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三极管的主要作用_三极管的放大作用

时间:2010-07-03 来源: 编辑: 点击:次 字体设置:
1、三极管的主要作用_三极管的放大作用的条件

对模拟信号进行处理最基本的形式是放大。在生产实践和科学实验中,从传感器获得的模拟信号通常都很微弱,只有经过放大后才能进一步处理,或者使之具有足够的能量来驱动执行机构,完成特定的工作。放大电路的核心器件是三极管,三极管的主要作用_三极管的放大作用与三极管内部PN的特殊结构有关。


图5-1
和5-2可见,三极管犹如两个反向串联的PN结,如果孤立地看待这两个反向串联的PN结,或将两个普通二极管串联起来组成三极管,是不可能具有三极管电流的放大作用。具有三极管的主要作用_三极管的电流放大作用的三极管,PN结内部结构的特殊性是:

具有三极管的电流放大作用的三极管PN结内部结构的特殊性1:为了便于发射结发射电子,发射区半导体的掺杂溶度远高于基区半导体的掺杂溶度,且发射结的面积较小。

具有三极管的电流放大作用的三极管PN结内部结构的特殊性2:发射区和集电区虽为同一性质的掺杂半导体,但发射区的掺杂溶度要高于集电区的掺杂溶度,且集电结的面积要比发射结的面积大,便于收集电子。

具有三极管的电流放大作用的三极管PN结内部结构的特殊性3:联系发射结和集电结两个PN结的基区非常薄,且掺杂溶度也很低。

上述的结构特点是三极管具有电流放大作用的内因。要使三极管具有电流的放大作用,除了三极管的内因外,三极管的主要作用_三极管的放大作用还要有外部条件。三极管的发射极为正向偏置,集电结为反向偏置是三极管具有电流放大作用的外部条件。

放大器是一个有输入和输出端口的四端网络,要将三极管的三个引脚接成四端网络的电路,必须将三极管的一个脚当公共脚。取发射极当公共脚的放大器称为共发射极放大器,基本共发射极放大器的电路
如图5-4所示。

图5-4中的基极和发射极为输入端,集电极和发射极为输出端,发射极是该电路输入和输出的公共端,所以,该电路称为共发射极电路。

图5-4中的ui是要放大的输入信号,uo是放大的输出信号,VBB是基极电源,该电源的作用是使三极管的发射结处在正向偏置的状况,VCC是集电极电源,该电源的作用是使三极管的集电结处在反向偏置的状况,RC是集电极电阻。

2、共发射极电路三极管内部载流子的运动情况(三极管的主要作用_三极管的放大作用的过程)
共发射极电路三极管内部载流子运动情况的示意图如图5-5所示。图5-5中载流子的运动规律可分为以下的几个过程。

(1)发射区向基区发射电子的过程

发射结处在正向偏置,使发射区的多数载流子(自由电子)不断的通过发射结扩散到基区,即向基区发射电子。与此同时,基区的空穴也会扩散到发射区,由于两者掺杂溶度上的悬殊,形成发射极电流IE的载流子主要是电子,电流的方向与电子流的方向相反。发射区所发射的电子由电源EC的负极来补充。

(2)电子在基区中的扩散与复合的过程

扩散到基区的电子,将有一小部分与基区的空穴复合,同时基极电源EB不断的向基区提供空穴,形成基极电流IB。由于基区掺杂的溶度很低,且很薄,在基区与空穴复合的电子很少,所以,基极电流IB也很小。扩散到基区的电子除了被基区复合掉的一小部分外,大量的电子将在惯性的作用下继续向集电结扩散。

(3)集电结收集电子的过程

反向偏置的集电结在阻碍集电区向基区扩散电子的同时,空间电荷区将向基区延伸,因集电结的面积很大,延伸进基区的空间电荷区使基区的厚度进一步变薄,使发射极扩散来的电子更容易在惯性的作用下进入空间电荷区。集电结的空间电荷区,可将发射区扩散进空间电荷区的电子迅速推向集电极,相当于被集电极收集。集电极收集到的电子由集电极电源Ec吸收,形成集电极电流IC。

3、三极管的电流分配关系和电流放大系数(三极管的主要作用_三极管的放大作用的放大系数)

根据上面的分析和节点电流定律可得,三极管三个电极的电流IE、IB、IC之间的关系为:

IE=IB+IC

三极管的特殊结构使IC大大于IB,令

=IC/IB
称为三极管的直流电流放大倍数。它是描述三极管基极电流对集电极电流控制能力大小的物理量,大的管子,基极电流对集电极电流控制的能力就大。 是由晶体管的结构来决定的,一个管子做成,该管子的就确定了。



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