原创三极管饱和（二）

 2007-10-17 23:21  4940 15 15 分类: 模拟

　　本图片来自于＜模拟集成电路的分析与设计＞，用来表现三极管饱和时的carriers的分布。但此图没有按实际比例画
　　可以发现，在基区右侧的电子浓度高于0。而管子在放大时，电子到达该边界，立刻被反偏的电场拉到集电极了，所以，这个边缘的电子浓度在管子放大时为0。可见，管子进入饱和后，不仅这个边界的电子浓度提高，总的浓度也提高了（发射结电压不变，左侧浓度不变，基区左侧的电子浓度不变，表示电子浓度的曲线所覆盖的面积增加）。所以，作为开关管时，在由饱和到关断，有一个延时，来让基区的电子复合。一般电路中，如在开关电源中的开关管，要有一个加速电路来消耗这些电荷，进而来提高开关速度。
　　在饱和时，由于集电结是正偏的，那么电子就要克服电场的作用，从基区扩散到集电区。但从图中看，基区的电子浓度小于集电区的电子浓度的？此是疑问一
　　既然电场是正偏，那么就要有空穴漂移到集电区，那么这些空穴哪去了呢？肯定没有出去，不然不是就有从集电结到电源的电流了吗？这是疑问二？我们可以说这个正偏的电压很小，空穴的电流很小，但电子电流怎么解释呢？
　　我是这样认为的：
　　集电结正偏，有空穴进入集电区，但很快在这里复合了。而用来复合的电子，最终也还是从基区扩散来的电子（当然这些电子最初还是由发射极提供的）。所以，这些空穴跑了这么远，还是没有逃过被电子复合的命运，和那些在基区就被复合掉的空穴是一样的，表面上看，或者说是宏观上看，没有什么分别！所以，我们不防假设，空穴全是在基区被复合了，就没有一个能跑出来的。这应该是平时不考虑空穴能够到达集电区的原因吧。
　　表面上看，集电区边缘的电子浓度高于基区上的，那么电子怎么会从低浓度扩散到高浓度呢？对于这个问题：
　　首先，假设管子处于饱和状态，但还没有任何负载（注意，只是假设，这种状态？），也就是没有外电路可以拉走集电区的电子，那么，集电区的电子和基区电子浓度，必然存在两个确定的值，以达到动态平衡。但，负载是要拉走集电区的电子的，也就是在集电区是有一个电场的，集电区中的电子全部受到这个电场的作用，也就很少有电子能够向基区扩散了。既然边界上的电子要不断供应负载，那么前面假设的平衡被打破，集电极边界上的浓度小于了那个确定的浓度，那么扩散的总体表现就是从基区到集电区了。而基区的电子浓度是由发射区供应的。注意，在发射极边缘的电子浓度高于集电极边缘的电子浓度。　
　　正因为要不断地供应负载，所以集电结边界处才会有从低浓度向高浓度扩散的假象。
　　为表述方便，可能有些地方很是随意！请批评指正！
　　在此也盼有更严格和合理的解释！欢迎讨论

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