BJT的电流分配与放大作用

三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。

    外部条件：发射结正偏，集电结反偏。（BJT的工作条件）

1. 内部载流子的传输过程

ü  发射区：发射载流子

ü  基区：传送和控制载流子

ü  集电区：收集载流子

   （以NPN为例）

发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流I_E。基区空穴向发射区的扩散可忽略。进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流I_B’  ,多数扩散到集电结。集电区收集扩散到集电结边缘处的电子形成集电极电流Inc（I_C的主要部分）。因集电结反偏，有少子形成反向电流I_CBO 。

    由以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管，或BJT (Bipolar Junction Transistor)。

    2. 电流分配关系

（1）三个电极电流总关系

I_E = I_B+ I_C

I_C = I_nC+ I_CBO

I_B = I_B’ - I_CBO

（2）共基极电流传输系数a

  由载流子的传输过程可知，由于电子在基区的复合，发射区注入到基区的电子并非全部到达集电区，管子制成后，复合所占的比例也就定了。也就是由发射区注入的电子传输到集电区所占的百分比是一定的，这个百分比用α表示。

因 I_C= I_nC+ I_CBO，且   I_C >> I_CBO

a 称为共基极电流放大系数，它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 a = 0.9~0.99。

（3）共发射极电流放大系数b

   ，∴ i_C＝b i_B

发射区每向基区供给一个复合用的载流子，就要向集电区供给b 个载流子,亦即i_C是i_B的b 倍。

b 是另一个电流放大系数，同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 b  >> 1，通常 为20～200。

b 和 a 的关系：

 ，  i_C＝b i_B

    由和，  i_C =αi_E

所以

可得 

两种类型三极管各电极电流方向

NPN型三极管            PNP型三极管

3. 三极管的三种组态

BJT的三种组态

共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；

共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示;

共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。

4. 放大作用

共基极放大电路

若Dv_I = 20mV，使Di_E = -1 mA，当a = 0.98 时，

则Di_C = a Di_E = -0.98 mA，Dv_O = -Di_C• R_L = 0.98 V，

电压放大倍数。

共射极放大电路

若 Dv_I = 20mV ，

使 Di_B = 20 uA。

设 a = 0.98，

则

Dv_O = -Di_C• R_L = -0.98 V

电压放大倍数。

综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。

三极管能起放大作用的条件是：

（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。

（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。

对于共射极电路，是以基极电流 i_B作为输入控制电流，研究其放大过程主要是分析集电极电流 i_C（输出电流）与基极电 流 i_B（输入电流）之间的关系。若能设法改变 i_B ，就能控制i_C，这就是三极管“以弱控制强”的电流放大作用。三极管属电流控制器件。

共射极电路不但能得到电压放大，而且还可得到电流放大，所以共射极电路是目前应用最广泛的一种组态。