NPN三极管放大原理
NPN三极管放大
这是华为的芯片,还有其他人的芯片
无论这些芯片再复杂,它们都是由这种材料制成的
硅晶体
我们把他放大,单个硅原子最外层带有四个电子, 在纯硅当中,这些电子会两两形成共价键,此时周围形成非常稳定的八电子结构
我们接上电池, 电池无法吸引其中的电子离开,也无法输入新的电子,此时灯泡不亮
这就是为什么纯硅是不导电的.
在这个基础上,我们掺杂5价磷,
磷带有五个电子,和硅的4个电子,旋转配对后,也会形成八电子结构
此时多出来一个自由电子,会带负电,
这就是N形掺杂(N型半导体)
电池负极输入负电荷,同性相斥推动自由电子向前,再被正极吸引
此时N型半导体处于导电状态,灯泡点亮
同理给纯硅掺杂3价硼,形成共价键
离8电子结构还缺一个, 这个位置会形成空穴,并且带正电
这就是P型掺杂(P型半导体)
负极输入负电荷填充到空穴,再被正极吸引形成回路,此时P型半导体也处于导电状态,灯泡点亮
现在将这块纯硅,进行两种掺杂,N区的自由电子带负电,P区带正电的空穴.
P区带正电的空穴会吸引自由电子扩散填充
左边失去电子的区域会显正电(电子和空穴结合),P区得到新的电子会显负电(结合之后,会多出来新的没结合的电子)
这整块区域就是耗尽层,也叫PN结
当电池负极接N区,正极接P区,负极输出负电荷,同性相斥,推动电子向前
只要电压大于0.7V(耗尽层比较薄,所以加大电压就可以穿过),自由电子就能穿过耗尽层,填充到空穴.又再次被电源正极吸引,此时处于导通状态,灯泡点亮
把电池反过来,正极吸引自由电子离开,负极输入负电荷填充空穴,此时耗尽层增大(空穴和电子结合,那耗尽层就增大了,需要更大的电压才能击穿),新的负电荷时钟无法跨过,所以电流截止灯泡熄灭
这就是二极管单向导通的原理
在这个基础上, 改为给左边较小的区域,进行高浓度N型掺杂,给中间极度小的区域,进行P型掺杂,在右边较宽的区域,进行普通浓度N型掺杂,
PN相连处形成耗尽层,接下来三个区域分别形成引脚,命名为CBE,
给BE通电,负电荷同性相斥,推动自由电子向前填充到空穴,再被正极吸引形成回路,
仔细看P区,每吸引一个电子出来,就有一个空穴等着下一个填充上来
再给CE通电,正极接右边N区,所以会吸引电子离开,耗尽层增加大
这时左侧N区,接了两个电源负极,会输入新的负电荷,再加上本身是高浓度N型掺杂,含有大量自由电子,当BE电源每吸引一个电子形成空穴,就会涌入大量的负电子,
抢占这个空穴,其中只有一个电子进入空穴,
而这些多出来的电子, 会挤在这块区域,注意右侧是正常浓度掺杂,耗尽层负极区同性相斥的力,远远低于电子向右的力,这些多出来的电子,就会产生飘移运动,突破耗尽层进入右侧N区,然后被电池正极吸引
这个过程是P区,每出现一个空穴,就会有β倍的电子飘逸过去,意味着加大BE的电压,吸引更多电子形成更多的空穴,就能漂移过去更多的电子
电子的移动方向和电流方向相反,流入基极的电流表示lb,流入集电极表示lc,lb放大β倍会等于lc,
最终两个相加汇总,lb + lc = le , 这就是他们之间的关系, 也就是三极管完整的放大原理了
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