市场上有不同类型的晶体管,但是为了理解,我们将考虑一个共同的发射器模式NPN晶体管。为此,让我们回顾一下npn双极结型晶体管的基本结构特征。它的发射区是重掺杂和更宽的,因此这里的自由电子(大多数载流子)的数量很大。
集电极区域也更宽,但掺杂程度适中,因此自由电子数不如发射极区域多。基极区扩散在较宽的发射极和集电极区之间,但是基极区相对于外发射极和集电极区非常薄,而且它的掺杂非常轻,所以这里的空穴(大部分载流子)非常小。
现在,我们在发射器和收集器之间连接一个电池。晶体管的发射极端子连接到电池的负极端子。因此,发射极基结变为正向偏置,基本集电极结变为反向偏置。
在这种情况下,没有电流将流过设备。在进入设备的实际操作之前,请记住NPN晶体管的结构和掺杂细节。在这里,发射极区域更宽,非常重掺杂。因此,晶体管的该区域中多数载体(游离电子)的浓度非常高。
另一方面,基部区域非常薄,其在少量微米的范围内,而发射器和集电极区域位于毫米的范围内。中间p型层的掺杂非常低,因此,该区域存在非常小的孔。收集器区域较宽,因为我们已经告诉并掺杂这里是该区域中存在的中等和适度的自由电子。
在两个地方滴加发射器和收集器之间的整个电压。在硅制成晶体管的情况下,在发射极基结的前向阻挡电位处于向前屏障电位,这是约0.7伏。施加电压的静止部分被滴落在基座集电界线上的反向屏障。
无论如何是所述器件上的电压,所述发射极基结两端的前屏障电位总是保持0.7伏,并且源电压的其余电压作为反向阻挡电位越过基础集电极结构。
这意味着没有集电极电压可以克服前向阻挡电位。因此,理想情况下,发射极区域中的任何自由电子都不能越过前向阻挡电位,并且可以到达基部区域。由于晶体管的结果将表现为截止开关。
NB: -在这种情况下,晶体管不传导任何电流,理想情况下,在外部电阻处没有压降,因此整个源电压(V)将在结处下降,如图所示。
现在让我们看看如果我们在器件的基极加一个正电压会发生什么。在这种情况下,基极发射极结被单独正向电压,当然,它可以克服势垒,因此大多数航空公司,也就是说,自由电子在发射器将十字架基地区域的结,他们很少数量的重组一个洞。
但是由于跨越结的电场,从发射极区域迁移的自由电子获得动能。基部区域如此薄的是,来自发射器的自由电子没有足够的时间来重新组合,因此通过反向偏置的耗尽区域并最终来到集电区。由于基座集电极交界处存在具有逆向屏障,因此由于基区域中的游离电子是少数载体,它不会阻碍来自基座到收集器的自由电子的流动。
以这种方式,电子从发射器流到集电极,因此收集器到发射极电流开始流动。由于存在很少存在的孔,其中一些来自发射极区域的电子将与这些孔重新结合并贡献基极电流。该基极电流远小于收集器到发射极电流。
当从发射极迁移的部分电子产生基极电流时,其余的大部分电子通过集电极产生电流。通过发射极的电流叫发射极电流,通过集电极的电流叫集电极电流,流过基极的电流叫基极电流。因此在这里发射极电流是基极电流和集电极电流的总和。
现在让我们增加施加的基极电压。在这种情况下,由于发射极-基极结正电压的增加,更多的自由电子将从发射极区到基极区,具有更多的动能。这导致集电极电流成比例地增加。这样,通过控制一个小的基极信号,我们就可以控制一个相当大的集电极信号。这就是晶体管的基本工作原理。



