简述bjt工作原理_BJT的工作原理及结构特点

阅读下面的文字时，你可以观看BJT如何工作的科普文章。

BJT，全名是两足连接翻译。

贝尔实验室的巴丁和布拉顿在1947年发明了点接触晶体管，肖克利在1948年发明了双极结晶体管。为了表彰这一成就，肖克利、巴丁和布拉顿共同获得了1956年诺贝尔物理学奖。

肖克利被认为是将硅带入硅谷的人。1957年，他的8名员工离开肖克利半导体实验室创办了飞兆半导体，直接或间接参与了包括英特尔、AMD在内的数十家半导体公司的创建。

BJT的结构可以看作是三明治结构，即两个P掺杂区中间一个N掺杂区，或者两个N掺杂区中间一个P掺杂区。

每个区域都有一个端子，它是基极、发射极和集电极。

如此命名是因为发射极发射载流子，集电极收集载流子，基极控制这些载流子的数量。

BJT有三个端子，基极、发射极和集电极。理论上有正负端子，所以工作状态组合多达八种。

但只有一种工作状态，具有实际应用价值和放大效应。即当BE之间的PN结正偏置，BC之间的PN结负偏置或零偏置时。

由于BJT的结构中有两个PN结，为了理解BJT的工作原理，有必要先回顾一下PN结的相关状态。

PN结有两种工作状态，确切地说，有三种，即零偏置、正偏置和反向偏置。

零偏置意味着PN结独自留在那里，没有任何外部连接。

正偏置是指PN结上加直流电压，即PN结的p型区为正，n型区为负。

反向偏置是指在PN结上施加反向电压，即PN结的p型区为负，n型区为正。

为了保证BJT职能的顺利实现，它具有以下结构特征：

(1)基区很薄。

(2)发射极由于其高掺杂浓度而被重掺杂。

有的同学会说，既然BJT的结构说明BJT是由两个PN结组成的，那么它的等效电路就不是两个二极管相对。那么，就拿两个二极管，如下图所示连接起来，不就构成BJT了吗？

如果真的这么简单，那BJT就没有问题。况且上面的电路没有放大作用，上面的二极管处于反向偏置状态，连一个电流都通不过。怎么才能放大？

所以，BJT虽然结构上是两个PN结，实际上有一颗大心脏在里面。

先说PN结的正向偏置和反向偏置。

当PN结正偏置时，其外部电压会产生一个从P型区到N型区的电场，这个电场的方向与内建电场的方向相反。因此，我们可以说，外加直流电压会削弱PN结中的电场，从而降低PN结中的势垒。势垒阻挡了扩散电流的移动，因此降低势垒将允许更多的扩散电流。

扩散电流包括两部分，一部分是从N型区流向P型区的电子电流；另一部分是空穴电流从P型区流向N型区。NPN BJT的发射极重掺杂N型，基极轻掺杂P型，所以扩散电流中的电子电流远大于空穴电流。

PN结反向时，其外加电压会产生一个从N型区到P型区的电场，这个电场的方向与内建电场的方向相同。因此，外部反向偏置电压会增强PN结中的电场，增加PN结中的势垒，进一步阻碍扩散电流的移动。但由于耗尽区有很强的内建电场，假设P型区靠近耗尽区的部分注入一个电子，在内建电场的作用下，电子会很快到达N型区。

当BJT处于正常工作状态时，意味着BE之间的PN结正偏(即VBVE)，BC之间的PN结反偏(VB

那么，会发生什么呢？

如果BE之间的PN结为正偏置，大量电子会从E极流向B极，少量空穴会从B极流向E极。考虑到PN结为正偏置，基极很薄，其内建电场很小，这些电场产生的漂移电流可以忽略。换句话说，上述电子流和空穴流主要属于扩散电流。

因为B电极很薄，流向B电极的电子流很容易从B电极的一侧到达B电极的另一侧，B电极的另一侧是BC之间PN结的耗尽区。

因为BC之间的PN结是反向的，所以其耗尽区的内建电场会比较大。嗖的一声，B电极附近耗尽区的电子会去C电极。

这里可以解释为什么BJT不能简单的用两个PN结等效，因为BC之间的PN结是反的，但是因为BJT的特殊结构，实际上有电流流过。

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