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BJT的電流分配與放大作用

發(fā)布時(shí)間:2023-10-28
三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下,通過(guò)載流子傳輸體現(xiàn)出來(lái)的。
外部條件:發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。(bjt的工作條件)
1. 內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程
ü 發(fā)射區(qū):發(fā)射載流子
ü 基區(qū):傳送和控制載流子
ü 集電區(qū):收集載流子
(以npn為例)
發(fā)射結(jié)正偏,發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散,形成發(fā)射極電流ie。基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。進(jìn)入p區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合,形成電流ib’ ,多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。集電區(qū)收集擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣處的電子形成集電極電流inc(ic的主要部分)。因集電結(jié)反偏,有少子形成反向電流icbo 。
由以上看出,三極管內(nèi)有兩種載流子(自由電子和空穴)參與導(dǎo)電,故稱(chēng)為雙極型三極管,或bjt (bipolar junction transistor)。
2. 電流分配關(guān)系
(1)三個(gè)電極電流總關(guān)系
ie = ib+ ic
ic = inc+ icbo
ib = ib’ - icbo
(2)共基極電流傳輸系數(shù)a
由載流子的傳輸過(guò)程可知,由于電子在基區(qū)的復(fù)合,發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的電子并非全部到達(dá)集電區(qū),管子制成后,復(fù)合所占的比例也就定了。也就是由發(fā)射區(qū)注入的電子傳輸?shù)郊妳^(qū)所占的百分比是一定的,這個(gè)百分比用α表示。
因 ic= inc+ icbo,且 ic >> icbo
a 稱(chēng)為共基極電流放大系數(shù),它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān),與外加電壓無(wú)關(guān)。一般 a = 0.9~0.99。
(3)共發(fā)射極電流放大系數(shù)b
,∴ ic=b ib
發(fā)射區(qū)每向基區(qū)供給一個(gè)復(fù)合用的載流子,就要向集電區(qū)供給b 個(gè)載流子,亦即ic是ib的b 倍。
b 是另一個(gè)電流放大系數(shù),同樣,它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān),與外加電壓無(wú)關(guān)。一般 b >> 1,通常 為20~200。
b 和 a 的關(guān)系:
, ic=b ib
由和, ic =αie
所以
可得
兩種類(lèi)型三極管各電極電流方向
npn型三極管 pnp型三極管
3. 三極管的三種組態(tài)
bjt的三種組態(tài)
共發(fā)射極接法,發(fā)射極作為公共電極,用ce表示;
共基極接法,基極作為公共電極,用cb表示;
共集電極接法,集電極作為公共電極,用cc表示。
4. 放大作用
共基極放大電路
若dvi = 20mv,使die = -1 ma,當(dāng)a = 0.98 時(shí),
則dic = a die = -0.98 ma,dvo = -dic• rl = 0.98 v,
電壓放大倍數(shù)。
共射極放大電路
若 dvi = 20mv ,
使 dib = 20 ua。
設(shè) a = 0.98,

dvo = -dic• rl = -0.98 v
電壓放大倍數(shù)。
綜上所述,三極管的放大作用,主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過(guò)基區(qū)傳輸,然后到達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。
三極管能起放大作用的條件是:
(1)內(nèi)部條件:發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度,且基區(qū)很薄。
(2)外部條件:發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置。
對(duì)于共射極電路,是以基極電流 ib作為輸入控制電流,研究其放大過(guò)程主要是分析集電極電流 ic(輸出電流)與基極電 流 ib(輸入電流)之間的關(guān)系。若能設(shè)法改變 ib ,就能控制ic,這就是三極管“以弱控制強(qiáng)”的電流放大作用。三極管屬電流控制器件。
共射極電路不但能得到電壓放大,而且還可得到電流放大,所以共射極電路是目前應(yīng)用最廣泛的一種組態(tài)。
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