npn三极管工作中饱和区时,发射极正偏,集电极正偏。但是电流仍然是从c流到e,从b流到e。 请问 三极管npn工作在饱和区集电极正偏,发射极正偏,所谓集...

\u4e00\u4e2aNPN\u578b\u4e09\u6781\u7ba1\u9971\u548c\u65f6\u4e24\u4e2aPN\u7ed3\u5747\u4e3a\u6b63\u504f\uff0c\u96c6\u7535\u6781\u548c\u53d1\u5c04\u6781\u7684\u7535\u5b50\u662f\u4e0d\u662f\u90fd\u6d41\u5411\u57fa\u6781\u5462?\u53efIC\u53c8\u600e\u4e48\u4f1a\u4eceC\u5230E\u5462?

\u5475\u5475\uff0c\u4e66\u4e0a\u8bf4\u7684\u662f\u6b63\u786e\u7684\uff0c\u8fd9\u4e2a\u95ee\u9898\u7684\u786e\u56f0\u60d1\u4e86\u5f88\u591a\u4eba\uff0c\u8ba9\u6211\u4eec\u9677\u5165\u8bef\u533a\u7684\u662fIC\u7684\u6d41\u5411\u95ee\u9898\uff0c\u9700\u8981\u6307\u51fa\u7684\u662f\u4e09\u6781\u7ba1\u4e0d\u662f\u4e8c\u6781\u7ba1\uff0c\u4e0d\u53ef\u4ee5\u7528\u4e8c\u6781\u7ba1\u7684\u6982\u5ff5\u5957\u7528\u5728\u4e09\u6781\u7ba1\u4e0a\uff0c\u8fd9\u662f\u4e24\u79cd\u5185\u90e8\u7ed3\u6784\u5b8c\u5168\u4e0d\u540c\u7684\u5668\u4ef6\uff0c\u9700\u8981\u5206\u5f00\u6765\u7406\u89e3\u3002
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\u6240\u8c13\u6b63\u504f,\u662f\u5bf9\u5730\u800c\u8a00,\u5728(NPN)\u5f00\u5173\u7535\u8def\u4e2d, \u53d1\u5c04\u6781\u4e0d\u4f1a\u6b63\u504f\u3002\u56e0\u4e3a\u5f00\u5173\u7535\u8def\u7684\u5c04\u6781\u4e00\u822c\u4e0d\u4f1a\u63a5\u7535\u963b\u81f3\u5730;
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ube>Uon(开启电压)时,发射区自由电子由扩散运动到达基区 ,此时发射区、基区和集电区都有了自由电子,集电极C和发射极E相当于导通了,这时可以把晶体管等效于一根导线,如上图所示(基本共射放大电路)。当然这个图不是完全正确,但不影响这个问题的分析。

此时无论管压降uce>ube或uce<ube,即无论集电极c的电位大于或小于基极电位,Rc这路都是有电流的,并且总是从上至下(从集电极c到发射极e),因为这股电流的能量都来自Vcc,而Vcc的电压方向是已经固定的。

即使将基极短路,也就是去掉基极,集电极和发射极也有电流,这个电流称为穿透电流。穿透电流越小,晶体管的质量越好。

至于放大区要求uce≥ube的原因:集电区无法从发射区直接搬运自由电子(以下简称电子),得等到Ube把电子从发射区搬运到基区后,集电区再从基区搬运一定比例的电子,至于这个比例的多少由管压降Uce决定。

那么有人要说了,饱和时,uce<ube,为什么基区没有从集电区搬运电子呢?或者说为什么ic的电流方向没有反过来?这是因为晶体管的结构造成的,集电区只挨着一个基区,搬运电子的来源只能是基区。而基区上边是集电区,下边是发射区。饱和时,uce电压虽然接近零,但还是有一点的,而且集电区的大后方还有一个电源Vcc。比较下,发射区是个软柿子,而且发射区连接着大地,所以从发射区搬运电子无压力,所以,即使uce再低,ube再高,基区还是会选择从发射区搬运电子。

从路径上分析,集电区从基区搬运电子,电流ic走的通路是:Vcc正-Rc-集电区-基区-发射区-Vcc负(大地),只是经过了基区,抗衡的只是基区的电位。但基区要想从集电区搬运电子,走的通路就是:Vbb正-Rb-基区-集电区-Rc-Vcc-Vbb负(大地),他要对抗的是Vcc这个强大军团。事实上,Vcc>Vbb,所以图中一个画了四条横线,一个只画了两条横线,以示大小。

概括说,基极-发射极的电压ube影响晶体管的开启和关闭,无法影响到集电极-发射极电流ic。集电极-发射极电压uce大时,ic增大。当uce变小时,也就是ic无法继续增大时,就是大家说的饱和状态。

————参考书籍

《模拟电子技术基础》(第五版)高等教育出版社 童诗白 华成英著



(1)npn三极管基本结构
二个PN结将基片分为三个区:发射区、基区和集电区,每区引出一个电极分别称为发射极(E)、基极(B)和集电极(C);
发射区与基区之间的PN结称为发射结,基区与集电区之间的PN结称为集电结
(2) npn三极管工作中截止区时,此时集电极电位比基极高,所以集电结反偏
是发射结电压虽正偏但<0.5V(死区电压)或反偏,集电极电流=0;
(3) npn三极管工作中放大区时,是发射结正偏>0.5V,集电结反偏,此时集电极电位比发射极电位高,所以电流是从C流向E,但C电位比B电位高,所以集电结反偏;
(4) npn三极管工作中饱和区时,发射结正偏>=0.7V,集电结正偏,此时集电极电位仍比发射极电位高,所以电流仍是从C流向E,但C电位比B电位低,所以集电结正偏;V(ce)≈0.1-0.3V
(5) 发射结, 集电结的正偏与反偏不是由电流流向定义的,而是由B,C,E的电位高低来定义的,

我认为应该这么解释,首先克服一个观念就是pn结正偏时电流就一定由p区流向n区,对于二极管是没问题的,但是三极管中存在另一个pn结的影响。就拿npn来说,当发射结正偏时,由于发射区的掺杂浓度更大,多子的扩散作用更强,导致基区中积累了很多电子,如果集电结反偏,其内建电场增强,有助于基区的电子漂移进集电极,这样就形成了Ic,但如果集电结正偏的话,其内建电场被削弱,基区中电子的漂移运动只是被减弱了,但在基区中堆积的电子太多了,仍然存在很强的漂移运动,所以此时Ic仍然存在,且方向不变,只是比放大区时减小了。
那么二极管为何在反偏时为何不会出现反向的电流?因为在p区中没有那么多的电子堆积

BC结正偏时,基极电流ib一部分流过BE结,一部分流过BC结,流过BC结的电流再由C流向E。
正偏和反偏指的是BE结或BC结正偏或反偏,不是C极和E极。

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