晶体三极管的放大原理

下面以NPN型晶体管为例来分析晶体管的电流放大原理。

为了使晶体管具有电流放大作用，在电路的联结(即外部条件)上必须使发射结加正向电压(正向偏置)，集电结加反向电压(反向偏置)。
    将一个NPN型晶体管接成如图6-2所示的电路。将R_B和E_B接在基极与发射极之间，构成了晶体管的输入回路，E_B的正极接基极，负极接发射极，使发射结正向偏置。将R_C和E_C接在集电极与发射极之间构成输出回路，E_C的正极接R_C后再接集电极，负极接发射极，且E_C>E_B，所以集电结反向偏置。输入回路与输出回路的公共端是发射极，所以此种联结方式称共射接法。
    下面分析晶体管内部载流子运动与分配情况(即晶体管的电流放大作用)。
    (1) 发射区向基区发射电子。
    由于发射结处于正向偏置，多数载流子的扩散运动加强，发射区的多数载流子(电子)向基区扩散(称为发射)，同样，基区的多数载流子(空穴)也向发射区扩散，但由于发射区的电子浓度远远高于基区的空穴浓度，两者相比较可忽略基区空穴向发射区的扩散(图6-2中未画出)。由于两个电源E_B和E_C的负极接在发射极，所以发射区向基区发射的电子都可从电源得到补充，这样就形成了发射极电流I_E。
    (2) 电子在基区的扩散与复合。
    从发射区发射到基区的电子到达基区后，由于靠近发射结附近的电子浓度高于靠近集电结附近的电子浓度，所以这些电子会向集电结附近继续扩散。在扩散过程中，有小部分电子会与基区的空穴复合，由于电源E_B的正极与基极相接，这些复合掉的空穴均可由E_B补充，因而形成了基极电流I_B。因基区做得很薄，电子在扩散过程中通过基区的时间很短，加上基区的空穴浓度很低，所以从发射区发射到基区的电子在基区继续向集电结附近扩散的过程中，与基区空穴复合的机会很少，因而基极电流I_B很小，大部分电子都能通过基区而达到集电结附近。
    (3) 集电区收集电子从而形成集电极电流I_C 。
    由于集电结处于反向偏置，有利于少数载流子的漂移运动。从发射区发射到基区的电子，一旦到达基区后，就成了基区少数载流子，因而这些扩散到集电结附近的电子很容易被集电区收集而形成集电极电流I_C。
    从以上分析可知，从发射区发射到基区的电子中，只有很小部分与基区的电子复合而形成基极电流I_B，绝大部分能通过基区并被集电区收集而形成集电极电流I_C，如图6-2所示。因此，集电极电流IC就会比基极电流I_B大得多，这就是晶体管的电流放大作用。如前所述，晶体管的基区之所以做得很薄，并且掺杂浓度远低于发射区，就是为了使集电极电流比基极电流大得多，从而实现晶体管的电流放大作用。

    由以上数据可知：
    ① 当I_B=0时，I_C=I_E并且很小，约等于零；
    ② 每组数据均满足I_E=I_C+I_B；
    ③ 每组数据的IC均远大于I_B，I_C与I_B的比值称为晶体管共射接法时的静态(直流)电流放大系数，用表示，即

    ④ 基极电流IB的微小变化I_B，会引起集电极电流IC的很大变化I_C，I_C与I_B的比值称为晶体管共射接法时的动态(交流)电流放大系数，用表示。即