電晶體基礎知識及工作原理

它的共同特點是具有三個電極，這就是縮寫“”的由來晶體管」。一般來說，汽車的內部 晶體管 是由P型半導體和N型半導體組成的三層結構，依層次順序分為NPN型和PNP型。
上述三層結構就是三個區域 晶體管。中間較薄的一層是基極區，另外兩層都是N型或P型。其中，尺寸相對較小、多數載子濃度相對較高的層為射極區，另一層為集電極區。這種內部結構特點 晶體管 是內部條件 晶體管 能夠放大。
三個區域中的每一個都通往三個電極，即基極 (b)、發射極 (e) 和集電極 (c)。
如圖b所示，三層結構可以形成兩個PN接面，分別稱為發射接面和集極接面。圖中箭頭的方向 晶體管 符號表示發射結的方向。
內部結構中有兩個單嚮導電的PN結 晶體管，所以當然它可以用作開關元件，但同時， 晶體管 也是一種放大元件。正是它的出現，推動了電子技術的快速發展。

2. 電流放大效應 晶體管
直流電壓源Vcc應大於Vbb，使電路滿足放大的外部條件：發射結正向偏壓，集極反向偏壓。改變可調電阻Rb，基極電流IB、集極電流Ic和射極電流IE都會發生變化，從測量結果可以得出以下結論：
(1) IE = IB + IC（根據基爾霍夫電流定理）
(2) IC ≈ IB ×？ (?稱為電流放大係數，可以表徵電流放大能力 晶體管)
(3) △IC ≈ △IB ×？
從上面可以看出， 晶體管 是一種具有電流放大功能的類比裝置。

3. 放大原理 晶體管
以下採用NPN 晶體管 為例說明其內部載子運動規律與電流放大原理，
1.電子從射極區向基極區的擴散：由於射極接面處於正向偏壓，射極區的大部分載子（自由電子）不斷向基極區擴散，不斷從電源補充電子電源，形成射極電流IE。
2.電子在基極區的擴散與複合：由於基極區很薄，多數載子（電洞）濃度很低，所以只有一小部分從射極擴散的電子可以與基極區電洞複合。
3.集電極區收集從射極區擴散的電子：由於集極接面的反向偏壓，從射極區擴散到基極區並到達集電極區邊緣的電子可以被拉入集電極區，從而形成較大的集電極電流IC。

4. 輸入輸出特性 晶體管
輸入特性 晶體管 是指集電極-射極電壓UCE一定時，基極電流IB與基極-射極電壓UBE之間的關係曲線。
對於矽管來說，當UCE超過1V時，集極接面已達到足夠的反向偏壓，將大部分從射極區擴散到基極區的電子拉入集極區。若此時加大UCE，只要UBE不變（從發射區向基極區發射的電子數量不變），IB就基本保持不變。也就是說，當UCE超過1V時，輸入特性曲線基本上重疊。
從圖中可以看出，與二極體的伏安特性一樣， 晶體管 也有死區。只有當UBE大於死區電壓時，基極電流IB 晶體管 會出現。通常矽管的死區電壓為0.5V左右，鍺管的死區電壓為0.1V左右。正常工作條件下，NPN矽管的發射接面電壓UBE為0.6～0.7V，PNP鍺管的發射接面電壓UBE為-0.2～-0.3V。
的輸出特性 晶體管 是指基極電流IB一定時，集極電流IC與集電極-射極電壓UCE之間的關係曲線。在不同的IB下，可以獲得不同的曲線，因此輸出特性 晶體管 是一組曲線。通常輸出特性曲線分為三個工作區域：
1.放大區：輸出特性曲線近水平部分為放大區。在放大區域中，IC=IB×?，由於不同IB下電流放大係數近似相等，因此放大區域也稱為線性區域。為了 晶體管 要工作在放大區，發射接面必須處於正向偏壓，集極接面應處於反向偏壓。對於矽管，應使UBE>0且UBC<0。
2.截止面積：IB=0的曲線以下的面積稱為截止面積。事實上，對於NPN矽管，當UBE<0.5V時，就開始截止，但為了使 晶體管 可靠切斷，常採用UBE≤0V。此時，發射接面和集極接面均處於反向偏壓狀態。
3.飽和區：輸出特性曲線陡峭的部分為飽和區。此時IB的變化對IC影響不大，而?放大區的範圍不再適用於飽和區。在飽和區，UCE