资料介绍
"晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件"
在电子元件家族中,三极管属于半导体主动元件中的分立元件。
广义上,三极管有多种,常见如下图所示。
狭义上,三极管指双极型三极管,是最基础最通用的三极管。
本文所述的是狭义三极管,它有很多别称:
三极管的发明
晶体三极管出现之前是真空电子三极管在电子电路中以放大、开关功能控制电流。
真空电子管存在笨重、耗能、反应慢等缺点。
二战时,军事上急切需要一种稳定可靠、快速灵敏的电信号放大元件,研究成果在二战结束后获得。
早期,由于锗晶体较易获得,主要研制应用的是锗晶体三极管。硅晶体出现后,由于硅管生产工艺很高效,锗管逐渐被淘汰。
经半个世纪的发展,三极管种类繁多,形貌各异。
小功率三极管一般为塑料包封;
大功率三极管一般为金属铁壳包封。
三极管核心结构
核心是“PN”结,是两个背对背的PN结,可以是NPN组合,也或以是PNP组合。
由于硅NPN型是当下三极管的主流,以下内容主要以硅NPN型三极管为例!
NPN型三极管结构示意图
硅NPN型三极管的制造流程
管芯结构切面图
工艺结构特点:
发射区高掺杂:为了便于发射结发射电子,发射区半导体掺浓度高于基区的掺杂浓度,且发射结的面积较小;
基区尺度很薄:3~30μm,掺杂浓度低;
集电结面积大:集电区与发射区为同一性质的掺杂半导体,但集电区的掺杂浓度要低,面积要大,便于收集电子。
三极管不是两个PN结的间单拼凑,两个二极管是组成不了一个三极管的!
工艺结构在半导体产业相当重要,PN结不同材料成份、尺寸、排布、掺杂浓度和几何结构,能制成各样各样的元件,包括IC。
三极管电路符号
三极管电流控制原理示意图
三极管基本电路
外加电压使发射结正向偏置,集电结反向偏置。
集/基/射电流关系:
IE = IB IC
IC = β * IB
如果 IB = 0, 那么 IE = IC = 0
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