一篇详尽的晶体三极管工作原理介绍

说明外部电压Ube太小，没有达到发射结的门电压值，发射区没有载流子“电子”向基区的发射与注入，所以，此时既不会有电流Ib，也更不可能有电流Ic。另外，从纯数学的电流放大公式更容易推出结论，Ic=βIb，Ib为0，很显然Ic也为0。

三、新讲法需要注意的问题：

以上，我们用了一种新的切入角度，对三极管的原理在讲解方法上进行了探讨。特别是对晶体三极管放大状态下，集电结为什么会反向导电形成集电极电流做了重点讨论。同时，对三极管的电流放大倍数β为什么是定值也做了深入分析。

这种讲解方法的关键，在于强调二极管与三极管在原理上的自然联系。从二极管PN的反向截止特性曲线上很容易看出，只要将这个特性曲线转过180度，如图F所示，它的情形与三极管的输出特性非常相似，三极管输出特性如图G所示。实际上，图F代表是PN结的反向截止特性，那么，图G所示所代表的是晶体三极管内部集电结对于不同的Ib值时的反向特性，是集电结的一组反向特性。这表明二极管与三极管在原理上确实存在着很自然的联系。所以，在讲解方法上选择这样的切入点，从PN结的反偏状态入手讲解三极管，就显得非常自然合理。而且，这样的讲解会使问题变得浅显易懂，前后内容之间也显得自然和谐、顺理成章。

这种讲法的不足点在于，从PN结的漏电流入手讲起，容易造成本征漏电流与放大电流在概念上的混肴。所以，在后面讲解晶体管输入输出特性曲线时，应该注意强调说明“本征载流子”与“掺杂载流子”的性质区别。本征载流子对电流放大没有贡献。本征载流子的电流对晶体管的特性影响往往是负面的，是需要克服的。晶体管电流放大作用主要是靠掺杂载流子来实现的。要注意在概念上进行区别。

另外，还要注意说明，本质上晶体内部有关载流子的问题其实并非如此简单，它涉及到晶体的能级问题以及晶体的能带结构问题，还有载流子移动时的势垒分析等。所以，并不是随便找一些具有载流子的导体或半导体就可以制成PN结，从而进一步制成晶体管。晶体管实际的制造工艺也并非如此简单。

本文这样的讲解方法主要是在不违反物理原则的前提下，试图把问题尽量地简化，尽量做到浅显易懂、自然合理，以便于人们的理解与接受。这才是这种讲解方法的主要意义所在。

附篇:

请问，这篇大作把三极管的放大和截止两个状态阐述其机理挺明白了。那么还有第三个状态，饱和状态是怎么一个情况?

1.三极管饱和状态是通过外部偏置电阻等预先设置好，通电后直接进入这个饱和状态的吗?

2.三极管处于饱和状态时，集电结施加正偏电压后，基区及集电区各载流子的运动状态是怎样的?我怎么觉得两个PN结都处于正偏置状态，感觉怪怪的呢?少数载流子怎么流动的?已经加的正偏电压 了，怎么还说是“反向导通”呢?

3.三极管饱和状态，集电极到发射极的电压为什么只有0.3V? 请把基极到发射极，集电极到发射极之间的电压用图示表示出来一下吧。难道发射结跟集电结的势垒不一样大? 集电结如果是0.4，那么为什么发射结是0.7V?真是奇怪了。

你的问题很好!这也是三极管原理不好理解的关键之所在，也是传统讲法的问题之所在。饱和状态时，集电极(NPN)的高电位已不存在(为零)，如你所说甚至低于基极电位，但仍然有很大的饱和电流反向通过集电结。注意，这里所说的“反向”是指电流的方向与集电结的单向导电(P指向N)的方向相反，电流的性质也仍然是由发射极“发射”过来的“少数截流子”电流。值得强调的是：集电结对这个反向的少子电流本质上没有阻碍作用，集电结作为PN结反向截止的只是“多子”电流，而不是“少子”电流。下面按你问题的顺序来逐条说一下：

1 三极客的饱和状态确实取决于外部偏置电阻电路，但不一定需要事先设置好。如，当集电极电阻的参数处在合适范围时，三极客是否进入饱和状态主要取决于基极的控制。开关型三极管就是这样工作的，要么截止要么饱和，取决于基极的控制。

2 三极客处于饱和状态时，两个PN结不是“都”处于正偏状态，发射结是正偏状态，要特别注意的是集电结，集电结电压虽然可以为正但决不能达到门值，所以集电结并不是正偏状态。如果集电结的正电压达到门值，则反向的集电结(极)“少子”电流将消失，取而代之的就是由基极指向集电极的“正向多子”电流，这时的三极管就完全等效成了两个二极管，这个正向多子电流纯粹就是集电结的一个正向导通电流(即二极管电流)，而不再具备集电极电流的任何意义。