vc,Vc的作用主要是维持集电结的反偏状态,以此来满足三极管放大态下所需要外部电路条件。

    对于Ic还可以做如下结论:Ic的本质是“少子”电流,是通过电子注入而实现的人为可控的集电结“漏”电流,因此它就可以很容易地反向通过集电结。

这样说对你认识三极管原理是否有帮助?

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2009-09-28
楼主,第一个问题呢,我理解得不是很清楚,所以我也不知道怎么回答。
问题二:首先,我说下自己通俗的理解方式。
发射结为不对称结,发射结的参杂浓度远大于基极(几十倍到上百倍)。基极的宽带很小,发射结的多子电子非常多,你就想象他们是一群饿狼,想扑向基极,但是给PN结间的阻挡层挡住了。当发射结正偏时,相当于门被打开了,这群饿狼电子就扑向基极,由于基极宽度很窄,大部分都能流到集电极。集电极的宽带很宽,从发射机流过来的电子几乎都能扩散到集电极区。形成正向受控作用。
针对为什么Ib能够控制Ic,我从你承认的观点出发,Ie=Ic+Ib。首先Ib是收VB控制的,VE=VB-0.6,Ie=VE/RE。即,Ie与VB有关,(把VE表达式代人第二式)。VB又与Ib有关的,所以与其说是Ib控制Ic,还不如说是VB控制Ic.不知道这样说楼主能否理解。
那个放大倍数是和RC/RE的大小有关的。放大倍数为vo/vi,vo=ic
.RC,ic约=ie,ie=vi/RE.所以他们与RC/RE有关。(RE没有加旁路电容)

问题三、你的理解是不正确的,三极管有四种状态,放大,截止,饱和,击穿。饱和的工作条件是发射结VBE和集电结VBC都处于正偏。处于饱和状态时,不具有正向受控特性。VBC增大时,Ic和Ie迅速减小。他们处于饱和时的偏置电压叫饱和导通电压,电流叫反向饱和电流。由于他们的PN结两边的参杂浓度不一样,所以导通电压也不一样。所以导通电压的差值VCE就可以衡量是否工作在饱和区。例如:共发时,VCE=0.3v就饱和了。饱和也是一个过度的。有深度饱和和浅饱和。

以上是鄙人拙见,希望对楼主有所帮助。
第2个回答  2009-09-22
回答1
错了,p流向n是正向,n流向p是反向,是不是你把名字弄错了,还是你记错了。
回答2
ib为什么能控制ic,这是有关三极管内部构造pn结了,这是因为当有电流从b流向e的时候,三极管内的pn结构造发生了改变,最后导致c和e之间的电阻变小(本来应是无限大的),能够导电,电流可以过了,而却c和e之间的电阻是跟ib的电流是成正比的!至于比值关系,是ib人家有自己的回路没错,不过你有没有想到,ic的回路和ib的回路是一样的,不管ic ib,最后他们的终点站也是三极管的发射极,流向电源的负!!这样为什么会存在比值关系就不用说了吧!!

回答3
错了,并不是ib太大!!pn结也没有被击穿!!事实上三极管的导通ib并不用太大的电流,如果假设真的要这么打的电流,那三极管的电流放大作用就无从谈起了(驱动功率太大了)!其实你只要在三极管的基极上加一个大概0.7v的电压,三极管就可以达到导通状态了,而却三极管的工作原理,并不会让三极管反向击穿!这就关于三极管的内部构造了,这是如果有一个ib的电流从b流向e时,三极管的内部pn结构造是发生了改变的,最后才令三极管的c e间能够导电 工作!
希望你能满意,得到你的采纳。
第3个回答  2009-09-27
先要知道双极型三极管的结构特点 :
发射极参杂非常高,基极参杂低,集电极参杂更低
同时基区要很窄

1. 最基本的概念错误: 首先 在 PN结动态平衡时候的内电场 是N->P
因为有浓度差,所以 P中的多子空穴向N扩散,N中的多子电子向P扩散,
在pn结中间复合,空穴留下带负电杂质,电子留下带正电杂质,
杂质形成电场由N->P
所以扩散形成的内电场是阻碍 多子 继续扩散的。因此才能有PN结的动态平衡。

然后,bc间的PN结(以NPN管为例),也不是动态平衡的PN结,
由于be正偏,在B区聚集了从E区过来的电子,这些电子中会有一小部分与B区(P型)中的空穴复合形成Ib的一部分。没有复合的大部分电子会在bc结的反偏电场作用下被收集到C区 形成Ic。

2.既然Ic是由大部分从E到达的B区(P型)中的、没有在B与空穴复合掉的电子(注意在B区的所有电子是非平衡少子) 被Vcb拉到C区形成的。
那么在B区复合掉的电子所占比例越小,C区收集的电子越多
而和空穴复合的电子是Ib的一部分 ,所以无需严格数学分析,也可以看出Ic和Ib也必然有关系。

3.饱和:仍然以npn管来说明,饱和时 Vbe正偏,Vcb也正偏
物理上的结果是 :
C区(N型)的电子(低参杂,很少)在正偏电压作用下聚集到B(P型);
同时因为C正偏,E区(N型)的电子在正偏电压Vbe的作用下聚集到B区(P型)后,不能向放大状态时候那样流到C区,所以 此时在B区复合的电子数目变化(Ib)对于C区的Ic基本无影响。即Ib不影响Ic了,就 “饱和”了。

放大状态时的Ib增加会影响Vcb, 如你给的图中 可看到 Ib的增加,即 IbRb增大
会影响CB结的分压,导致分压Vcb变化,当Vcb=0 时就进入临界饱和。

这些内容在模拟电路相关教材都有详细解释。
第4个回答  2009-09-22
什么叫饱和? -- - --打个比方你在一杯水里慢慢的加糖,加到糖不能溶解水底能看到糖晶体时,这时就饱和了。
相似回答