晶体管

1. 晶体管的结构及类型

晶体管有双极型和单极型两种，通常把双极型晶体管简称为晶体管，而单极型晶体管简称为场效应管。

晶体管是半导体器件，它由掺杂类型和浓度不同的三个区（发射区、基区和集电区）形成的两个 PN 结（发射结和集电结）组成，分别从三个区引出三个电极（发射极e、基极b 和集电极c）。

晶体管根据掺杂类型不同，可分为 NPN 型和 PNP 型两种；根据使用的半导体材料不同 ，又可分为硅管和锗管两类。

晶体管内部结构的特点是发射区的掺杂浓度远远高于基区掺杂浓度，并且基区很薄，集电结的面积比发射结面积大。这是晶体管具有放大能力的内部条件。

2. 电流分配与放大作用

体管具有放大能力的外部条件是发射结正向偏置，集电结反向偏置。在这种偏置条件下，发射区的多数载流子扩散到基区后，只有极少部分在基区被复合，绝大多数会被集电区收集后形成集电极电流。通过改变发射结两端的电压，可以达到控制集电极电流的目的。

晶体管的电流分配关系如下：

其中电流放大系数α和β之间的关系是α=β/(1＋β)，β= α/（1－α）ICBO是集电结反向饱和电流，ICEO是基极开路时集电极和发射极之间的穿透电流，并且ICBO =(1＋β)ICBO。

在放大电路中，通过改变 uBE ，改变IB或IE，由 ΔIB 或 ΔiE 产生 ΔiC ，再通过集电极电阻 RC ，把电流的控制作用转化为电压的控制作用，产生 ΔuO = ΔiCRC 。实质上，这种控制作用就是放大作用。

3. 晶体管的工作状态

当给晶体管的两个 PN 结分别施加不同的直流偏置时，晶体管会有放大、饱和和截止三种不同的工作状态。这几种工作状态的偏置条件及其特点如表 2.1 所列。

表 2.1 晶体管的三种工作状态

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