晶体三极管

晶体三极管又称为双极性三晶体管BJT（Bipolar Junction Transistor）。三极管根据不同的掺杂方式和浓度，在一个硅片上形成了两个PN结。

晶体管结构

物理结构可以大致分为，不同的掺杂元素，掺杂浓度和面积决定了不同的区域的性质：

• 发射区掺杂了P元素，掺杂浓度高，面积小
• 基区掺杂了B元素，掺杂浓度低，面积小
• 集电区掺杂了P元素，掺杂浓度低，面积达

这里主要看NPN型，PN结在加入正向电压时导通，因此在画NPN型符号时，箭头指向的是导通方向：

放大原理

这里共用了发射极，因此称为共射放大电路。

共射放大电路的工作条件是发射结正偏，集电结反偏。看以看到发射极和基极构成的PN结处于导通状态，而集电极和基极构成的PN结处于截止状态。

在这里我们需要注意的一点是：

$V_{BB} < V_{CC}$ 这样才能使发射结处在正偏，而集电结处于反偏。

载流子的运动方向

1. 发射结导通，扩散运动形成发射极电流

发射极E的掺杂浓度高，在发射结正偏的情况下，PN结导通，E中的自由电子发生扩散，又因为E的掺杂浓度高，因此参与扩散的自由电子浓度高。同时，空穴也会从B向E进行扩散，由于B的掺杂浓度低，$I_{EP}$可以忽略不计，可以近似认为扩散运动形成了发射极电流$I_E$。

2. 扩散到基区的自由电子和空穴复合，形成基极电流$I_B$

这里需要注意的是，由于B的掺杂浓度低，而集电结又是反偏，PN结截止，漂移运动占主导地位，基极为P型半导体，其中的非平衡少子为自由电子，会在反偏的作用下，会加速漂移到集电结，只有少数的空穴会与其复合，又由于$V_BB$的存在，电子和空穴的复合也会进行，因此形成了基极电流$I_B$。

3. 集电结反偏，漂移运动形成$I_C$

由于集电结的面积大且反偏，因此基极的非平衡少子，会漂移到集电极中，形成漂移电流$I_{CBO}$。平衡少子也会参与到漂移运动中去，但数量微少，可以忽略不计，因此在$V_{CC}$的作用下，形成了$I_C$。

由此可以看到，发射极中的大部分电子在基极成为非平衡少子，加速漂移运动运动到集电极，这也是集电极名称的由来。

电流分配

$I_E = I_{EN} + I_{EP} = I_{CN} + I_{BN} + I_{EP}$

$I_C = I_{CN} + I_{CBO}$

$I_B = I_{BN} + I_{EP} - I_{CBO}$