原创 三极管的结构和分类

三极管的结构和分类

图所示为三极管的几种常见外形，其共同特征就是具有三个电极，这就是“三极管”简称的来历。

通俗来讲，三极管内部为由P型半导体和N型半导体组成的三层结构，根据分层次序分为NPN型和PNP型两大类。

                                    三极管的结构和符号图

    其中，图a、b所示为NPN型三极管的内部结构，图c为NPN（一般为硅管）和PNP （一般为锗管）三极管的符号。

上述三层结构即为三极管的三个区, 中间比较薄的一层为基区，另外两层同为N型或P型，其中尺寸相对较小、多数载流子浓度相对较高的一层为发射区，另一层则为集电区。三极管的这种内部结构特点，是三极管能够起放大作用的内部条件。

三个区各自引出三个电极，分别为基极（b） 、发射极（e）和集电极（c）。

如图b所示，三层结构可以形成两个PN结，分别称为发射结和集电结。三极管符号中的箭头方向就是表示发射结的方向。

三极管内部结构中有两个具有单向导电性的PN结，因此当然可以用作开关元件，但同时三极管还是一个放大元件，正是它的出现促使了电子技术的飞跃发展。

 三极管的电流放大作用

图所示为验证三极管电流放大作用的实验电路，这种电路接法称为共射电路。其中，直流电压源Vcc应大于Vbb，从而使电路满足放大的外部条件：发射结正向偏置，集电极反向偏置。改变可调电阻Rb，基极电流IB，集电极电流Ic 和发射极电流IE都会发生变化，由测量结果可以得出以下结论：

（1） IE ＝ IB ＋ IC ( 符合克希荷夫电流定理）

（2） IC ≈ IB ×β （ β称为电流放大系数，可表征三极管的电流放大能力）

（3）△ IC ≈ △ IB ×β

由上可见，三极管是一种具有电流放大作用的模拟器件。

三极管的放大原理

以下用NPN三极管为例说明其内部载流子运动规律和电流放大

                                    三极管内部载流子运动与外部电流    动画演示

1、发射区向基区扩散电子：由于发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子（自由电子）不断扩散到基区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流IE。

2、电子在基区扩散和复合：由于基区很薄，其多数载流子（空穴）浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很少部分可以和基区空穴复合，形成比较小的基极电流IB，而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。

3、集电区收集从发射区扩散过来的电子：由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流IC。