有关NPN三极管基极电流控制集电极电流的问题?
都知道放大状态下,IC受IB的线性控制。
但是从电子/空穴上看,为什么IC会受到IB的控制?
我的理解是:
B极电压比E极高,E极电子就跑到基极,除了部分电子与B极的空穴复合形成IB后,其它电子由于Ucb的作用跑向C极,从而形成IC,这又与基极的空穴有什么关系?
问题2:饱和状态下,为什么BC正偏了,IC还是有电流?方向还是从C到B的,这不是与BC间的PN结相反么?
问题3:做开关时为什么一定要工作在饱和模式下?
谢谢!
竟然没人回复,是我的问题太简单了,还是没人会?[/COLOR]
自己研究了几天,把相关领会和大家交流一下,都以NPN为例:
问题1:
还没型懂,不知道为什么IB会影响到IC,只知道在导通或者饱和情况下,IB越大,IC越大。(IC的最大值与掺杂有关,在C极无限流电阻的情况下,3904最大大概为200mA,如果C极有限流电阻R,R接电源V,则IC最大电流为V/R,当达到这个最大电流时,三极管已经是深度饱和了。
问题2:应该是B极的电子浓度太大而向C极扩散所致,也有学者认为这时BE还是处于反偏状态;
问题3:三极管工作在饱和模式下,C极电压最接近于E极电压,这也比较接近我们理想的开关,3904 datasheet上说在饱和情况下,VCEmax=0.2V,实际测试时,只有几十mv。
问题4:三极管为什么会进入饱和?
根本原因是IB太大导致,饱和是从放大状态进入的一种极端状态,以下是流程图:
三极管工作在放大状态->IB增大->IC增大->由于集电极电阻的作用,导致C极电压降低->C极从B极吸引电子的能力减弱,这时放大倍数明显降低,从三极管的DC GAIN曲线就可以看出来(中间放大倍数最大)
->直到Vc<Vb,BC进入正偏状态,同时三极管进入饱和,随着IB继续增大,Vc继续减小,当Ic达到最大值时,Vc降低到最小值,这时VCE也最小,也即深度饱和状态,但这时不是做为开关的最好状态,可能会导致关闭速度减慢。[/COLOR]
另,如果C极直接接电源,则三极管Vc永远大于Vb,按道理永远也不会处于饱和状态,但是随着Ib的增大,Ic与Ib的放大倍数逐渐降低。
基极限流电阻、集电极电阻都会影响到三极管的饱和状态,基极电阻越小、集电极电阻越大,三极管越容易进入饱和。
有空再贴仿真图吧。
谢谢大家。
自己再顶起来来,不问题清楚不罢休。
书上没写清楚?
你能讲清楚么?
建议再翻下模电书
没人?快来人啊?
但为什么IB一变化,IC就会变化这么多呢?
BE结的电流犹如原子弹,CE间的电流犹如氢弹,氢弹需要原子弹引爆。
开个玩笑,呵呵。
具体的原因和数学上的分析太过冗长,当年曾一笔一划的推导过。
简单点说就是由于BC结的反偏, BC结的耗尽区可以一直延伸到BE结的边缘,这样从BE结的介面(正常导通下耗尽层消失)到BC结的耗尽区靠B极一侧就会形成一个载流子浓度梯度(BE结介面的浓度最高,而到BC结耗尽层介面的浓度最低),导致一个扩散机制的电流,然后就是诸如载流子复合率计算等云云,当电子到达BC结耗尽层界面的时候,由于耗尽层电容电压的存在,电子就一下子给拉到C极去了。
大概的过程就是这样。
小编的第一个问题应该研究的是在放大区的情况下吧?
我看了下,发现三极管NPN有一个前提是发射极的杂质浓度远远大于基极,在大于集电极,我觉得应该和这个有点关系的。
看书去吧,都不看书,在这讨论。
这个问题模电书里说的很详细