一篇详尽的晶体三极管工作原理介绍

与集电极电位的高低没有什么关系。这正好能自然地说明，为什么三极管在放大状态下，集电极电流Ic的大小与集电极电位Vc在数量上无关的原因。

放大状态下Ic并不受控于Vc，Vc的作用主要是维持集电结的反偏状态，以此来满足三极管放状态下所需要的外部条件。

对于Ic还可以做如下结论：Ic的本质是“少数载流子”电流，是通过电注入方法而实现的人为可控的集电结“漏”电流。这就是Ic为什么会很容易反向穿过集电结的原因。

5、Ic与Ib的关系：

很明显，对于三极管的内部电路来说，图C与图D是完全等效的。图D就是教科书上常用的三极管电流放大原理示意图。

看图D，接着上面的讨论，集电极电流Ic与集电极电位Vc的大小无关，主要取决于发射区载流子对基区的注入程度。

通过上面的讨论，现在已经明白，NPN型三极管在电流放大状态下，内部的电流主要就是由发射区经基区再到集电区贯穿整个三极管的“电子”流。也就是说贯穿三极管的电流Ic主要是“电子”流。这种贯穿的电子流，其情形与历史上的电子三极管非常类似。如图E，图E就是电子三极管的原理示意图。电子三极管的电流放大原理因为其结构的直观、形象，可以很容易很自然地得到解释。

如图E所示，很容易理解，电子三极管Ib与Ic之间的固定比例关系，主要取决于电子管栅极(基极)的构造。当外部电路条件满足时，电子三极管工作在放大状态。穿过管子的电流主要是由发射极经栅极再到集电极的电子流。电子流在穿越栅极时，栅极会对其进行截流。截流时就存在着一个截流比问题。

很明显，截流比的大小，则主要与栅极的疏密度有关。如果栅极做的密，它的等效截流面积就大，截流比例自然就大，拦截下来的电子流就多。反之截流比小，拦截下来的电子流就少。

栅极拦截下来的电子流其实就是电流Ib，其余的穿过栅极到达集电极的电子流就是Ic。从图中可以看出，只要栅极的结构尺寸确定，那么截流比例就确定，也就是Ic与Ib的比值确定。所以，只要管子的内部结构确定，这个比值就确定，就固定不变。由此可知，电流放大倍数的β值主要与栅极的疏密度有关。栅极越密则截流比例越大，相应的β值越低，栅极越疏则截流比例越小，相应的β值越高。

晶体三极管的电流放大关系与电子三极管在这一点上极其类似。

晶体三极管的基极就相当于电子三极管的栅极，基区就相当于栅网，只不过晶体管的这个栅网是动态的是不可见的。放大状态下，贯穿整个管子的电子流在通过基区时，分布在基区的空穴其作用与电子管的栅网作用相类似，会对电子流进行截流。如果基区做得薄，掺杂度低，基区的空穴数少，那么空穴对电子的截流量就小，这就相当于电子管的栅网比较疏一样。反之截流量就会大。很明显只要晶体管三极管的内部结构确定，这个截流比也就确定。所以，为了获大较大的电流放大倍数，使β值足够高，在制作三极管时才常常要把基区做得很薄，而且其掺杂度也要控制得很低。

与电子管不同的是，晶体管的截流主要是靠带正电的“空穴”不断地与带负电的“电子”的中和来实现。所以，截流的效果主要取决于基区空穴的数量。而且，这个过程是个动态过程，“空穴”不断地与“电子”中和，同时“空穴”又会不断地在外部电源作用下得到补充。

在这个动态过程中，空穴的等效总数量是不变的。基区空穴的总数量主要取决于掺“杂”度以及基区的厚薄，只要晶体管结构确定，基区空穴的总定额就确定，其相应的动态总量就确定。这样，截流比就确定，晶体管的电流放大倍数β值就是定值。这就是为什么放大状态下，三极管的电流Ic与Ib之间会有一个固定的比例关系的原因。

另外，由于集电结处于反偏状态，而PN结反偏时本质上截止的是多数载流子的电流，所以，基区的多数载流子“空穴”就不可能会反向穿过集电结到达集电区。这样，就保证了穿越三极管到达集电极的电流只能是百分之百的“电子”流，不可能混有“空穴”流。基区的“空穴”只能起到动态的截流作用，只能形成固定比例的截流电流Ib，而不可能混入电子流Ic中。综上所述，三极管电流放大倍数β就只能是定值。

6、对于截止状态的解释：

现在，我们已经理解了放大状态下，Ic与Ib之间有一个固定的比例关系。这个比例关系说明，放大状态下电流Ic按一个固定的比例受控于电流Ib，这个固定的控制比例主要取决于晶体管的内部结构。

对于Ib等于0的截止状态，问题更为简单。当Ib等于0时，