半导体器件 - 晶体管偏置

晶体管有三个部分，即发射极、基极和集电极。

• 基极比发射极薄得多，而集电极则比两者都宽。

• 发射极掺杂浓度很高，因此它可以注入大量载流子以进行电流传导。

• 基极将大部分载流子传递到集电极，因为它与发射极和集电极相比掺杂浓度较低。

为了使晶体管正常工作，发射极-基极区域必须正向偏置，而集电极-基极区域必须反向偏置。

在半导体电路中，电源电压称为偏置电压。为了工作，双极晶体管必须同时偏置两个结。此条件导致电流流过电路。器件的耗尽区减小，多数载流子被注入到结处。当晶体管工作时，必须使其中一个结正向偏置，另一个结反向偏置。

NPN 晶体管的工作原理

如上图所示，发射极到基极的结是正向偏置的，而集电极到基极的结是反向偏置的。发射极到基极结上的正向偏置导致电子从 N 型发射极流向偏置。这种情况形成了发射极电流 (I_E)。

穿过 P 型材料时，电子倾向于与空穴结合，通常很少，并构成基极电流 (I_B)。其余的电子穿过薄耗尽区并到达集电极区域。此电流构成集电极电流 (I_C)。

换句话说，发射极电流实际上流过集电极电路。因此，可以认为发射极电流是基极电流和集电极电流之和。它可以表示为：

I_E = I_B + I_C

PNP 晶体管的工作原理

如下图所示，发射极到基极的结是正向偏置的，而集电极到基极的结是反向偏置的。发射极到基极结上的正向偏置导致空穴从 P 型发射极流向偏置。这种情况形成了发射极电流 (I_E)。

穿过 N 型材料时，电子倾向于与电子结合，通常很少，并构成基极电流 (I_B)。其余的空穴穿过薄耗尽区并到达集电极区域。此电流构成集电极电流 (I_C)。

换句话说，发射极电流实际上流过集电极电路。因此，可以认为发射极电流是基极电流和集电极电流之和。它可以表示为：

I_E = I_B + I_C