三极管及其应用电路---笔记整理教材 .pdfVIP

三极管及其应用电路

一、简述

半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的

功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，

而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。其他的

两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。由于不同的组合方式，

形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。

二、三极管的识别

三极管的电路符号有两种：有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，

而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。基区：较薄，掺杂浓度低；

发射区：掺杂浓度较高，多子载流子多；集电区：面积较大。

图2NPN和PNP三极管的等效模型

三、三极管工作原理分析（详情参见华为模电资料）

讲三极管的原理我们从二极管的原理入手讲起。我们知道二极管是由一个PN结构成的，

而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。

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，如示意图B。

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，PN结的单向导电性并不是百分之百。因为P区除了因“掺

杂”而产生的多数载流子“空穴”之外，还总是会有极少数的本

征载流子“电子”出现。N区也是一样，除了多数载流子电子之

外，也会有极少数的载流子空穴存在。

由于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。结论：反偏时少数载流子反向通过PN结是比正偏时

多数载流子正向通过PN结还要容易。这就能解释为什么三极管在饱和状态下，集电极电位

很低甚至会接近或稍低于基极电位，集电结处于零偏置，但仍然会有较大的集电结的反向电

流Ic产生。

2）集电极电流Ic的形成：如图C，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。所以说：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。这就可以证明：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。

3）Ic与Ib的关系：

通过上面的讨论，现在已经明白，三极管在电流放大状态下，内部的主要电流就是由

载流子电子由发射区经基区再到集电区贯穿三极管