三极管放大时，集电结反偏，为什么会产生电流IC？

登录 · 发表于 2021-3-25 10:30

本帖最后由 zzj8766 于 2021-3-25 10:51 编辑

这个问题貌似跟我之前的贴子是一个问题，《求教MOS管为什么夹断后还有电流，这“夹断”是翻译问题？》
https://bbs.21ic.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3119016&page=1&extra=#pid11979458

现在这两个问题可以整合一起了《三极管放大时，集电结反偏，为什么会产生电流IC？》集电结 PN结都反偏啦？

现在回头想想三极管，又不明白了，众所周知是先学的PN结反向偏置时，没电流，耗尽层加大，空间电荷区加宽，内电场加大，阻止了扩散运动。
没讲三极管之前，PN结反向偏置的知识就好比是前朝的剑，然而讲到了三极管，又不考虑了反向偏置的PN结？这三极管难道是当朝的官么？前朝的剑斩不了当朝的官？？？？？

好家伙到三级管放大这里教科书上直接却说是基区非常非常薄，VCC的电压直接把基区的电子吸引过去了？我感觉到了左右横跳，反复打脸的感觉
传统教学教科书把NPN三极管类比做两个背对背的二极管来理解，我知道三极管并不是这样的物理模型，但是总会有PN结的产生吧?那么集电极与基区产生的PN结，反向电压是怎么产生电流的呢？反向电压产生的PN结耗尽区，空间电荷区加宽，阻止不了不了IC么？难道就因为电场力的原因，把基区大量的电子轻松的吸引到了集电极？那么这个耗尽层是个摆设么？根据PN结反向电压偏置这耗尽层越来越宽啊。。。。再大的VC不就把这PN结烧了么。。。

发表于 2021-3-25 10:46

BJT要比MOS理解起来难些。如果LZ连MOS都未曾理解，那么建议就别纠结于BJT了。

LZ表述中已经说到“基区非常非常薄”，这就是其关键之一。

这些内容，纯属半导体器件原理，其还基于半导体物理。在还未具备相关知识的情况下，建议忽略这些器件原理，直接采用三极管的模型。

发表于 2021-3-25 10:53

HWM 发表于 2021-3-25 10:46
BJT要比MOS理解起来难些。如果LZ连MOS都未曾理解，那么建议就别纠结于BJT了。

LZ表述中已经说到“基区非常 ...

关键是教科书先介绍的PN结相关问题，然而到三极管放大这里集电结直接反偏了，而且还是导通的，有益的，这就很是让我感到左右横跳，反复打脸的感觉

发表于 2021-3-25 11:02

zzj8766 发表于 2021-3-25 10:53
关键是教科书先介绍的PN结相关问题，然而到三极管放大这里集电结直接反偏了，而且还是导通的，有益的， ...

BJT不能简单地看成是两个独立的PN结。

发表于 2021-3-25 11:21

HWM 发表于 2021-3-25 11:02
BJT不能简单地看成是两个独立的PN结。

不是说简单的看成两个PN结，而是P型半导体和N型半导体接触，交界面发生扩散不就是产生了一个空间电荷区吗？这个应该是吧，只能说是类似PN结，但是是基区很薄的不对称PN结罢了

发表于 2021-3-25 16:02

PN结的非击穿性反向导通，初阶书不会论及，
漂移，光敏，穿通，重掺杂，关系到的都是反向特性，机制各异。

发表于 2021-3-25 16:28

zzj8766 发表于 2021-3-25 11:21
不是说简单的看成两个PN结，而是P型半导体和N型半导体接触，交界面发生扩散不就是产生了一个空间电荷区吗 ...

结不在向，有「子」则导，
反偏的 PN结，只要任何一方获得自己缺乏的载流子，就能导电，
在 BJT 中，获得载流子的是基区，因 Ie 的扩散长度大于基区厚度，集电结就有大把大把的「少子」可漂，成为 Ic 了。

发表于 2021-3-25 16:48

电路不是粒子加速器，电路中的载流子是处处等速的，
饱和的 BJT ，就如电线，电线没有电位差，电流哪来，不就是电源的电动势吗？！

发表于 2021-3-25 18:48

这些理念，针对的是原理，行为，是形像思维，犯不着动用大学甚至专业级的分析方法。

发表于 2021-3-26 09:17

以下是我的一些理解：
对于PN结而言，P区多子是空穴，N区多子是电子，PN结加正向电压，自然导通。加反向电压的时候，空间电荷区形成，反向电流的形成是P区少子（电子）,N区少子（空穴）等载流子的漂移形成，由于浓度低，所以反向电流很小；
这个情况分析对于三极管的PN结也是成立的。首先看基级-发射极的PN结，正偏电压，基级-P区的多子本来是空穴，由于发射级-N区的电子扩散，同时基级-P区的很薄，也就是空穴浓度很低，基级空穴和发射极扩散过来的电子复合运动，造成基级-P区多子浓度降低，从发射级扩散过来的电子（相对基级-P区而言还是少子）浓度增加，此时在基级-P区的高浓度载流子就是电子（还是称为少子），而集电区-N区是大面积-低渗杂区域，多子虽然的电子，但浓度极低。此时集电极-基级加反偏电压，在基级的电子（少子）在电场的作用下，偏移到了集电区，形成Ic。这个和PN结反偏截止不矛盾，只是在三极管基级-P区的载流子发生了变化

发表于 2021-3-26 09:40

本帖最后由 kk的回忆于 2021-3-26 09:46 编辑

king5555 发表于 2021-3-26 08:21
这个不需研究。五年前21世纪电源网，十几位敎授，分成两派，讨论了两年，也得不出结论和共识。6楼已经是最 ...

从P区和N区多子浓度变化角度考虑，不仅仅认为P区多子就是空穴，在工艺的作用下，P区多子可以从空穴变为电子的，这个是我的一点理解

发表于 2021-3-26 22:51

king5555 发表于 2021-3-26 12:38
我根本不懂还个物理原理，又不是从事制造元件。我们只管能如何运用元件即可。 ...

电子技术，电子工程。

发表于 2021-3-27 05:18

理论的认知，必须基于物理实验的结果。结果是“反偏下它确实通了”。它迫使你不得不考虑:它不再适用单个二极管的全部认识。这样，新的理论认识产生了。你个人得跟上，别掉队了。否则就不要这个队伍中。

发表于 2021-3-27 16:03

kk的回忆发表于 2021-3-26 09:17
以下是我的一些理解：
对于PN结而言，P区多子是空穴，N区多子是电子，PN结加正向电压，自然导通。加反向电 ...

异质结跟同质结不一样，
异质结 BJT ，射极是宽禁带，基极是窄禁带，射极掺杂浓度低于基极，但 β 比同质结 BJT 更高，
电子与空穴浓度不相等，不影响载流子扩散机制，普通 BJT 集射互易也能用，只是，β 及 BVeco 低于常规用法。

发表于 2021-3-27 21:10

PN结，
能直接当二极管来用吗？！

发表于 2021-3-28 22:55

二极管的制作，已娴熟得让人不以为意，
但实际上，二极管与稳压管的耐压，並非单靠空乏层，端子必须远离结区才是王道！

发表于 2021-3-29 19:49

隧道二极管的反向耐压是多少？！
是零啊，PN结掺杂愈重，导通电阻愈小(但正向势垒不变)，反向耐压愈低，
掺杂的导电能力，比击穿导电大得多，来自发射极的载流子，就相当于给集电结(尤其是基区)来个后天性(而且是可调)的重度掺杂。

发表于 2021-3-29 23:38

Lgz2006 发表于 2021-3-27 05:18
理论的认知，必须基于物理实验的结果。结果是“反偏下它确实通了”。它迫使你不得不考虑:它不再适用单个二 ...

其实不是新理论，只是被二极管的理念套牢了，
PN结须满足某些条件，才能成为二极管，体现其单向导电性，
至少，掺杂浓度不能过高，结与结之间或结跟端子的距离必须足够远。

发表于 2021-3-29 23:51

中科院谢孟贤院士的博客，可以去看看，
他写的网志是专业知识，面向的当然不会是我等吃瓜群众，不过，他的行文风格近似科普，专业名词搞懂了，其他就不难明白。

发表于 2021-3-30 00:28

外部条件，发射结正偏集电结反偏，发射区多数载流子扩散到基区，身份转换为多数的“少数”载流子，再漂移到发射区，身份又恢复为多数载流子。<==李白跟菜场大妈是这样解释的。

[电子元器件] 三极管放大时，集电结反偏，为什么会产生电流IC？

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