在电子元器件的世界里,三极管是一个非常重要的存在。今天,我们就来深入认识一下三极管。
三极管可以分为 NPN 和 PNP 类型,其划分依据是掺杂的元素相反。下面,我们以 NPN 三极管为例进行详细讲解。当基极的电压小于 0.7V(一般为阈值电压)时,NPN 三极管呈截止状态。

三极管封装图
在了解三极管的工作原理之前,我们先来看看它是如何构建的。三极管可以划分为三个区域,分别是发射区 E(掺杂大量电子,浓度)、基区 B(掺杂极少的空穴,宽度)以及集电区 C(掺杂适量的电子,宽度)。

三极管掺杂浓度图
为什么要这么划分呢?我们接着往下看。如果在三极管两端接入电源,会发现不管电源是正着接还是反着接,三极管都截止。解决方法是,先在发射极 E 和基极 B 加上电源,这时 PN 结导通,再给发射极 E 和集电极 C 加上电源,这时集电极的电子就会往右移,同时中间就会形成耗尽层。每当基极有一个空穴,从发射极就会涌来大量电子,这时只有少量电子会形成基极电流,而多出来的电子会以 β 倍的数量突破耗尽层,漂移到集电极。
三极管不导通图

三极管导通图
由于发射极电子多,基极空穴少,同性相斥使得发射极有很多电子突破中间耗尽层漂移到集电极。集电极的电子又会流回发射极,相当于有两路的电子都流回发射极,所以发射极的电流等于 β 倍集电极电流加基极电流。
发射极掺杂高浓度电子,是为了有更多电子充分流向基极和集电极;基极掺杂极少空穴和较窄的宽度,是为了让更多电子漂移到集电极。试想一下,如果基极电流越大,漂移到集电极的电子越多,集电极的电流就是输出电流,这就是三极管小电流控制大电流的特性。

三极管导通示意图
我们可以通过一个形象的例子来理解。就像水龙头一样,随着水龙头(集电极)打开的程度不同,就会有相应的水流(电流)流向发射极,基极的水流和集电极的水流汇总,一起流向发射极,形成大水流。
