很容易理解,电子三极管Ib与Ic之间的固定比例关系,主要取决于电子管栅极(基极)的构造。 当外部电路条件满足时,电子三极管工作在放大状态。在放大状态下,穿过管子的电流主要是由发射极经栅极再到集电极的电子流。电子流在穿越栅极时,很显然栅极会对其进行截流,截流时就存在着一个截流比问题。 截流比的大小,则主要与栅极的疏密度有关,如果栅极做的密,它的等效截流面积就大,截流比例自然就大,拦截下来的电子流就多。反之截流比小,拦截下来的电子流就少。 栅极拦截下来的电子流其实就是电流Ib,其余的穿过栅极到达集电极的电子流就是Ic。从图中可以看出,只要栅极的结构尺寸确定,那么截流比例就确定,也就是Ic与Ib的比值确定。 所以,只要管子的内部结构确定,这个比值就固定不变。由此可知,电流放大倍数的β值主要与栅极的疏密度有关。栅极越密则截流比例越大,相应的β值越低,栅极越疏则截流比例越小,相应的β值越高。 其实晶体三极管的电流放大关系与电子三极管类似。 晶体三极管的基极就相当于电子三极管的栅极,基区就相当于栅网,只不过晶体管的这个栅网是动态的是不可见的。放大状态下,贯穿整个管子的电子流在通过基区时,基区与电子管的栅网作用相类似,会对电子流进行截流(电子穿过基区时会与基区空穴复合消失)。 如果基区做得薄,掺杂度低,基区的空穴数就会少,那么空穴对电子的截流量就小,这就相当于电子管的栅网比较疏一样,反之截流量就会大。 很明显只要晶体管三极管的内部结构确定,这个截流比也就确定。所以,为了获得较大的电流放大倍数,使β值足够高,在制作三极管时往往要把基区做得很薄,而且其掺杂度也要控制得很低。 与电子管不同的是,晶体管的截流主要是靠分布在基区的带正电的“空穴”对贯穿的电子流中带负电的“电子”中和来实现。所以,截流的效果主要取决于基区空穴的数量。 而且,这个过程是个动态过程,“空穴”不断地与“电子”中和,同时“空穴”又不断地会在外部电源作用下得到补充。在这个动态过程中,空穴的等效总数量是不变的。基区空穴的总数量主要取决于掺“杂”度以及基区的厚薄,只要晶体管结构确定,基区空穴的总定额就确定,其相应的动态总量就确定。 这样,截流比就确定,晶体管的电流放大倍数的值就是定值。这就是为什么放大状态下,三极管的电流Ic与Ib之间会有一个固定的比例关系的原因。
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