《极管工作原理》word版

《极管工作原理》word版

ID:22711506

大小:241.00 KB

页数:12页

时间:2018-10-31

《极管工作原理》word版_第1页
《极管工作原理》word版_第2页
《极管工作原理》word版_第3页
《极管工作原理》word版_第4页
《极管工作原理》word版_第5页
资源描述:

《《极管工作原理》word版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库

1、图文:PN结的形成  锗、硅、硒、砷化镓及许多金属氧化物和金属硫化物等物体,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,叫做半导体。半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件(热敏电阻);利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件,像光电池、光电管和光敏电阻等。  半导体还有一个最重要的性质,如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件,如半导体二极管、三极管等。  把一块半导体的一边制成P型区,另一边制成N型区,则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层,一般称此薄层为PN结。图中上

2、部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用(用黑色箭头表示)。中间部分为PN结的形成过程,示意载流子的扩散作用大于漂移作用(用蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场的方向)。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。结构与操作原理三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面,如图1所示,可有pnp和npn两种组合。三个接出来的端点依序称为射极(emitter,E)、基极(base,B)和集极(collector,C),名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,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

3、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。               图1pnp(a)与npn(b)三极管的结构示意图与电路符号。               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”(forwardactive),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接面的空乏区由于在正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,射极的电洞会注入到基极,基极的电子也会注入到射极

4、;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,电洞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,射极的电洞注入基极的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。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时,会被此区内的电场加速扫入集电极,电洞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

5、大。基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec,与由基极注入射极的电子流InB?E(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。图2(a)一pnp三极管偏压在正向活性区;(b)没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情形下,电洞和电子的电位能的分布图比较。 图3(a)pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类;(b)电洞电位能分布及注入的情形;(c)电子的电位能分布及注入的情形。             一般三极管设计时,射极的掺杂浓度较基极的高许多,如此由射极注入基极

6、的射极主要载体电洞(也就是基极的少数载体)IpE?B电流会比由基极注入射极的载体电子电流InB?E大很多,三极管的效益比较高。图3(b)和(c)个别画出电洞和电子的电位能分布及载体注入的情形。同时如果基极中性区的宽度WB愈窄,电洞通过基极的时间愈短,被多数载体电子复合的机率愈低,到达集电极的有效电洞流IpE?C愈大,基极必须提供的复合电子流也降低,三极管的效益也就愈高。集电极的掺杂通常最低,如此可增大CB极的崩溃电压,并减小BC间反向偏压的pn接面的反向饱和电流,这里我们忽略这个反向饱和电流。由图4(a),我们可以把各种电流的关系写下来:射极电流IE=IpE?B+IErec=IpE?B

7、+InB?E=IpE?C+IBrec+InB?E(1a)基极电流IB=InB?E+IBrec=IErec+IBrec(1b)集电极电流IC=IpE?C=IE-IErec-IBrec=IE-IB(1c)式1c也可以写成IE=IC+IB             射极注入基极的电洞流大小是由EB接面间的正向偏压大小来控制,和二极体的情形类似,在启动电压附近,微小的偏压变化,即可造成很大的注入电流变化。更精确的说,三极管是利用VEB(或VBE)的变化来

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。