7.1.1 基本結構

　　半導體三極管(簡稱晶體管)是在一塊半導體上生成兩個PN結組成，有NPN和PNP兩大類型，其結構和符號如圖8-7-1所示。

　　由圖可見，它們有三個區，分別稱為發射區、基區和集電區。三個區各引出一個電極，分別稱為發射極E、基極B、集電極C。發射區和基區之間形成的PN結稱發射結，基區和集電區之間的PN結稱集電結。晶體管制造工藝的特點是：發射區摻雜濃度高，基區很薄且摻雜濃度很低，集電區摻雜濃度低且結面積比發射結大。這些特點是晶體管具有電流放大能力的內部條件。

　　7.1.2 晶體管的放大原理

　　1.晶體管處于放大狀態的條件：為了使晶體管具有放大作用，除了結構上的條件外，還必須有合適的外部條件。這就是要求外加電壓使發射結正偏，集電結反偏。根據偏置要求，外加直流電源與管子的連接方式如圖8-7-2所示。

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　　2.晶體管內部載流子的傳輸過程：晶體管在放大電路中有三種連接方式(或稱組態)，即共發射極、共基極和共集電極接法，如圖8-7-3所示。

　　為了分析晶體管的放大原理，簡單介紹一下晶體管內部載流子的傳輸過程。以共射接法的NPN型管為例(圖8-7-4)。

　　1)發射區向基區發射電子的過程：由于發射結正偏，發射區的多子(電子)向基區擴散，形成射極電子流JEN，同時基區的少子(空穴)也會向發射區擴散，形成空穴流IEP。由于基區摻雜濃度很低，這部分電流可忽略，IE≈IEN，方向由發射極流出。

　　(2)電子在基區的擴散和復合過程：大量電子流人基區后，繼續向集電結方向擴散，在擴散過程中，部分電子與基區的空穴相遇而復合，復合掉的空穴由基極電源來補充，從而形成基極電流IB，其方向由基極流人。由于基區很薄，摻雜濃度又低，復合的機會很小，即IB很小，大部分電子擴散到集電結邊緣。

　　(3)集電極收集電子的過程：到達集電結附近的電子，因集電結反偏，有利于把電子吸引到集電區，形成集電極電子流ICN。集電區的少子(空穴)在反向電壓的作用下向基區流動，這就是PN結的反向飽和電流ICBO，此電流很小，可以忽略，即IC=ICN+ICBO≈ICN，方向由集電極流人。

　　3.晶體管的電流放大作用：在晶體管中各電極電流滿足如下關系

　　IE=IB+IC

　　由上述分析可知，IC比IB大得多，IC和IB的比值稱晶體管共射極直流放大系數，用β表示。對共射電路來說，IB是輸入電流，IC是輸出電流。IC相對IB來說得到了放大。

　　7.1.3 晶體管的特性曲線

　　以共射接法NPN管的特性曲線為例進行分析。

　　1.輸入特性曲線：它是指UCE為常數時，輸入回路中基極電流IB與基一射極電壓UBE之間的關系曲線，如圖8-7-5所示。它與二極管的正向特性類似，當UCE≥1V時，不同UCE對應的輸入特性基本上重合，通常以UCE=1V時的一根輸入特性為代表。　　

　　2.輸出特性曲線：它是指IB為常數時，輸出回路中集電極電流IC和集一射極電壓UCE之間的關系曲線，在不同的IB下，可得出一組曲線，如圖8-7-6所示。根據晶體管工作情況(或稱工作狀態)的不同，通常把輸出特性分為三個工作區。


　　(3)集一射極反向擊穿電壓U(BR)CEO：當基極斷開時，允許加在集一射極間的最大反向電壓即為U(BR)CEO，當UCE>U(BR)CEO，管子就會被擊穿而損壞。