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三極管的電流放大作用

2009年09月23日 08:23 本站整理 作者:佚名 用戶評論(0
關(guān)鍵字:三極管(122159)

三極管的電流放大作用

1、三極管內(nèi)部PN結(jié)的結(jié)構(gòu)

模擬信號進行處理最基本的形式是放大。在生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗中,從傳感器獲得的模擬信號通常都很微弱,只有經(jīng)過放大后才能進一步處理,或者使之具有足夠的能量來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu),完成特定的工作。放大電路的核心器件是三極管,三極管的電流放大作用與三極管內(nèi)部PN的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。

從圖5-1和5-2可見,三極管猶如兩個反向串聯(lián)的PN結(jié),如果孤立地看待這兩個反向串聯(lián)的PN結(jié),或?qū)蓚€普通二極管串聯(lián)起來組成三極管,是不可能具有電流的放大作用。具有電流放大作用的三極管,PN結(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特殊性是:

(1)為了便于發(fā)射結(jié)發(fā)射電子,發(fā)射區(qū)半導(dǎo)體的摻雜溶度遠高于基區(qū)半導(dǎo)體的摻雜溶度,且發(fā)射結(jié)的面積較小。

(2)發(fā)射區(qū)和集電區(qū)雖為同一性質(zhì)的摻雜半導(dǎo)體,但發(fā)射區(qū)的摻雜溶度要高于集電區(qū)的摻雜溶度,且集電結(jié)的面積要比發(fā)射結(jié)的面積大,便于收集電子。

(3)聯(lián)系發(fā)射結(jié)和集電結(jié)兩個PN結(jié)的基區(qū)非常薄,且摻雜溶度也很低。

上述的結(jié)構(gòu)特點是三極管具有電流放大作用的內(nèi)因。要使三極管具有電流的放大作用,除了三極管的內(nèi)因外,還要有外部條件。三極管的發(fā)射極為正向偏置,集電結(jié)為反向偏置是三極管具有電流放大作用的外部條件。

放大器是一個有輸入和輸出端口的四端網(wǎng)絡(luò),要將三極管的三個引腳接成四端網(wǎng)絡(luò)的電路,必須將三極管的一個腳當(dāng)公共腳。取發(fā)射極當(dāng)公共腳的放大器稱為共發(fā)射極放大器,基本共發(fā)射極放大器的電路如圖5-4所示。

圖5-4中的基極和發(fā)射極為輸入端,集電極和發(fā)射極為輸出端,發(fā)射極是該電路輸入和輸出的公共端,所以,該電路稱為共發(fā)射極電路。

圖5-4中的ui是要放大的輸入信號,uo是放大以后的輸出信號,VBB是基極電源,該電源的作用是使三極管的發(fā)射結(jié)處在正向偏置的狀態(tài),VCC是集電極電源,該電源的作用是使三極管的集電結(jié)處在反向偏置的狀態(tài),RC是集電極電阻

2、共發(fā)射極電路三極管內(nèi)部載流子的運動情況

共發(fā)射極電路三極管內(nèi)部載流子運動情況的示意圖如圖5-5所示。圖5-5中載流子的運動規(guī)律可分為以下的幾個過程。

E的載流子主要是電子,電流的方向與電子流的方向相反。發(fā)射區(qū)所發(fā)射的電子由電源EC的負極來補充。
B不斷的向基區(qū)提供空穴,形成基極電流IB。由于基區(qū)摻雜的溶度很低,且很薄,在基區(qū)與空穴復(fù)合的電子很少,所以,基極電流IB也很小。擴散到基區(qū)的電子除了被基區(qū)復(fù)合掉的一小部分外,大量的電子將在慣性的作用下繼續(xù)向集電結(jié)擴散。
c吸收,形成集電極電流IC
E、IB、IC之間的關(guān)系為:
IE=IB+IC ???????? (5-1)
C大大于IB,令
???????? (5-2)
稱為三極管的直流電流放大倍數(shù)。它是描述三極管基極電流對集電極電流控制能力大小的物理量, 大的管子,基極電流對集電極電流控制的能力就大。 是由晶體管的結(jié)構(gòu)來決定的,一個管子做成以后,該管子的 就確定了。

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