电子元器件知识---三极管

2023-11-14

一、三极管

        三级管可以实现这样的控制:当基级没有电流时,它是截止的;

         而当基极有了电流,三极管就导通了。

         接下来,简单阐述一下,它为什么能够实现这样的功能?

         下图是NPN型三极管的示意图:

        我们知道,硅原子外面含有4个电子,纯净的硅晶体并不导电,因为硅原子和硅原子在一块,最外层可以形成稳定的8电子结构,这样硅原子既不容易得到电子也不容易失去电子。所以说纯净的硅晶体并不导电。

                 为了能让硅导电,所以人们就对它进行掺杂。  

        一个磷(P)原子最外面有5个电子,我们把磷原子掺进硅原子中,这时候它的最外层就多了一个电子,这个电子只需要获得很少的能量便能够成为自由电子,

      

因为自由电子带负电,所以称它为N型半导体。N---Neagtive.

        应用同样的方法,我们把硼原子掺进去,这样硼原子最外层就缺少了一个电子,把缺少的这个电子用空穴替代,空穴吸引电子显正电,我们称它为P型半导体,P--Positive.

        这里,我们只暂时自由电子空穴

         把P型和N型结合在一起,就构成了二极管。

         给它通上电,便有了电场。

        当P端接正极时,自由电子便向P端运动与空穴复合,在电源的作用下,这种运动源源不断地进行,从而形成了电流。我们需要注意的是:电子的运动方向和电流的方向是相反的。

      

         当N端接正极时,自由电子便受到向右的电场力,此时便不能与空穴复合,此时PN结截止,没有形成电流。这便可以理解为二极管的单向导电性。

         三极管可以想象成一对二极管的相互连接,以下是三级管的三个区,但是掺杂和二极管不同。

它的发射区掺杂浓度最高,基区的掺杂浓度很低而且很薄。

 所以,不论我们的电源是正接还是反接时,三极管都不会导通,如下示意图所示。

         所以,为了能让这个三极管导通,我们给BE极也接上电源,此时这个二极管开始导通。发射区的自由电子源源不断地流向基区,但是因为基区掺杂的空穴浓度很低且很薄,基区短时间内吸收不了这么多电子,只有一少部分电子与空穴复合,形成了基极电流,而大部分自由电子被吸引到了集电区,形成了集电极电流,也就是三极管的输出电流。

         流过基极的电流越大,流到基区的自由电子也越多,如果基区浓度很高的话,发射区的自由电子进入基区会很容易,这样一来流进集电极的自由电子会变少,因为发射区流出来的自由电子数目是一定的。

        而发射区掺杂浓度很高,是为了能够有足够多的自由电子流向基区和集电区。

        总的来说,这样就实现了三极管的小电流控制大电流。

        另外,补充说一句,三极管的两个作用:

        一是起开关作用,可以加一个三极管实现远程控制或者自动控制。

        二是起放大作用,可以将微弱电信号经过三极管放大转化为我们想要的输出。

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