三极管的基本工作原理

为了实现三极管的电流放大作用，除了制造时应具备的内部条件外，还必须具备一定的外部条件，无论是NPN型还是PNP型，都应将它们的发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。下面以NPN型三极管为例，来说明三极管的电流放大原理。对NPN管来说，可接成如图2 − 3 − 2所示的电路来分析三极管内部载流子的运动过程以及各极电流的形成。

图2 − 3 − 2 NPN型三极管中电流产生示意图

1. 发射区发射自由电子，形成发射极电流IE

当发射结加正向电压，在外电场作用下，发射区的多数载流子自由电子越过发射结扩散到基区（发射区的自由电子由直流电源补充），基区的多子空穴越过发射结扩散到发射区，从而形成发射极电流IE，IE的方向与电子流的方向相反。

2. 基区复合电子形成IB

发射区发射到基区的大量自由电子只有很少一部分与基区的空穴复合，形成基极电流IB，复合掉的空穴由基极直流电源补充。

3. 集电区收集自由电子，形成集电极电流IC

由于集电结加反向电压且基区很薄，在基区没有被复合掉的大量带负电荷的自由电子，在外电场的作用下被吸引到集电区，形成集电极电流IC。另外，基区的少数载流子自由电子和集电区的少数载流子空穴在集电结反向电压作用下会进行漂移运动，成为集电极电流的一部分，这部分电流称为反向饱和电流ICBO ，它们受温度影响比较大。由于ICBO较小，一般分析都可忽略。

根据KCL定律，三个电流之间的关系为

I E=IC+IB 　 （2 − 3 − 1）

如果发射结电压UBE增大，发射区发射的载流子增多，IE 、IC 、IB 都相应增大，实验证明：改变UBE，IC 与IB 几乎是按一定的比例进行变化，其比值用β表示，称为三极管电流放大系数。β是一个远大于1的数。

即 　IC=βIB

I E=IC+IB=(1+β)IB 　 （2 − 3 − 3）

从式（2 − 3 − 2）可以看出，当IB 有很小的变化时，会导致IC 有较大的变化，这就是所谓三极管的电流放大作用。这种放大作用的实质是一种电流的控制作用，即用基极电流的微小变化来控制使集电极电流作较大变化。β越大，IB 对IC 的控制作用越强。