相对论|三极管放大原理，有人用三国讲明白了！( 二 )
与此同时 ， 基区的多数载流子空穴也扩散至发射区 ， 形成空穴扩散电流Iep(该电流方向与Ien相同) ， 很明显 ， Iep相对于Ien而言很小 ， 然而 ， 革命的力量是不分大小的！Ien与Iep两者相加发射极电流Ie ， 如图6所示 。
图6
从发射区扩散到基区的多数载流子电子在发射结附近浓度最高 ， 离发射结越远浓度越低 ， 从而形成了一定的电子浓度差 ， 这种浓度差使得扩散到基区的电子继续向集电结方向扩散 。 在电子扩散的过程中 ， 有一小部分电子与基区的多数载流子空穴复合 ， 从而形成基区电流Ibn 。 我们知道 ， 基区很薄且掺杂浓度低 ， 因此 ， 电子与空穴复合机会少 ， 基区电流Ibn也很小 ， 大多数电子都将被扩散到集电结 ， 如图7所示 。
图7
由于集电结是反向偏置电压 ， 空间电荷区的内电场被进一步加强(PN结变宽) ， 这样反而对基区扩散到集电结边境的载流子电子有很强的吸引力(电子带负电 ， 同性相斥异性相吸) ， 使它们很快漂移过集电结(电场的吸引或排斥作用引起的载流子移动叫做漂移) ， 从而形成集电极电流Icn(方向与电子漂移方向相反) 。 很明显 ， Icn=Ien-Ibn ， 因为百万大军一小部分在基区 ， 剩下的大部分在集电区 ， 如图8所示 。
图8
在多数载流子电子进入到集电区后 ， 集电区(N型)的少数载流子空穴与基区(P型)的少数载流子电子也会产生漂移运动 ， 形成了电流Icbo ， 而另有一些会跨过基区到达发射区从而形成Iceo ， 如图9所示 。
图9
Icbo表示集电极-基极反向饱和电流 ， Iceo表示集电极-发射极反向饱和电流(也统称为穿透电流) ， 它们不受发射结电压Vbe控制 ， 也不对电流的放大做出贡献 ， 只取决于温度和少数载流子的浓度 ， 当然是越小越好 。 在相同条件下 ， 硅管的穿透电流比锗管小 ， 在某些大功率应用场合 ， 还必须外接穿透电流释放电阻 ， 防止穿透电流引起三极管过热而损坏 。
在三极管的放大状态下 ， 只要控制外加发射结电压Vbe ， 基极电流IB也会随之变化 ， 继而控制发射区的多数载流电子数量 ， 最终也将控制集电极的电流IC 。 从三极管放大的原理上可以看出 ， 所谓的“放大”并不是将基极电流IB放大 ， 只不过是用较小的基极电流IB值来控制较大的集电极电流IC值 ， 从外部电路来看就好像是IB被放大一样 ， 这与“四两拔千斤”也是一个道理 。
小结如果上面的过程显得太麻烦的话 ， 总结就三句话：
1）发射结加正向电压 ， 扩散运动形成发射极电流Ie 。
2）扩散基区的自由电子与空穴的复合运动系形成了基极电流Ib 。
3）集电结加反向电压 ， 漂移运动形成集电极电流Ic 。
直流放大特性
就像铭记二极管的单向导电特性一样 ， 只要谈起三极管就要想到“电流放大” 。
结论是：三极管是一个具有电流放大功能的器件 ， 三极管b极上的小电流可以控制c极的大电流 。
图10
为了让这个枯燥的概念形象些 ，我们用一幅画来比喻三极管的电流放大作用 ， 见图10 。
把三极管比作一个水箱 ，其排水管由阀门控制 ， 只要微调阀门就能控制排水管的流量 。 水箱好像三极管的c极 ， 阀门就好像b极 ， 而排水管相当于e极 。 当三极管b极获得如图所示的微小偏置电压后(+0.7V)， 就好像阀门被打开一样 ，水得以从水箱向下快速流出一电流从c 极流向e极 。 且三极管b极偏置电压消失 ， 就好像阀门关上了一样 ， c极到e极也就没有电流了 。
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