半导体三极管的结构、特征及应用

3.0 闻远设计 2023-05-15 205 4 19.11KB 3 页 2光币

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半导体三极管的结构、特征及应用

摘要：最近无论在国内还是国外，都发表了一系列有关对半导体三极管稳压器分析的言论，和

社会上对半导体三极管的应用达到了一定的高度，但是，这些未能完全反映出稳压器工作的物

理方面，而影响稳压器输出电压的因素也表现的不清楚。在本文中，我们就介绍下半导体三极

管等其有关的研究对象，目的是为了减少在设计类似稳压器中所产生的各种困难，以让三极管

在社会上得到更大的应用价值。

　　关键词：稳压线路；半导体三极管；稳压三极管；滤波电路；

　　 1　半导体三极管的定义及结构

半导体三极管的内部有三个部分。如果半导体三极管的 p型半导体，连同该器件内部的一部份

结构，有 2个N型半导体，p型半导体交错排列的三个区域，分别为发射区，基区和集电极区

域。来自三个区域的管脚被称为发射极、基极和集电极，在合并区和发射区称为发射结。这种

结构的装置称为晶体管。晶体管通常称为双极型晶体管（BJT），简称晶体管或三极管。晶体

管内部有 2个PN 结，在电路中每个 PN 结可以放大电流，这个作用被广泛的应用于电子技术

中。由于 NPN 型半导体材料构成晶体管的三个区，所以这种结构的晶体管被称作 NPN 型晶体

管，并且用箭头的方向指示电流方向，发射结处于正向偏置。同理，用 PNP 型材料构成的晶体

管称为 PNP 型晶体管。区分这两种晶体管的方法是看箭头方向。这就是三极管的定义和结构。

　　 2　半导体三极管的特征及工作原理

半导体三极管按材料分为：锗管和硅管，每种材料又可以细分 NPN 机构和 PNP 结构，其中

NPN 型硅管和 PNP 型锗管是最常见的三极管（N代表把磷加入到高纯度硅中，磷原子代替部

分硅原子，产生电压，自由电子移动形成电流。P代表把硼加入到高纯度硅中，产生大量空穴

导电）。这两种三极管的工作原理是一样的。除了极性电源的工作原理都是相同的。NPN 管，

它是在中间的两个 N型半导体之间夹一个 P型半导体元件，导出的 PN 结和基区之间形成可称

为发射结，集电区和基区形成的 PN 结作为集电结，其分别推出发射极 E,基极 B和集电极 C,B

点电位高于零点电位 E时，发射结为正向偏置状态，而 C点电位高于 B点电位几伏，集电结反

向极化状态，集电极电源 EC 高于基极电源 EBO.在制造晶体管中，多数载流子浓度在发射区域

是大于基区的。同时，基区做的很薄，而且要严格控制杂质的含量，所以一旦接通电源后，由

于发射结的正向偏置，多数载流子（电子）的发射和基区的少数载流子（空穴）穿过发射结相

互扩散，但由于前者的基团浓度大于后者，所以发射电流基本上是电子流，流的电子流称为发

射极电流。因为很薄的基区，加上集电极反向偏置，注入的电子进入基区大部分在集电区，形

成集电极电流 Ic,只有很少（1-10%）的电子-空穴在基区复合。因此，形成基极电流 Ibo.两个三

角洲：Ib 原则根据电流连续性：Ie=Ib+Ic,Ie 基础小，你可以得到一个更大的 Ic,这是被称为电流

放大，Ic 和Ib 是保持一定的比例关系，即：β1=Ic/Ib 型β1 称为直流放大，β=Ic/Ib 型β-称为交

流电流放大因子，由于低频 β1 和β的数值差异不是很大，所以有时为了方便，不做严格的区

分的 β值约超过100.三极管是一种电流放大装置，但在实际应用中经常被用于放大晶体管的电

流。

　　 3　半导体三极管的作用及应用

半导体三极管是一种控制元件，主要作用是调节电流的大小。例如，在连接共发射级时，电流

从基极输入，从集电极输出，发射极接低信号，当较小的改变基极电压 Ub,基极电流 Ib 也随之

发生轻微变化，集电极电流 Ic 受基极电流 Ib 的影响发生较大的变化，大的基极电流 IB,集电极

电流 Ic.在较小的基极电流相比，集电极电流也较小，即集电极电流是由基准电平电流控制。但

集电极电流远大于基极电流，这是半导体晶体管的放大。与IbIc 的变化表示三极管的放大率

β，半导体三极管放大系数一般在数百次，在放大信号的半导体三极管，先进入状态，首先一

个合适的静态工作点，也被称为偏置，否则会被放大失真在一个半导体三极管，是连接源之间

的电阻，电流放大转换成电压放大器：当基极电压 Ub 上升，IB,IC 增加，集成电路的集电极电

阻压降较大，所以三极管集电极电压下降，而高 UB,UC 和低UB、UC 为三角形态。按工作频

率分类，低频管、高频管；频率在频率低于3MHz 的电路处理工作的频率管的频率可以达到几

百兆赫。

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半导体三极管的结构、特征及应用摘要：最近无论在国内还是国外，都发表了一系列有关对半导体三极管稳压器分析的言论，和社会上对半导体三极管的应用达到了一定的高度，但是，这些未能完全反映出稳压器工作的物理方面，而影响稳压器输出电压的因素也表现的不清楚。在本文中，我们就介绍下半导体三极管等其有关的研究对象，目的是为了减少在设计类似稳压器中所产生的各种困难，以让三极管在社会上得到更大的应用价值。　　关键词：稳压线路；半导体三极管；稳压三极管；滤波电路；　　1　半导体三极管的定义及结构半导体三极管的内部有三个部分。如果半导体三极管的p型半导体，连同该器件内部的一部份结构，有2个N型半导体，p型半导体交错排列...

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