双极结型晶体管(BJT)工作原理介绍

在不完全了解双极结晶体管的低电平电行为的情况下，成功地实现双极结晶体管(BJTs)当然是可能的。事实上，这很常见，甚至在专业工程师中也是如此，因为半导体器件的精确物理操作是一个复杂的主题，与我们将半导体器件并入电路时使用的方程式和技术不同。

尽管如此，至少对电活性双极结晶体管中发生的事情有一个大致的概念是很重要的，本教程将提供这些信息。

基地,发射器,收藏家

晶体管是电子设备的核心部件，因为它们可以发挥放大器和开关的作用——换句话说，因为它们允许一个小振幅的输入信号调制或控制一个大振幅的输出信号。

在双极结晶体管中，放大是由发射器区、物理上较薄的基极区和较宽的集电极区之间的专门相互作用产生的。在这次讨论中，我们将使用npn晶体管的结构;但是，如果你了解npn操作，你就可以理解pnp操作，因为这两种类型都有相同的现象。

下面的图表将帮助你可视化npn晶体管的物理操作。然而，要知道这是不与集成电路BJTs的实际制造方式一致。

基极-发射极结就像一个典型的pn结。如果我们把发射极接地并给基极施加足够的电压，电流就会从基极流向发射极。

此时晶体管只比二极管大一点点，但如果我们给集电极加一个电压——更确切地说，如果我们加一个这样的电压，有趣的事情就会发生高于基极电压从而导致基极到集电极的pn结反向偏置。

收集电子

基极到发射极电流包括从p型基极流向n型发射极的空穴和从n型发射极流向p型基极的电子。

如上所述，基极区域很薄，现在集电极有一个相对于基极的正电压;因此，大部分的电子将穿过基极，到达基极集电极耗尽区，并继续流入集电极区，然后流出集电极端子。

由于传统电流的方向与电子的物理流动方向相反，我们现在有电流从集电极流向发射极。同时，注意到npn晶体管的端子的名字更有意义，如果你认为是移动的电子而不是传统的电流流动。

发射极区域发出(或注入)电子和集电极区域收集扩散到基部的电子。

以下是电流增益

此时，电流从基极流向发射极，从集电极流向发射极，但我们还没有确定BJT操作的真正意义。

这里关键的细节是集电极到发射极的电流是比基极到发射极电流大得多，由基极到发射极电流决定。换句话说，施加在基极上的一个小的输入信号可以调节流入集电极的大电流，这就是我们所说的放大。

基极电流(I_B)和集电极电流(I_C)的形式如下:

我_C我=β_B

比例系数，写作希腊字母β，在口语中经常被称为“β”，就是电流增益BJT在工作时表现出来的积极向前模式，即当基极到发射极结是前偏而基极到集电极结是反偏时。

典型的β值从50到200，这加强了前面的陈述:小的基极电流导致集电极电流为依赖和更大的比基极电流。

结论

BJT电流和电压行为的细节远远超出了我们在本视频教程中所涵盖的信息。尽管如此，我们已经为那些希望专注于实际电路设计的人打下了基础。在下一个教程中，我们将讨论将帮助您继续构建BJT功能和实现知识的操作模式和图。