npn晶体管和pnp晶体管如何工作？

npn晶体管和pnp晶体管如何工作？

图1：npn晶体管的工作原理

双极晶体管（双极结型晶体管：BJT）由集电极、基极和发射极等区域组成，极薄的基极区位于集电极区和发射极区之间。基极区共享的集电极和发射极之间两个pn结。为获得高电流增益，发射极区的掺杂程度比基极区高出几个数量级。

BJT通过在发射极和基极之间施加正向电压VBE来导通基极和发射极之间的PN结。从发射极流向基极的载流子（发射极电流）是通过升高和降低BE之间的能垒来控制的，BE之间的电压由基极电流决定。

发射极的杂质浓度高，大量载流子流入。此外，由于基极宽度较薄，所以几乎没有复合就流入集电极。因此，BJT充当放大基极电流的元件。

让我们考虑一下npn晶体管，其中集电极电位高于发射极电位，而基极电位比发射极电位约高出0.7 V。换言之，基极-发射极结发生正向偏置，而基极-集电极结发生反向偏置。

当基极-发射极结发生正向偏置时，小电流流入基极，将空穴注入p型掺杂的基极区。这降低了基极和发射极之间的能垒，允许发射极中的一些自由电子扩散到基极。由于发射极和基极之间的杂质浓度不同，基极中的空穴数量与扩散的电子相比较少，而且基极非常薄。 由于电子数量多于空穴且在基极存在的时间短，大部分扩散的电子到达基极-集电极结并流入集电极而不复合。 这就是集电极电流。

直流电流增益hFE主要由基极和发射极之间的杂质浓度差以及基极宽度的厚度决定。BJT是一种集电极电流可由基极电流控制的器件。

接下来，我们考虑一下 pnp 晶体管。 假设集电极电位低于发射极电位，并且基极电位比发射极电位低大约0.7 V。如为pnp晶体管，电子被注入n型掺杂的基极区。这降低了能垒并允许一些空穴扩散出发射极。其中一些空穴与注入基极区域的电子重新结合。 剩余的空穴扩散穿过基极区域，到达集电极。