双极性晶体管
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雙極性晶體管(又称双极性三极管,Bipolar Junction Transistor)根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成兩個-{A|zh-cn:P-N結;zh-tw:P-N接面}-。可分成PNP 和 NPN 兩大類。
以NPN電晶體為例,在雙極性電晶體裡,雖然基極內的電洞較多,是多數載子。但是電流的傳遞主要卻是透過基極裡的少數載子(即電子)來完成的,也因此BJT被稱做'minority-carrier' devices。
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[编辑] 簡介
以下以NPN電晶體做主要的例子
一個電晶體可以被視為兩個二極體共用一端,像NPN電晶極為共用正極,而PNP則是共用負極。在一般狀況下,射(-基)極接面有著順向的偏壓,而集(-基)極接面卻相反,接的是逆向偏壓,當作放大器使用。以NPN電晶體為例子,射極接負電壓,基極接正電壓形成順偏,而集極電位又較基極高,是為逆偏,此時電晶體處於工作區(active region)。在NPN電晶體處於工作區時,射極P-N接面上空乏區的熱平衡會被破壞,大量的電子由濃度高的射極區經基極擴散(diffusion)到達基-集極接面的空乏區。到達空乏區後,由於空乏區內形成的電場,電子又被拉入集極,形成集極電流iC
為了使電流更大,在製造BJT時採取了一些策略來增大電流。 第一點:射極區的電子濃度會做得較集極高,方便電子擴散,而PNP電晶體也相同,射極區的電洞濃度較集極更高些,通常差兩個數量級左右。 第二點,又由於電子在穿越基極的過程中,容易和電洞結合(recombine)而消失,故在BJT基極的部分會盡量做薄,基極做得越薄,則電子所需擴散的距離也就愈短,得載子能夠較容易跨越它而到達集基-集接面的空乏區。 故我們知,各極載子濃度和基極寬度對於集極電流來說是息息相關的。