处于有源区域操作的晶体管中的电流元件

图1显示了在有源区域工作的pnp晶体管中的各种电流分量。整个发射极电流 IE由两部分组成：（i）孔电流I体育由横跨 J 的空穴携带E从 p 型发射极到 n 型基极和 （ii） 电子电流 InE由电子在 J 上扩散携带E从 N 型基极到 P 型发射极。该比率等于 其中 和 分别是 p 型发射极区和 n 型基极区的电导率。通常> .因此，在 pnp 晶体管中，I 体育 >>我星期日因此，我们可能会忽略我 nE .这形成了一个理想的特征，因为当前组件 InE不贡献最终到达集电极的电荷载流子。

J 处的前向偏置E导致在 J 上注入孔E进入基区。这些少数孔通过基底扩散，构成空穴扩散电流 I 体育。 该电流与空穴密度 p 的斜率成正比n在 K E .因此，现在的我体育由下属给出，

...........(1)

其中 Dp是孔的扩散常数，A 是横截面积。

同样，我nE与电子密度 n 成正比p在 JE并由以下人员提供，

................(2)

其中，Dn是电子的扩散常数。

总发射极电流 IE交叉 JE是 I 的总和体育和我 nE .因此

............(3)

所有这些电流我E我体育和我nE在 PNP 晶体管中为正。

空穴在通过n型基区扩散时，会遇到多数载流子电子，其中一些空穴与电子重新结合，从而产生小基极电流。孔电流 I个人电脑因此，在到达收集器时，略低于我 体育 .到达 J 时的孔C很容易穿过它（因为它们沿着势垒移动）并进入 P 型集电极区域。由于基底区域的宽度非常小，因此几乎所有注入基座的空穴都到达集电极结并被p型集电极收集。

除了当前的 I 个人电脑 ，在 J 处还有另一个电流C即反饱和电流I 一氧化碳 （或我 国会预算办公室 ).这 I一氧化碳是两个分量的总和：（i） 电流 I士官由跨 J 扩散的电子引起C从 n 型集电极到 n 型基极和 （ii） 电流 I多囊卵巢由跨 J 的空穴扩散引起C从 N 型基座到 P 型集电极。因此，我们有，

..........(4)

在等式 4 中，减号已添加到 I 中一氧化碳故意让我C和我一氧化碳可能具有相同的指定流动方向。

我多囊卵巢完全由基座内热产生的孔产生，而我士官由集热器内热产生的电子产生。

在活动区域操作下，使用 JE正向偏置，集电极电流由下式给出，

.......(5)

........(6)

其中 是总电流 I 的分数E这构成了我 个人电脑 .

在 pnp 晶体管中，Ie是积极的，而我C和我一氧化碳是负的，因为集电极引线中的电流实际上以与 I 上的箭头指示的方向相反的方向流动C在图 1 中。

J两端的总扩散空穴电流C从底座到收集器是，

............(7)

大信号电流增益

该术语已在上面定义。但是，等式 6 允许我们以另一种方式进行定义。因此，从公式6中，可以定义为集电极电流增量与截止值（I C = 我 一氧化碳 ）到发射极电流从截止（I E = 0）。因此，我们可以这样写道：

...........(8)

该项称为共基极晶体管的大信号电流增益。我C和我E在 PNP 和 NPN 晶体管中具有相反的符号。因此，由等式 8 定义的始终为正数。通常位于 0.90 到 0.995 的范围内。进一步不是恒定的。它随发射极电流 I 而变化 E 、集电极电压VCB公司和温度。

直流电流增益

如果我 一氧化碳 <我C则从等式 8 中，近似等于 。这被称为CB晶体管的直流电流增益，用 表示。

因此， ...........(9)

数量也总是正的，小于统一。

小信号电流增益

它被定义为，

.........(10)

其中 和 是 I 的微小变化C和我 E .

递增并具有相反的符号。因此，根据等式 10 的定义，结果是正数。“进一步”总是比“统一”更小，但非常接近“统一”。定量也随 I 而变化 E 、VCB公司和温度。

集电极电流的广义表达式

等式 6 给出 IC就 I 而言 一氧化碳 ，而我E在活动区域中操作有效。因此，对于活动区域操作，IC几乎与集电极电压无关，但仅取决于发射极电流 I E .我们现在处理以获得 I 的广义表达式C这不仅对反向偏置 J 有效C但对于 J 两端的任何电压 C. 在这种情况下，我们需要替换 I一氧化碳以 J 中的电流C充当 pn 二极管，即 Vc是 J 两端的压降C从 p 侧到 n 侧和 V 侧T是温度的伏特当量。然后从等式 6 中，我们得到以下 I 的广义表达式 C .

.......(11)

如果 VC与 V 相比，是负的且幅度大 T ，等式 11 简化为等式 6。

等式 11 的物理含义是 J 中的电流 c （充当 pn 二极管）由 I 的一小部分补充E来自发射器。

示例 1：在 CB 配置的 PNP 晶体管中，只有 0.5% 的空穴通过 J 注入基极E与碱基中的电子重新结合。如果电子离开发射极，则在同一时期内有多少电子进入同一引线，有多少电子进入集电极引线。

溶液：

每个 .因此，10^6^每个电子进入基极引线。

因此，进入集电极的电子数每 .

示例 2：在 CB 配置的有源区域工作的 PNP 晶体管中。集电极电流等于9mA，发射极电流等于9.2mA。计算 I 的值和基极电流 B .忽视 I 一氧化碳 .

溶液：

例 3：在工作在有源区域的 PNP CB 晶体管中，发射极电流 I E = 8mA 和 .计算集电极电流 IC和基极电流 I B .忽视 I 一氧化碳 .

溶液：

因此

因此

例 4：在工作在有源区域的 PNP CB 晶体管中，集电极电流 I C = -5mA 和基极电流 。晶体管和发射极电流 I 的计算 E .

溶液：

例 5：在工作在有源区域的 PNP CB 晶体管中，发射极电流 I E = 4mA 和 .计算电流和基极电流。

溶液：

或

我在哪里C以 mA 为单位

因此

因此