npn三极管基极电流和集电极比例不固定怎么回事?

  本人工科,电学相关专业,但看了无数本书,也没有解释清楚NPN/PNP型晶体管的基级电流究竟对于管子的整体工作意味着什么。都是泛泛地说了射极电流中的电子会有一部分扩散到基极,并维持一个比例,也就是β。

  这些书在解释场效应管的时候,都清晰地解释了门级电压对于载流子的影响,而载流子就决定了电流的通过能力。但对于晶体管就含糊其辞,一直不知道究竟是什么力量约束了基极电流和射极电流之间的比例。

  我们从下面这些回答寻找答案!

  胥超,微电子/功率半导体

  三极管(BJT)是电流控制型器件,也就是你说的基极电流Ib控制了集电极Ic到发射极Ie的电流。

  具体原理是在BE结正偏情况下,载流子从E跑到B,由于B是一个很窄的区域,掺杂浓度也较低,容许通过的电流很小。如果这时CB结反偏,B中的载流子大部分被C抽走了,所以Ic电流十分接近于Ie。

  放大系数β的控制,就是靠调整B区宽度或掺杂浓度,以此控制B区的电流通过的能力。

  BJT是双极器件,原理上也比MOSFET复杂许多,涉及到电子空穴分别的行为,量化的放大系数跟注入效率、渡越时间、输运系数有关。

  如果你想进一步了解,可以参考《晶体管原理与设计》 第二版 3.2节(陈星弼 张庆忠 编著)

  发现书上第三章开头有的一段话很不起眼,但是很清楚地解释了这个原理,摘录如下:

  “……当PN结正偏时,电子从P区注入N区,空穴从P区注入N区,形成正向电流。正向电流的电荷来源是多子,所以正向电流很大。当PN结处于反偏时,电子从P区被拉向N区,空穴从P区被拉向P区,形成反向电流。反向电流的电荷来源是少子,所以反向电流很小。如果能够在反偏的PN结附近设法提供大量的少子,就能使反向电流提高。给反偏PN结提供少子的一种方法是在它附近制作一个正偏的PN结。如果两个PN结靠得很近,则整片PN结注入过来的少子还来不及复合,就被反偏的PN结所收集而形成较大的反偏电流。反向电流的大小取决于正偏PN结注入过来的少子的多少,而后者取决于加在正偏PN结上的偏压的大小。……”

  我发现中文维基“三极管”这篇文章写得很好,既易懂,又说到了三极管之所以能放大电流的要点上了。下文均以NPN三极管为例。

  1. 物理结构上,集电极区域是器件的基底;发射极区域是器件上的一个小坑,重掺杂;基极区域是位于基底(即集电极)与发射极区域之间的很薄的一层,轻掺杂。因而,发射结的面积要远小于集电结的面积。上述这些重掺杂与轻掺杂、pn结的面积大小,决定了器件的性能,特别是那个电流放大系数 beta。

  2. 如楼上几位解释的,发射结加正向偏置电压,集电结加反向偏置电压。这时大量电子从发射极区域注入基极。(因为发射极区域是重掺杂,所以多数载流子的密度很大) 而基极区域是轻掺杂,多数载流子(即空穴)的密度很低,所以由发射极区域注入基极区域的电子只有很少比例与空穴复合;又因为基极区域非常薄,远小于注入基极区域的电子的“扩散长度”,所以大部分电子都注入了集电极区域(这还是在集电结上不加电压处于热平衡态);如果在集电结上加上反向偏置电压,效果更好了。

  2.1 要知道,二极管或者pn结的“反向饱和电流”,这个“饱和”是从哪里来的?答案是pn结两侧区域的少子的浓度。因为这个少子浓度很低,所以在pn结的内在电场驱使下,反向跨越pn结的少子流很容易就“饱和”了。 现在三极管的集电结的基极一侧,有大量的少子(来自发射极注入的电子),所以这大量的少子漂移过集电结,就形成了集电极电流 I_c

  2.2 基极电流与集电极电流之比,是器件的物理结构(掺杂浓度、集电结的面积与形状)等决定的。

  2.3 在NPN三极管正向放大状态下,电子跨过发射结,主要是漂移;电子跨过基极区域,主要是扩散;电子跨过集电结,主要是漂移。从能谱图上看,电子先是跳悬崖(发射结),然后是一马平川(而且距离很短),再跳悬崖(集电结)。

  3. 为什么发射结上的微小电压变化(相当于很小的输入信号),就可以大幅度改变集电极电流从而获得被放大几十倍的输出信号?? 这个答案很简单、很简单! 看看二极管/pn结的伏安特性曲线,二极管在正向导通状态下伏安特性呈现指数形状,即pn结上正向偏置电压的微小变化将导致正向电流的指数级变化!!! 也就是说,发射极-基极电压的微小变化,导致了漂移过发射结的电流的巨大变化,从而导致了漂移过集电结的电流的巨大变化。就这么简单。

  3.1 如果你追问,为什么二极管/pn结在正向偏置导通状态,伏安特性呈现指数曲线形状啊? 答案是:正向偏置下,跨p-n结的电流强度取决于多数载流子的密度,而多子的密度随正向偏置电压的大小成指数增加。这使得二极管可以导通正向大电流。

  mike,发现更大的世界

  讲一下NPN的吧,PNP类似的。

  正常情况下PN结正向偏置电流才能通过(即P端加高电平,N端加低电平)。在NPN结构的三极管中,因为CB端的PN结是反向偏置,所以集电极Ic是通不过CB那个PN结,自然也流不到发射极E。但是当基极B有电流流进时,因为载流子浓度的关系,Ib将流向集电集C,这时就把CB端的PN给打通了,而Ib越大PN结的口子撕开的也越大,流过的电流自然也更大,这就是为什么Ib可以控制Ic的缘故。因为BE本来就正偏,所以Ic可以一路从集电极C流到发射极E。

  通俗的比喻ib的作用:三极管是个水管,CE处的PN结是个皮阀子,C端的水不能把它冲开,只有B端的水才能把它冲开。如果此时ib有水进来就用力捅一下CB那个皮阀子,它就打开了,Ib的力度越大,CB端的阀门就开的越大,一旦打开,C端的水也顺势冲了下来。B端的水的大小可以控制CB端皮阀子打开的大小,自然就控制了C端流进水的大小,从而控制整个水管水流的大小。而BE端也有一个皮阀子,但它可以自由的从B流向E端。所以整个管子导通!

  MOSFET原理也类似,但mosfet的门集电压控制那个管道的打通,但它的不是皮阀子,而是水龙头。什么意思呢?因为皮阀子是单向通过的,而水龙头是双向随便通过。

  他们的功能区别是:MOS管是电压控制电流型,而三极管是电流控制电流型。

  看了楼上的回答。好像MOS管的原理更复杂吧?只不过MOS加工起来又更方便!现在功率器件基本上已经把BJT淘汰了!

  厚一点的模电书都有介绍的,只是比较枯燥,要静下心来看!我上学时候用的是清华大学绿皮版本的。

  简单地说,好比街上突然出现三五个美女,会引来一群男人疯狂地跑过去拥抱,可是最终只有三五个男人可以如愿,大多数男人都扑了个空,白跑一趟。

  你们是怎么理解的呢?

三极管的hfe是什么意思?


hfe是三极管H参数,全称“共发射极低频小信号输出交流短路电流放大系数”,在等效四端网络中又叫“h21”。β是Ic与Ib函数关系的普遍表达式(即β=Ic/Ib),尤其特指在晶体管基区中电流的分配关系。两者在概念上有所区别,但数值上基本一致,在大多情况下可不加区分,视同一样。 扩展资料: 放大原理 1、发射区向基区发射电子 电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流。 2、基区中电子的扩散与复合 电子进入基区后,先在靠近发射结的附近密集,渐渐形成电子浓度差,在浓度差的作用下,促使电子流在基区中向集电结扩散,被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合,扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。 3、集电区收集电子 由于集电结外加反向电压很大,这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散,同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子(空穴)也会产生漂移运动,流向基区形成反向饱和电流,用Icbo来表示,其数值很小,但对温度却异常敏感。 参考资料:百度百科-三极管

三极管hfe与HFE分别指什么?有什么不同?

hfe是交流信号放大系数,俗称β,是动态的。HFE是直流电流放大系数,是静态的。


三极管β和hfe的定义是什么


用数字万用表怎么测三极管的极性?

三极管怎样判断好坏和极性

三极管的hFE的概念及用数字式万用表测试它的方法与步骤?

HFE是三极管直流电流放大系数简称。 H:Hybrid; F:forward;E:common emitter(共射接法) 其实就是三极管的电流放大倍数。 使用方法:判断出三极管的三个极(b,c,e),然后插入相应的插孔,万能表屏幕上就会显示该三极管的电流放大倍数 。 共射电路是放大电路中应用最广泛的三极管接法,信号由三极管基极和发射极输入,从集电极和发射极输出。因为发射极为共同接地端,故命名共射极放大电路。 万用表中没有阶梯波信号发生器也没交流毫伏表,当然不能测hfe.一般的厂家是模拟晶体管直流放大器电路原理提供了一个侧Hfe的装置,也只能测小功率晶体管。可测两种极性(PNP和NPN)的小功率普通晶体管,但是不能测场效应管和一些特殊晶体管。如果一定要自己测量的话......可以参考: 三极管hFE测量电路。 上图所示为万用表内部常用的hFE测量电路。由于电路电压为5V,偏置电阻Rb固定不变,故基极电流Ib也是固定值,这样三极管的hFE不同时,集电极电流Ic也就不一样。用直流电流表测得Ic后,根据公式Ic∕Ib即可计算出管子的hFE。 三极管的β是指管子的交流放大倍数,其值越大,表示管子对交变信号的放大能力越强。在低频小信号情况下,三极管的β与其hFE比较接近,可以近似认为β≈hFE。 顺便说一下,三极管的β并不是固定不变的,在三极管的集电极电流过小、过大或频率过高时,β皆要下降,并且β会随着环境温度升高而显著增大,故三极管放大电路中,一般都在其发射极串入负反馈电阻Re来稳定电路的工作点。 数字万用表测量三极管hFE的方法。 现在很多数字万用表皆可以测量小功率三极管的hFE。测量时将万用表的量程开关调至hFE位置,然后将三极管引脚正确插入相应的插孔,这样万用表显示的读数即为三极管的hFE。

数字万用表怎么测三极管


数字万用表红为+,黑为-;指针式万用表红为-,黑为+ 用数字万用表,当某只表笔固定在某一脚又测的其他两脚为低压降(PN结压降),可以判定此脚是基极(B),此时你可根据固定表笔的颜色来分别此管是NPN还是PNP,红为NPN,黒为PNP。 找出基极后,假设为NPN。 1、手指当电阻一端接基极另一端接红表笔去单独碰CE中的一个脚,黑表笔接CE另一脚,当两组值中小的一组红表笔接的就是集电极(C),黑表笔接的就是发射极(E)。 2、简单区别集电极(C)和发射极(E),红表笔接基极(B),黑接另两脚,总有一只脚的压降要比另一只小,因BC小于BE,较小的一只脚为集电极,另一只就为发射极(当然做测试的管是一只正常管)。 扩展资料数字万用表的作用: 电流、电压和电阻的测量,一般被视为万用表的基本功能。早期万用表制造厂商 AVO 的品牌,就是该设备能够测量的这三种度量单位的名称的缩写:A安培 (Ampere)、V伏特(Volt)、Ω欧姆(Ohm),所以早期的电工,一般还称万用表为三用表。 数字万用表,一种多用途电子测量仪器,一般包含安培计、电压表、欧姆计等功能,有时也称为万用计、多用计、多用电表,或三用电表。 数字万用表有用于基本故障诊断的便携式装置,也有放置在工作台的装置,有的分辨率可以达到七、八位。 数字多用表(DMM)就是在电气测量中要用到的电子仪器。它可以有很多特殊功能,但主要功能就是对电压、电阻和电流进行测量,数字多用表,作为现代化的多用途电子测量仪器,主要用于物理、电气、电子等测量领域。 参考资料来源:百度百科-数字万用表

数字式万用表hFE档测量三极管是NPN型还是PNP型?我有点疑惑

正插,引脚插EBC,测量的178值是正确的!型号NPN!
手打不易,如有帮助请采纳,谢谢!!


用数字万用表怎么测三极管的极性

型号测不出的,三极管上一般会写有。极性和放放大倍数的测量可用万能表测量。 一只标志不清的晶体管三极管,可以用万用表判断它的极性,确定它是硅管还是锗管,并同时区分它的管脚。对于一般小功率管,判断时一般只宜用Rx1K档.步骤如下: 1. 正测与反测 将红黑表笔测晶体管的任意两脚电阻,再红黑表笔互换仍测这两脚电阻,两次测量电阻读数不同,我们把电阻读数较小的那次测量叫正测,我们把电阻读数较大的那次测量叫反测。 2. 确定基极 将晶体管三只管脚编上号1.2.3. 万用表作三种测量,即1-2, 2-3,3-1,每种又分正测和反测。这六次测量中, 有三次属正测, 且电阻读数个不相同。找出正测电阻最大的那只管脚,例如1-2,另一支管脚3便是基极。这是由于不论管或管,都为两个二极管反向连接而成(如附图)。发射极,集电极与基极间的正测电阻即一般二极管正向电阻,很小。当两表笔接集电极和发射极时,其阻值远大于一般二极管正向电阻。 3. 判别极性 黑表笔接已确定的基极,红表笔接另一任意极,若为正测,则为NPN管,若为反测,则为PNP管。这是因为黑表笔接万用表内电池正端,如为正测,黑表笔接的是P端,晶体管属NPN型。如为反测,黑表笔接的是N端,晶体管属PNP型。 4. 确定集电极和发射极对集电极和发射极作正测。在正测时,对NPN管黑表笔接的是集电极,对PNP管,黑表笔接的是发射极。这是因为不论正测或反测,都有一个PN结处于反向,电池电压大部分降落在反向的PN结上。发射结正偏,集电路反偏时流过的电流较大,呈现的电阻较小。所以对NPN管,当集,射间电阻较小时,集电极接的是电池正极,即接的是黑表笔。对PNP管,当集,射间的电阻较小时,发射极接的是黑表笔。 5. 判别是硅管还是锗管 对发射极基极做正测, 若指针偏转了1/2--3/5,是硅管。若指针偏转了4/5以上,是锗管。这是因为电阻挡对基——射极作正测时, 加在基射间的电压是Ube=(1-n/N)E, E=1.5v是电池电压,N是有线性刻度的某一直流电压的总分格数,n是表针在该刻度线上偏转的分格数。通常硅管U=0.6~0.7v, 锗管Ube=0.2~0.3v。因此在测试时, 对硅管, n/N约为1/2-3/5;对锗管, n/N约为4/5以上。 另外,对于一般小功率的判别,万用表不宜采用Rx10或Rx1挡。以500型万用表测硅管来说明,该表内阻在Rx10挡是100欧,对硅管b.e极作正测是,电流达Ibe=(1.5v-0.7v)/100欧=8mA,? 测锗管时电流还要大,用Rx1挡电流更大,有可能损坏晶体管。至于Rx1k挡,该挡电池电压较高,常见的有1v,12v,15v,22.5v等几种,反测时有可能造成PN结击穿,故此挡也应慎用。 测判三极管的口诀 三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功,为了帮助读者迅速掌握测判方法,笔者总结出四句口诀:“三颠倒,找基极;PN结,定管型;顺箭头,偏转大;测不准,动嘴巴。”下面让我们逐句进行解释吧。 一、 三颠倒,找基极 大家知道,三极管是含有两个PN结的半导体器件。根据两个PN结连接方式不同,可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管,图1是它们的电路符号和等效电路。 测试三极管要使用万用电表的欧姆挡,并选择R×100或R×1k挡位。图2绘出了万用电表欧姆挡的等效电路。由图可见,红表笔所连接的是表内电池的负极,黑表笔则连接着表内电池的正极。 假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型,也分不清各管脚是什么电极。测试的第一步是判断哪个管脚是基极。这时,我们任取两个电极(如这两个电极为1、2),用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻,观察表针的偏转角度;接着,再取1、3两个电极和2、3两个电极,分别颠倒测量它们的正、反向电阻,观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测量中,必然有两次测量结果相近:即颠倒测量中表针一次偏转大,一次偏转小;剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小,这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极(参看图1、图2不难理解它的道理)。 二、 PN结,定管型 找出三极管的基极后,我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型(图1)。将万用表的黑表笔接触基极,红表笔接触另外两个电极中的任一电极,若表头指针偏转角度很大,则说明被测三极管为NPN型管;若表头指针偏转角度很小,则被测管即为PNP型。 三、 顺箭头,偏转大 找出了基极b,另外两个电极哪个是集电极c,哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。 (1) 对于NPN型三极管,穿透电流的测量电路如图3所示。根据这个原理,用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小,但仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,此时电流的流向一定是:黑表笔→c极→b极→e极→红表笔,电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”),所以此时黑表笔所接的一定是集电极c,红表笔所接的一定是发射极e。 (2) 对于PNP型的三极管,道理也类似于NPN型,其电流流向一定是:黑表笔→e极→b极→c极→红表笔,其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致,所以此时黑表笔所接的一定是发射极e,红表笔所接的一定是集电极c(参看图1、图3可知)。 四、 测不出,动嘴巴 若在“顺箭头,偏转大”的测量过程中,若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时,就要“动嘴巴”了。具体方法是:在“顺箭头,偏转大”的两次测量中,用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部,用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极b,仍用“顺箭头,偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。其中人体起到直流偏置电阻的作用,目的是使效果更加明显


三极管集电极电流是从哪来的呢?
放大原理我已经很明白了,我的理解是,基极电流和集电极电流实质上就是电子流,它们来自发射极,来自发射极的电子流按放大比例分成基极电流和集电极电流,Ie=Ib+Ic,假设Ube是维持发射结正偏的电源,Uce是维持集电结反偏的电源,假设我现在Ie=10 Ib=1 Ic=9,我现在想要Ic提高9,就是说怎么能通过调节Ube来提高Ib进而使Uce提高呢?Ube和Uce完全没有关系嘛.

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