三极管为什么可以做电流放大？

没有一个硬件工程师可以绕开的就是三极管和MOS管了，这是当前晶体管时代电子设计的基础。

说到晶体管，“三极管是流控的，MOS管是压控的”这句话大概都可以脱口而出，但是说到原理的话，都是似是而非，没有一个可以清楚的说明的。本文先就三极管为什么可以做电流放大来做一个详细的说明。

首先上神图：

以npn三极管为例，上图是比较形象的（需要注意区分图里的电流方向和电子运动方向），也是很多人在讲解的时候喜欢使用来说明的，具体的说明过程这里不再详述，只列下结果：

（其中 是固定值，在20~200之间）

发射结正偏，集电结反偏（即BE正偏， 》 ，CB反偏， ）

那么同样是二极管，凭什么发射结就这么优秀呢，只分走了很小的一部分电流，而

分走了大部分电流，还有一个固定的倍数关系呢？

下面我们就要把三极管分出来两部分分别讲解了：

发射结正偏，即

克服了PN结中的势垒电压，使得电子可以在外加电压

的作用下从发射极E运动到基极B，即图中

，

是极少数的自由运动的电子导致的电流，可以认为是漏电流，非常小，所以可以忽略。

集电结反偏，这个理解相对抽象一些，我们可以使用反向思维来考虑这个问题，即若集电结正偏，会发生什么。当集电结正偏的时候，电流是从基极流向集电极，即电子方向从集电极流向基极，与图中所画的正好相反，所以集电极应该反偏，使电流按照图示流动。

这样分析下来有个问题，就是没法解释为什么

会比

小那么多，这里就要说一下三极管的结构了，这也是很多小伙伴所忽略的一个地方。

如图所示，三极管的结构。器件并不是对称的！！！三个区域的参杂浓度明显不同，其中，发射极的参杂浓度高于集电极，基极的参杂浓度最低。此外，在几何尺寸上，基极很薄，集电极的面积比发射极大，正是这种结构特点，构成了三极管具有电流放的作用的物质基础。

由于发射极正偏，所以发射极的电子源源不断地流入基极，而基极的空穴流入发射极，但是由于基极的参杂浓度很低，所以基极流入发射极的电流

非常小，而发射极流入基极的电流

非常大，如图中对比明显的两个电流。此时基极的电子浓度增大很多，集电结反偏，，导致集电极的电子浓度很低，在这个浓度差使得电子从基极流向集电极，而基极中与发射极电子复合的空穴由基极电源提供，形成基极复合电流

，为基极电流

的主要成分。

而发射极运动到基极的电子在发射结反偏电压的作用下，从基极流入集电极，形成了集电极的收集电流

，构成了集电极电流的主要部分。

通过上述分析可以看出，三极管中的薄的基极将发射结和集电结反紧密地联系在一起，可以把发射结的电流几乎全部地传输到反偏的集电结回路中去，这正是三极管实现放大作用的关键所在。

三极管的放大其实并不是真正的放大，只是

和

把

做了分流，而

由于自身缺陷，只能分走极小的一部分，其余绝大部分被

分走，而且栅极的结构尺寸确定，那么电流比例就确定了，这就是放大倍数

，

固定只发生在三极管工作在放大区！！！
责任编辑人：CC