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求教晶体三极管为什么能放大电流?
[楼主] 作者:欧阳飞  发表时间:2012/06/16 20:45
点击:2537次

看过一些多书如秦曾煌的《电工学》、康华光的《电子技术基础》,和百度知道或百度百科介绍晶体三极管的。

一般都说清楚了集电极电流比基极电流大的原因,但在解释基极很小电流变化引起集电极很大电流变化的原因上,没有一个说清楚了的,都是用现象来解释结果。

本人不是学电子方面专业的,对这个不懂,求教。

有没有朋友知道,晶体三极管基极很小电流变化引起集电极很大电流变化的真正原因?

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 [2楼]  作者:dongmin1948  发表时间: 2012/06/17 18:38 

你真的不知道吗?
[楼主]  [3楼]  作者:欧阳飞  发表时间: 2012/06/17 20:10 

对【2楼】说:
真的不知道,一直很纳闷。
 [4楼]  作者:hudemi  发表时间: 2012/06/17 20:21 

对【3楼】说:

以前学过,现在忘了。

不知你为何追问这个问题,有什么深刻的含义吗?

如何只是为了理解,我可以打个比方。晶体三极管有两个PN结,其中一个PN结微小的电流变化可以导致另一个PN结较大的电流变化。就比如有一个水库和一个闸门,你用一个较小的能量提升闸门就可以可以获得较大的流水能量。

 [5楼]  作者:dongmin1948  发表时间: 2012/06/18 12:04 

对楼主:4楼的比方是对的。说得稍微详细一点吧!
晶体三极管的构造分为:三区三极二结。以NPN三极管为例,发射区(N型半导体),基区(P型半导体),集电区(N型半导体);发射极e(由发射区引出的电极),基极b(由基区引出的电极),集电极c(由集电区引出的电极);发射结(发射区与基区之间的PN结),集电结(集电区与基区之间的PN结)。在制造工艺中,发射结与集电结之间的基区很薄(为微米级)。
在三极管的共发射极电路设计中,发射结施加较小的正向偏压(eb电压),集电结施加较大的反向电压(ce电压)。在基极的正向偏压下,载流子(本例为电子)由发射区穿过发射结到达基区,由于基区很薄,载流子由于惯性运动或称扩散运动,大多数载流子很快到达集电结,同时受集电结反向电压的吸引,迅速穿过集电结到达集电区,相当于集电结电阻减小,形成较大的集电极电流,它较基极电流大得多。这种用很小的基极偏压引起很小的基极偏流变化,能使集电结动态电阻迅速变化,引发的较大的集电极电流变化,称为三极管的电流放大作用。电流放大倍数是晶体管的主要参数之一,它由两个PN结之间的基区的几何厚薄尺度所决定。这类似真空电子管用较小的栅阴电压控制较大的阴屏电流一样。具有放大作用。
晶体管的工作状态分为:截止,放大,导通三种区域。工作在放大区域的晶体管可以用在电流放大,电压放大,功率放大及其它很多种作用的电路中。工作在截止,导通区域的晶体管用在各种开关逻辑电路(数字电路)中,在计算机中大量应用。



[楼主]  [6楼]  作者:欧阳飞  发表时间: 2012/06/18 18:53 

多谢上面两位,经过两位开导,懂了些。
 [7楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2012/06/19 10:29 

这里首先得搞清楚,三极管放大的并不是电流而是讯号,否则就会无理解。仍以NPN三极管和水库开闸放水为例,

P极就是相当于水库闸门的一片很薄的半导体元件,开闸放水量的大小讯号就是它控制的,所以这一极实际上接入

的只是讯号电流。千万别把讯号电流当成回路电流,否则你无论如何也理解不了这放大的电流能量从哪来。

※※※※※※
牛 东
 [8楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2012/06/19 10:29 

这里首先得搞清楚,三极管放大的并不是电流而是讯号,否则就会无理解。仍以NPN三极管和水库开闸放水为例,

P极就是相当于水库闸门的一片很薄的半导体元件,开闸放水量的大小讯号就是它控制的,所以这一极实际上接入

的只是讯号电流。千万别把讯号电流当成回路电流,否则你无论如何也理解不了这放大的电流能量从哪来。

※※※※※※
牛 东
 [9楼]  作者:dongmin1948  发表时间: 2012/06/23 16:29 

对8楼:大师先生好!晶体三极管放大的是电流,是各种各样的信号电流。包括:直流电流,音频脉动电流,各种波形(正弦波,锯齿波,矩形波,脉冲波)的中高频信号电流。放大倍数由极区的厚薄来决定,在共发射极电路中,通过发射结的电流Ie的分配比例(β),即Ic和Ib的大小比例,由它决定。但是,它不是放大能量,它的电流是由电源供给的。正如大师说的。
 [10楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/01/16 16:29 

9楼正确。
 [11楼]  作者:dongmin1948  发表时间: 2013/01/18 14:12 

5楼,9楼的表述,是我对晶体管放大作用的传统理论的经典的解释方法。其实真正在的秘密还没有揭开。晶体三极管含有两个P-N结。P-N结对人类太重要了,它彻底改变了世界的面貌,改变了人类的生活。以20世纪60年代(1960年)为界线,1960年以后P-N的出现和应用,从半导体技术到微电子技术革命彻底改变了人类的命运。所以我认为P-N结是人类最最伟大的杰作。P-N结就是一个二极管,种类很多。它很小,大规模集成电路每平方毫米达到上万个;它很大,太阳能光伏电池,每块板就是一个P-N结。就像大的像鸡蛋,小的像卵子在显微镜里才能看到。
光伏二极管,LED电源(发光二极管)和传统名目繁多的各种功能的二极管一样,P-N的微观道理是一样的。要彻底搞清楚这个问题,请参阅我的书《宇宙的真谛》里的“二粒三构”的理论。
[楼主]  [12楼]  作者:欧阳飞  发表时间: 2013/01/18 15:27 

对【11楼】说:
不错,虽然类似于水闸放水有助于理解,但其微观原因是复杂的。单个PN结还容易理解,两个PN结组合在一起就很神奇了。
[楼主]  [13楼]  作者:欧阳飞  发表时间: 2013/01/18 15:33 

本人曾仔细琢磨过PN结的伏安特性,为何具有那样的特性,但毫无头绪。
[楼主]  [14楼]  作者:欧阳飞  发表时间: 2013/01/18 15:40 

PN结以及组合PN结中的现象大多是非线性现象,可能的原因有正/负反馈,微观的量子效应等。

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