在三極管器件的設(shè)計(jì)中，通常會(huì)在發(fā)射區(qū)進(jìn)行N型高摻雜，以便在發(fā)射結(jié)正偏時(shí)從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子在基區(qū)形成相當(dāng)高的電子濃度梯度?；鶇^(qū)設(shè)計(jì)的很薄，這樣注入到基區(qū)的電子只有很少一部分與多子空穴復(fù)合形成基極電流。與基區(qū)電子復(fù)合的源源不斷的空穴需要基極提供電流來(lái)維持。在設(shè)計(jì)中對(duì)集電區(qū)則進(jìn)行較低的P型摻雜且面積很大，以便基區(qū)高濃度的電子擴(kuò)散進(jìn)去集電區(qū)形成集電極電流。

圖5 三極管內(nèi)部載流子分布

三極管的工作原理

圖6為三極管共射極電路，圖7為三極管的Ic-Vce輸出特性曲線。三極管的輸出特性曲線對(duì)于電路的分析來(lái)說(shuō)很重要，可以分為截止區(qū)（cut-off region）、線性放大區(qū)（acitve region）、飽和區(qū)（saturation region）。深入理解各個(gè)區(qū)域的工作條件和工作機(jī)制，對(duì)于我們很好得應(yīng)用三極管是非常有必要的。下面就結(jié)合圖6和圖7對(duì)各個(gè)區(qū)域的工作狀態(tài)進(jìn)行分析。

圖6 共射極狀態(tài)下內(nèi)部載流子的分布

圖7 三極管輸出特性曲線及工作狀態(tài)

在圖6中，我們給三極管發(fā)射結(jié)加上正向偏置電壓，因?yàn)镻N結(jié)（發(fā)射結(jié)）的輸入曲線（圖8）是指數(shù)關(guān)系，即當(dāng)輸入電壓超過(guò)二極管的門限電壓以后，輸入電壓增加很少，輸入電流就會(huì)急劇增加。同時(shí)，三極管的基區(qū)復(fù)合空穴主要是由基極提供，所以雙極性晶體管也叫電流型控制器件，與之對(duì)應(yīng)，MOSFET因?yàn)槭请妷嚎刂戚敵鲭娏鳎苑Q為電壓型控制器件。

圖8 PN結(jié)的特性曲線