三.半导体三极管及放大电路基础
#.根据结构不同，BJT(半导体三极管)可分成两种类型：NPN型和PNP型
#.NPN型：虽然发射区和停电区都是N型半导体，但是发射区比集电区掺的杂质多；在几何尺寸上，集电区的面积比发射区的大。因此它们并不是对称的
#.BJT有两个PN结：发射区与基区交界处的PN结称为发射结，集电区与基区交界处的PN结称为集电结，两个PN结通过很薄的基区联系着
#.NPN型和PNP型BJT具有几乎等同的特性，只不过各电极端的电压极性和电流流向不同而已
#.BJT内部载流子的传输过程
为使发射区发射电子、集电区收集电子，必须具备的条件是：发射结加正向电压(正向偏置)，集电结加反向电压(反向偏置)，在这些处加电压的条件下，管内载流子的传输将发生下列过程：
1）发射区向基区注入电子
这时发射区的多数载流子电子不断通过发射结扩散到基区，形成发射极电流Ie，其方向与电子流动方向相反
2）电子在基区中的扩散与复合
由发射区来的电子注入基区后，就在基区靠近发射结的边界积累起来，在基区中形成了一定的浓度梯度，电子要向集电结的方向扩散，在扩散过各中又会与基区中的空穴复合，同时接在基区的电源Vee的下端则不断从基区拉走电子，好像不断供给基区空穴。电子复合的数目与电源从基区拉走的电子数目相等，使基区的浓度基本维持不变。这样就形成了基极电流Ib，所以电流就是电子在基区与空穴复合的电流；
也就是说，注入基区的电子有一部分未到达集电结，如复合越多，则到达集电结的电子越少，对放大是不利的。所以为了减小复合，常把基区做得很薄，并使基区掺入杂质的浓度很低，因而电子在扩散过程中实际上与空穴复合的数量很少，大部分都能到达集电结。
3）集电区收集扩散过来的电子
集电结所加的是反向电压。集电集电结势垒很高，使集电区的电子和基区的空穴很难通过集电结，但这个势垒对基区扩散到集电结边缘的电子却有很强的吸引力，可使电子很快地漂移过集电结为集电区所收集，形成集电极电流Ic
#.反向饱和电流Icbo：根据反向PN结的特性，当集电结加反向电压时，基区中少数载流子电子和集电区中少数载流子空穴在结电场作用下形成反向漂移电流；这部分电流决定于少数载小孩子浓度，称为反向饱和电流。这个电流对放大没有贡献，而且受温度影响很大，容易使管子工作不稳定，所以在制造过程中要尽量设法减小Icbo
#.BJT内有两种载流子参与导电，故称为双极型晶体管
#.基极电流是电子在基区与空穴复合的电流
#.放大作用：BJT最基本的一种应用，是把微弱的电信号加以放大
#.在发射极和基极之间的回路(输入回路)上加入一个等放大的输入信号，由于外加电压的变化，将使发射极电流相应地变化，而PN结的正向电压对电流的控制作用是很灵敏的，发射极电流的变化引起集电极电流的变化，集电极电流的变化通过接在集电极上的负载电阻产生一个变化的电压，而从负载电阻上取出来的变化电压随时间的变化规律和输入信号电压变化相同，但幅度却大了旅行倍。所增大的倍数称为电压增益
#.归纳：BJT的放大作用，主要依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。为了保证这一个传输过程，一方面要满足内部条件，即要求发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很小；另一方面要满足外部条件，即发射结要正向偏置、集电结要反向偏置
#.BJT组成的放大电路，其中一个电极作为信号输入端，一个电极作为输出端，另一个电极作为输入、输出回路的共同端。根据共同端的不同，BJT可有三种连接方式：共基极、共发射极和共集电极
#.共发射极电路以发射极作为共同端，以基极为输入端，集电极为输出端
#.共射极电路与共基极电路放大信号的物理本质是相同的，但共射极电路也有自身的特点：
1）从BJT的输入电流控制输出电流这一点看来，这两种电路的基本区别是：共射极电路以基极电流Ib作为输入控制电流，而共基极电路则是以发射极电流Ie作为输入控制电流。用Ib作为输入控制电流的好处是信号源消耗的功率很小
2）对于共射极电路，研究其放大过程主要是分析集电极电流(输出电流)与基极电流(输入电流)之间的关系
3）共射极电路不但能得到电压放大，而且还可得到电流放大，致使共射极电路是目前应用最广泛的一种组态 |
