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?