PNP 和 NPN 晶体管

出处:维库电子市场网 发布于:2023-11-27 15:15:22

  如果我们尝试将pn结焊接到np结,我们会得到如图 1 所示的器件,其中字母 E、B 和 C 分别表示发射极、基极和集电极。这些是分配给三个区域p、n、p的名称。

  这样我们就创建了一个PNP 晶体管

  图 1:PNP 晶体管。 每个区域的大小是指示性的。
  图 1:PNP晶体管。每个区域的大小仅供参考

  相反,如果我们将np结焊接到pn结,我们就会得到如图 2 所示的器件,其中 E、B 和 C 在掺杂方面的作用颠倒了。结果是一个 NPN 晶体管。在两种配置中,器件均由连接点J E 和J C组成。

  图 2:NPN 晶体管。
  图 2:NPN晶体管
  晶体管也被称为半导体三极管,因为它标志着真空管的终结,就像结型二极管取代了真空二极管一样。另一个常见名称是 BJT,是双极结型晶体管1的缩写。双极属性是指半导体中的导电性(由电子和空穴给出)。

  在图3中,我们可以看到PNP晶体管的电路符号,其呈现方式是为了突出与图1中的关系图。同样,图4显示了NPN晶体管符号。

  图 3:PNP 晶体管的电路符号。

  图3: PNP晶体管的电路符号

  图 4:NPN 晶体管的电路符号。
  图 4:NPN晶体管的电路符号
  开路晶体管
  让我们参考PNP晶体管(结果立即推广到NPN晶体管)。在开路条件下,我们期望与单结类似的行为,即存在接触电势(请参阅前面的教程),这实际上是势垒,其目的是防止空穴从发射极扩散到基地。如果没有这样的屏障,这些洞就会无限地向基地延伸;显然是非物理情况,因为我们处于开路条件下。如果 V 0是结点 J E处势垒的高度,类似的论证将导致我们说结点 J C上存在势垒 V'。假设各个区域 p,n,p 具有相同的杂质浓度,我们有 V 0 = V′。

  热平衡的实现将通过单个区域的少数载流子浓度的恒定值来表征:

  电力电子科学笔记:PNP 和 NPN 晶体管
  使用以下约定:主字母表示载流子(电子、空穴),个下标表示其所属区域。例如,符号n p 告诉我们正在考虑p区域中的电子(因此少数电荷)。,第三个下标0表示系统在温度T 0(不一定是室温)下处于热力学平衡。
  应该注意的是,我们忽略了耗尽层(在之前的教程中讨论过),因为与双结层相比,它的大小可以忽略不计。
  在p型区域中,浓度n相同,因为我们假设这些区域相同。如果在笛卡尔轴系统中,我们在横坐标上构成PNP晶体管的双结的线性尺寸,在纵坐标上单个区域中少数载流子的浓度(方程(1)),在热力学和开路平衡我们将得到如图 5 所示的趋势,其中我们假设p n 0 > n p 0。

  还应该指出的是,少数载流子浓度和开路条件下严格恒定的趋势是平均操作的结果,因为这些量围绕平均值(即测量值)波动。

  图 5:开路 NPN 晶体管中少数载流子浓度的趋势。
  图5:开路NPN晶体管中少数载流子浓度的趋势
  晶体管偏置

  由于存在两个结和三个端子,因此极化组合比二极管更多。像往常一样,我们参考 PNP 晶体管,直接反向偏置J E 和J C。 在图 6 中,我们了这种极化配置,而图 7 是相应的电路图。准确地说,我们有一个电压发生器,其电压为V EB,而V CC 表示连接到J C 的电池产生的电压。我们用V CB 来表示集电极和基极之间的电位差。

  图 6:结点 JE 正向偏置,而 JC 反向偏置


  图 7:结点 JE 正向偏置,而 JC 反向偏置。
 从发射极扩散到基极以及电子从基极扩散到发射极。因此,结果是J E的p和n两个区域中少数载流子浓度的宏观增加。
  让我们把注意力集中在底座上广泛存在的洞上。在这里,我们在J C 附近具有以下电荷配置:如果我们测量 C 和 B 之间的电势差,我们会发现如图 7 所示的值,这意味着空穴被集电极 C“收集”。然而,J C 是反向偏置的,这决定了底部孔的指数阻尼,因此在J C 处,这些载流子的浓度在统计上为零。反过来,J C 的反向偏压会导致J C的p区电子浓度降低,这会以指数方式衰减J C 。C。如前所述, J E p区会增加,然后由于结中众所周知的少数载流子扩散机制而呈指数衰减。图 8 总结了这些结论。

  

  图8:闭路NPN晶体管中少数载流子浓度的趋势
关键词:晶体管

版权与免责声明

凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,https://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。

本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

广告
上传BOM文件: BOM文件
*公司名:
*联系人:
*手机号码:
QQ:
应用领域:

有效期:
OEM清单文件: OEM清单文件
*公司名:
*联系人:
*手机号码:
QQ:
有效期:

扫码下载APP,
一键连接广大的电子世界。

在线人工客服

买家服务:
卖家服务:

0571-85317607

客服在线时间周一至周五
9:00-17:30

关注官方微信号,
第一时间获取资讯。

建议反馈

联系人:

联系方式:

按住滑块,拖拽到最右边
>>
感谢您向阿库提出的宝贵意见,您的参与是维库提升服务的动力!意见一经采纳,将有感恩红包奉上哦!