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三极管的电流放大作用

1、三极管内部PN结的结构

对模拟信号进行处理最基本的形式是放大。在生产实践和科学实验中，从传感器获得的模拟信号通常都很微弱，只有经过放大后才能进一步处理，或者使之具有足够的能量来驱动执行机构，完成特定的工作。放大电路的核心器件是三极管，三极管的电流放大作用与三极管内部PN的特殊结构有关。

从图5-1和5-2可见，三极管犹如两个反向串联的PN结，如果孤立地看待这两个反向串联的PN结，或将两个普通二极管串联起来组成三极管，是不可能具有电流的放大作用。具有电流放大作用的三极管，PN结内部结构的特殊性是：

（1）为了便于发射结发射电子，发射区半导体的掺杂溶度远高于基区半导体的掺杂溶度，且发射结的面积较小。

（2）发射区和集电区虽为同一性质的掺杂半导体，但发射区的掺杂溶度要高于集电区的掺杂溶度，且集电结的面积要比发射结的面积大，便于收集电子。

（3）联系发射结和集电结两个PN结的基区非常薄，且掺杂溶度也很低。

上述的结构特点是三极管具有电流放大作用的内因。要使三极管具有电流的放大作用，除了三极管的内因外，还要有外部条件。三极管的发射极为正向偏置，集电结为反向偏置是三极管具有电流放大作用的外部条件。

放大器是一个有输入和输出端口的四端网络，要将三极管的三个引脚接成四端网络的电路，必须将三极管的一个脚当公共脚。取发射极当公共脚的放大器称为共发射极放大器，基本共发射极放大器的电路如图5-4所示。

图5-4中的基极和发射极为输入端，集电极和发射极为输出端，发射极是该电路输入和输出的公共端，所以，该电路称为共发射极电路。

图5-4中的ui是要放大的输入信号，uo是放大以后的输出信号，VBB是基极电源，该电源的作用是使三极管的发射结处在正向偏置的状态，VCC是集电极电源，该电源的作用是使三极管的集电结处在反向偏置的状态，RC是集电极电阻。

2、共发射极电路三极管内部载流子的运动情况

共发射极电路三极管内部载流子运动情况的示意图如图5-5所示。图5-5中载流子的运动规律可分为以下的几个过程。

E的载流子主要是电子，电流的方向与电子流的方向相反。发射区所发射的电子由电源EC的负极来补充。

B不断的向基区提供空穴，形成基极电流IB。由于基区掺杂的溶度很低，且很薄，在基区与空穴复合的电子很少，所以，基极电流IB也很小。扩散到基区的电子除了被基区复合掉的一小部分外，大量的电子将在惯性的作用下继续向集电结扩散。

c吸收，形成集电极电流IC。

E、IB、IC之间的关系为：

IE=IB+IC （5-1）

C大大于IB，令

（5-2）

称为三极管的直流电流放大倍数。它是描述三极管基极电流对集电极电流控制能力大小的物理量，大的管子，基极电流对集电极电流控制的能力就大。是由晶体管的结构来决定的，一个管子做成以后，该管子的就确定了。

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