三极管是一种广泛应用于各种电子设备的半导体元件。它有着非常重要的作用。所以如果能理解三极管的工作原理,我们就能更好地使用电子设备。
三极管是由三个掺杂不同材料的PN结组成,通常被分为三个区域:发射区、基区和集电区。PN结的两端是导体,当电流通过三极管时,便经由这三个区域的PN结。其中,基区的宽度非常狭窄,在基区两侧PN结的扩散区域形成P区和N区。在三极管中,最重要的角色是基区。
在三极管中,当把向三极管的发射区施正电压时,电子就会从它那里流向基区。电子在基区中会受到材料的掺杂原子的影响,从而使电子遇到空穴,被重新组合或被少量地制动,从而使部分电子被阻隔在基区。
随着基极电压的增加,基区的宽度变窄,空穴和电子发生再结合,逐渐形成一种电子束。当这个电子束流入N型区域时,由于它是个大电阻,电子会集中向少数掺杂原子对电子的捕获位移。尽管电子在N型区域的扩散是各向同性的,但它们仍然会受到P区掺杂原子的“束缚”而不能随心所欲地扩散,直到它们接近PN结为止。
在PN结中,其两侧是正倾斜,这时集电结被倒向产生少量的电流。这样,一个很小的初始电流便可以控制非常大的电流。由于这个特殊的性质,三极管可以在各种电路中有着广泛的应用,涵盖调速、变频、导电继电器、放大器等众多领域,尤其在集成电路方面得到了广泛的应用和发展。