半导体三极管
称来源和它们在三极管操作时的功能有关。
图中也显示出 npn
与pnp三极管的电路符号,发射极特别被标出,箭号所指的极为
n型半导体,和二极体的符号一致。
在没接外加偏压时,两个
pn接面都会形成耗尽区,将中性的p型区和n型区隔开。
pnp和npn三极管的结构及其示意图
三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关,工作区间也依
偏压方式来分类,这里我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active),在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压,而BC极间的pn接面则在反向偏压,通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。
图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。
EB接面的空乏区由于正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,
射极的空穴会注入到基极,基极的电子也会注入到射极;而BC
接面的耗尽区则会变
宽,载体看到的位障变大,故本身是不导通的。
图2(b)画的是没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情形下,空穴和电子的电位能的分布图。
三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢?其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。
以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例,射极的空穴注入
基极的n型中性区,马上被多数载体电子包围遮蔽,然后朝集电极方向扩散,同时也被电子复合。
当没有被复合的空穴到达BC
接面的耗尽区时,会被此区内的电场加速扫入集电极,空穴在集电极中为多数载体,很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点,形成集电极电流IC。
IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。
基极外部仅需提供与注入空穴复合部分的电子流IBrec,与
由基极注入射极的电子流InBE(这部分是三极管作用不需要的
部分)。
InB E在射极与与电洞复合,即InB E=IErec。
pnp三
极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地在图3(a)中看出。