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BJT的电流分配与放大作用

1、BJT内部载流子的传输过程  

  BJT工作于放大状态的基本条件:发射结正偏、集电结反偏。

  在外加电压的作用下, BJT内部载流子的传输过程为:
                  
(1)发射极注入电子  

  由于发射结外加正向电压VEE,因此发射结的空间电荷区变窄,这时发射区的多数载流子电子不断通过发射结扩散到基区, 形成发射极电流IE,其方向与电子流动方向相反,如图3.2所示。

  

(2)电子在基区中的扩散与复合     

  由发射区来的电子注入基区后, 就在基区靠近发射结的边界积累起来, 右基区中形成了一定的浓度梯度,靠近发射结附近浓度最高,离发射结越远浓度越小。因此, 电子就要向集电结的方向扩散,在扩散过程中又会与基区中的空穴复合,同时接在基区的电源VEE的正端则不断从基区拉走电子, 好像不断供给基区空穴。电子复合的数目与电源从基区拉走的电子数目相等, 使基区的空穴浓度基本维持不变。这样就形成了基极电流IB, 所以基极电流就是电子在基区与空穴复合的电流。 也就是说, 注人基区的电子有一部分未到达集电结, 如复合越多, 则到达集电结的电子越少, 对放大是不利的。 所以为了减小复合,常把基区做得很薄 (几微米),并使基区掺入杂质的浓度很低,因而电子在扩散过程中实际上与空穴复合的数量很少, 大部分都能到达集电结。

  

(3)集电区收集电子        

  集电结外加反向电压,其集电结的内电场非常强,且电场方向从C区指向B区。使集电区的电子和基区的空穴很难通过集电结,但对基区扩散到集电结边缘的电子却有很强的吸引力, 使电子很快地漂移过集电结为集电区所收集,形成集电极电流IC。 与此同时,集电区的空穴也会在该电场的作用下,漂移到基区, 形成很小的反向饱和电流ICB0 。 

            

2、电流分配关系
 

与正向偏置的二极管电流类似,发射极电流iE与vBE成指数关系: 
    

集电极电流iC是iE的一部分,即:
 

    
 

式中β称为BJT的电流放大系数

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