2.1.2 双极型半导体三极管的电流分配与控制双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。
若在放大工作状态：发射结加正向电压，
集电结加反向电压。
现以 NPN型三极管的放大状态为例，来说明三极管内部的电流关系，
见图 02.02。 图 02.02 双极型三极管的电流传输关系动画 2-1
发射结加正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为 IEN。与
PN结中的情况相同。 。
从基区向发射区也有空穴的扩散运动，
但其数量小，形成的电流为 IEP。 这是因为发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。
进入基区的电子流因基区的空穴浓度低，被复合的机会较少。又因基区很薄，
在集电结反偏电压的作用下，电子在基区停留的时间很短，很快 就运动到了集电结的边上，进入集电 结的结电场区域，被集电极所收集，形成集电极电流 ICN。 在基区被复合的电子形成的电流是 IBN。
另外因集电结反偏，
使集电结区的少子形成漂移电流 ICBO。 于是可得如下电流关系式,
IE= IEN+ IEP 且有 IEN>>IEP
IEN=ICN+ IBN 且有 IEN>> IBN,ICN>>IBN
IC=ICN+ ICBO
IB=IEP+ IBN－ ICBO
IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN
=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ ICBO)
IE =IC+IB
以上关系在图 02.02的动画中都给予了演示。由以上分析可知，发射区掺杂浓度高，基区很薄，是保证三极管能够实现电流放大的关键。若两个 PN结对接
，相当基区很厚，所以没有电流放大作用，基区从厚变薄，两个 PN结演变为三极管，这是量变引起质变的又一个实例
。
问题 1：除了从三极管的电流分配关系可以证明 IE=IC+IB 。还可以通过什么方法加以说明？
问题 2：为什么当温度升高时，三极管将失去放大作用？从物理概念上加以说明。
2.1.2 双极型半导体三极管的电流分配与控制
改进的电子教案
2.1 双极型半导体三极管的工作原理半导体三极管在英文中称为晶体管 (Transister)，半导体三极管有两大类型,一是 双极型 半导体三极管 (BJT)，
二是 场效应 半导体三极管 (FET)。
双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件，
它由两个 PN 结组合而成，是一种电流控制电流源器件（ CCCS） 。
场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电，是一种电压控制电流源器件（ VCCS） 。
2.1.1 双极型半导体三极管的结构
b
NP
型PNP型NPN
e e
b
ccP NN P
NPN型 PNP型这是基极 b
这是发射极 e 这是集电极 c这是发射结 Je 这是集电结 Jc
c
e e
c
bb
型NPN 型PNP
三极管的符号短粗线代表基极,发射极的箭头方向,代表发射极电流的实际方向。
2.1.2 双极型半导体三极管的电流分配关系双极型三极管在制造时，要求发射区的掺杂浓度大，基区掺杂浓度低并要制造得很薄,集电区掺杂浓度低，且集电结面积较大。
从结构上看双极型三极管是对称的，但 发射极和集电极不能互换。
双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压
。 若在放大工作状态：发射结加正向电压,集电结加反向电压 。
现以 NPN型三极管的放大状态为例,来说明三极管 内部载流子的运动关系,见下图 。
N P N
e
b
c
电子 空穴
IEN ICN
IEP
ICEO
IE IC
IB
IBN
注意图中画的是载流子的运动方向，空穴流与电流方向相同；电子流与电流方向相反。为此可确定三个电极的电流
IE=IEN + IEP
且 IEN >> IEP
IC= ICN +ICBO
ICN= IEN - IBN
IB= IEP + IBN - ICBO
由此可写出三极管三个电极的电流
N P N
e
b
c
电子 空穴
IEN ICN
IEP
ICEO
IE IC
IB
IBN
IE=IEN + IEP
且 IEN >> IEP
IC= ICN +ICBO
ICN= IEN - IBN
IB= IEP + IBN - ICBO
发射极电流,IE= IEN＋ IEP 且有 IEN>>IEP
集电极电流,IC=ICN+ ICBO
ICN=IEN- IBN 且有 IEN>> IBN,ICN>>IBN
基极电流,IB=IEP+ IBN－ ICBO
所以，发射极电流又可以写成
IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN
=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ ICBO)=IC+IB
从以上分析可知,对于 NPN型三极管,集电极电流和基极电流是流入三极管,发射极电流是流出三极管,流进的电流等于流出的电流 。 由以上分析可知,发射区掺杂浓度高,基区掺杂浓度低且很薄,是保证三极管能够实现电流放大的关键 。
若两个 PN结对接，相当基区很厚，所以没有电流放大作用，基区从厚变薄，两个 PN结演变为三极管，这是量变引起质变的又一个实例。
e
b
c
动画 2-1
2.1.3 双极型半导体三极管的电流关系
2.1.3.1 三种组态双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入,两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态，如共发射极接法，也称共发射极组态，简称共射组态，
见下图。
CE
e
b
c I
I B
c
CB
c
e
bI B
I CI E
b
c
e
I E
I C
I B
CC
共发射极接法，发射极作为公共电极，用 CE表示；
共集电极接法，集电极作为公共电极，用 CC表示；
共基极接法，基极作为公共电极，用 CB表示。
2.1.3.2 三极管的电流放大系数
1.共基极直流电流放大系数电流放大系数，一般来说是指输出电流与输入电流的比。由于组态不同，三极管的输入电极和输出电极不同，所以对共基组态，输出电流是集电极电流 IC，输入电流是发射极电流 IE，二电流之比的关系可定义为：
E
CN
I
I
称为共基极直流电流放大系数 。它表示最后达到集电极的电子电流
ICN与总发射极电流 IE的比值。 ICN与 IE相比，因 ICN中没有 IEP和 IBN，所以的值小于 1,但接近 1。由此可得：?
IC=ICN+ICBO= IE+ICBO= (IC+IB)+ICBO
111
BC B OB
C
IIII
2.共发射极直流电流放大系数对共射组态的电流放大系数，输出电流是集电极电流 IC，输入电流是基极电流 IB，二电流之比可定义：
B
C B OCN
B
C
I
II
I
I
称为共发射极接法直流电流放大系数 。于是?
B
C B OB
B
C 1)
11( I
II
I
I
B
B 1)
1( I
I
1
因 ≈1,所以 >>1 。
若在放大工作状态：发射结加正向电压，
集电结加反向电压。
现以 NPN型三极管的放大状态为例，来说明三极管内部的电流关系，
见图 02.02。 图 02.02 双极型三极管的电流传输关系动画 2-1
发射结加正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为 IEN。与
PN结中的情况相同。 。
从基区向发射区也有空穴的扩散运动，
但其数量小，形成的电流为 IEP。 这是因为发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。
进入基区的电子流因基区的空穴浓度低，被复合的机会较少。又因基区很薄，
在集电结反偏电压的作用下，电子在基区停留的时间很短，很快 就运动到了集电结的边上，进入集电 结的结电场区域，被集电极所收集，形成集电极电流 ICN。 在基区被复合的电子形成的电流是 IBN。
另外因集电结反偏，
使集电结区的少子形成漂移电流 ICBO。 于是可得如下电流关系式,
IE= IEN+ IEP 且有 IEN>>IEP
IEN=ICN+ IBN 且有 IEN>> IBN,ICN>>IBN
IC=ICN+ ICBO
IB=IEP+ IBN－ ICBO
IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN
=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ ICBO)
IE =IC+IB
以上关系在图 02.02的动画中都给予了演示。由以上分析可知，发射区掺杂浓度高，基区很薄，是保证三极管能够实现电流放大的关键。若两个 PN结对接
，相当基区很厚，所以没有电流放大作用，基区从厚变薄，两个 PN结演变为三极管，这是量变引起质变的又一个实例
。
问题 1：除了从三极管的电流分配关系可以证明 IE=IC+IB 。还可以通过什么方法加以说明？
问题 2：为什么当温度升高时，三极管将失去放大作用？从物理概念上加以说明。
2.1.2 双极型半导体三极管的电流分配与控制
改进的电子教案
2.1 双极型半导体三极管的工作原理半导体三极管在英文中称为晶体管 (Transister)，半导体三极管有两大类型,一是 双极型 半导体三极管 (BJT)，
二是 场效应 半导体三极管 (FET)。
双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件，
它由两个 PN 结组合而成，是一种电流控制电流源器件（ CCCS） 。
场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电，是一种电压控制电流源器件（ VCCS） 。
2.1.1 双极型半导体三极管的结构
b
NP
型PNP型NPN
e e
b
ccP NN P
NPN型 PNP型这是基极 b
这是发射极 e 这是集电极 c这是发射结 Je 这是集电结 Jc
c
e e
c
bb
型NPN 型PNP
三极管的符号短粗线代表基极,发射极的箭头方向,代表发射极电流的实际方向。
2.1.2 双极型半导体三极管的电流分配关系双极型三极管在制造时，要求发射区的掺杂浓度大，基区掺杂浓度低并要制造得很薄,集电区掺杂浓度低，且集电结面积较大。
从结构上看双极型三极管是对称的，但 发射极和集电极不能互换。
双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压
。 若在放大工作状态：发射结加正向电压,集电结加反向电压 。
现以 NPN型三极管的放大状态为例,来说明三极管 内部载流子的运动关系,见下图 。
N P N
e
b
c
电子 空穴
IEN ICN
IEP
ICEO
IE IC
IB
IBN
注意图中画的是载流子的运动方向，空穴流与电流方向相同；电子流与电流方向相反。为此可确定三个电极的电流
IE=IEN + IEP
且 IEN >> IEP
IC= ICN +ICBO
ICN= IEN - IBN
IB= IEP + IBN - ICBO
由此可写出三极管三个电极的电流
N P N
e
b
c
电子 空穴
IEN ICN
IEP
ICEO
IE IC
IB
IBN
IE=IEN + IEP
且 IEN >> IEP
IC= ICN +ICBO
ICN= IEN - IBN
IB= IEP + IBN - ICBO
发射极电流,IE= IEN＋ IEP 且有 IEN>>IEP
集电极电流,IC=ICN+ ICBO
ICN=IEN- IBN 且有 IEN>> IBN,ICN>>IBN
基极电流,IB=IEP+ IBN－ ICBO
所以，发射极电流又可以写成
IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN
=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ ICBO)=IC+IB
从以上分析可知,对于 NPN型三极管,集电极电流和基极电流是流入三极管,发射极电流是流出三极管,流进的电流等于流出的电流 。 由以上分析可知,发射区掺杂浓度高,基区掺杂浓度低且很薄,是保证三极管能够实现电流放大的关键 。
若两个 PN结对接，相当基区很厚，所以没有电流放大作用，基区从厚变薄，两个 PN结演变为三极管，这是量变引起质变的又一个实例。
e
b
c
动画 2-1
2.1.3 双极型半导体三极管的电流关系
2.1.3.1 三种组态双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入,两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态，如共发射极接法，也称共发射极组态，简称共射组态，
见下图。
CE
e
b
c I
I B
c
CB
c
e
bI B
I CI E
b
c
e
I E
I C
I B
CC
共发射极接法，发射极作为公共电极，用 CE表示；
共集电极接法，集电极作为公共电极，用 CC表示；
共基极接法，基极作为公共电极，用 CB表示。
2.1.3.2 三极管的电流放大系数
1.共基极直流电流放大系数电流放大系数，一般来说是指输出电流与输入电流的比。由于组态不同，三极管的输入电极和输出电极不同，所以对共基组态，输出电流是集电极电流 IC，输入电流是发射极电流 IE，二电流之比的关系可定义为：
E
CN
I
I
称为共基极直流电流放大系数 。它表示最后达到集电极的电子电流
ICN与总发射极电流 IE的比值。 ICN与 IE相比，因 ICN中没有 IEP和 IBN，所以的值小于 1,但接近 1。由此可得：?
IC=ICN+ICBO= IE+ICBO= (IC+IB)+ICBO
111
BC B OB
C
IIII
2.共发射极直流电流放大系数对共射组态的电流放大系数，输出电流是集电极电流 IC，输入电流是基极电流 IB，二电流之比可定义：
B
C B OCN
B
C
I
II
I
I
称为共发射极接法直流电流放大系数 。于是?
B
C B OB
B
C 1)
11( I
II
I
I
B
B 1)
1( I
I
1
因 ≈1,所以 >>1 。
