新能源汽车核心元件揭秘：二极管、三极管结构与工作原理解析（2/2）

上一节我们讲了二极管的原理,

原文章: https://zhuanlan.zhihu.com/p/25252117833

看了的朋友应该很容易懂这节课

这篇文章我们来说说三极管的工作原理啊

这里要说下几个概念

1 半导体的导通, 就是说里面的负电荷电子和正电荷空穴可以大量的从

一个地方达到我们想要的地方, 这样就类似打通了道路,电路就导通了

2 正电荷和负电荷或者电场的影响而运动, 其中正电荷方向和电场方向一样

负电荷和电场方向相反

好, 我们来看图

1,2,3是不是NPN三个区域

从结构上看是不是1,2是一个PN结啊,  2,3也是一个PN结

来

用刚才第一点说的, 我们怎么样才能把这个道路打通呢, 以电子举例, 让电子从1区 移动到3区呢.

我们看下, 中间隔了个p区是不是 . 

我们就可以利用第二点提到的用电场让电子实现运动啊

好, 那我们就给1,2之间施加一个电压, 方向如4所示, 是不是这时候就有了个电场.

有了电场1里面的电子是不是就可以移动到2的p区里面了.

这里要说一下, 这个电压如果是硅材料要大于0.7V的, 我们半导体里面说过啊,这个0.7v用来克服12形成的半导体的耗尽层.

好 现在我们已经把电子移动到2区p了, 那我们怎么把2区的电子再移动到3区啊,

简单, 跟上面一样, 再施加一个箭头5的电场, 是不是就移动过去了.

根据图中场景, 12区域施加正电压,就相当于12形成的pn结正偏啊, 也就是be两级正偏

同理23是不是加了一个对于23形成的pn结的反偏电压啊 ,

而图中的ib电流是说在1区中的n电子跑到2的区的p中, 是不是有一部分和p里面本来居住的正电荷发生碰撞中和掉, 中和掉就没有了, 这部分就没办法被电场拉到3区了

这个损耗的电流就叫做基极电流,明白了吧

而且23pn结如果是反偏情况下, ib越大, 是不是代表从1区送来更多的电子了,虽然消耗的多, 但是送到3p区的电子也越多, 呈现一定比例,

电子学上把这种12正偏, 23反偏的情况叫做 线性放大区, 达到3处的电流和Ib电流成正比

那么有朋友会问, 如果我把23处的电场弄成正偏,业就是箭头6所示的方向会怎么样呢

我想聪明的朋友已经会自己分析了

我们来分析下

看图, 

如果是6的话,

拉到p区处的电子是不是没办法拉到3处的N区啊, 3区的集电极根本收集不到电子(很少), 但是电子都在p区里面一直打转,会和p区的正电荷中和,

这时候的表现就是被中和的电子很多, 但是没办法到达3处的集电极,或者很少

用电子术语就是增加了基极电流, 但是Ic电流基本不发生变化, 就叫做饱和了

工作在饱和区 , 即12处pn结正偏, 23处pn结也正偏

顺便给大家看下真实的三极管芯片芯片层面的照片

聪明的朋友有没有发现这里的p很薄啊,

这是故意的, 因为薄的话

第一在拉过来的电子在里面是不是待的时间短啊, 中和的概率就小, ib电流可以减小

第二,薄的话, 一下子拉过来很多电子, 这里的电子浓度是不是很高,就会自然往他下面扩散啊, 更加加速了电子移动到3区N的效率啊 .

你学废了吗

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