基極是指組成三極管結(jié)構(gòu)中間被稱為基區(qū)的部分連上電極后稱為基極，用B或b表示。
基極在三極管放大作用具有重要地位，當(dāng)三極管的基極上加上一個微小的電流時，在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流，集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化。
介紹
半導(dǎo)體管在工作時要加工作電壓，于是就產(chǎn)生了各極電流。半導(dǎo)體三極管在工作時發(fā)射極電流等于基極和集電極電流之和。其中基極電流最小，發(fā)射極電流最大。在基極加一很小的電流，在集電極就能輸出很大的電流，因此三極管有放大作用。三極管主要作用是放大信號。常用在放大電路和振蕩電路中。
晶體三極管
晶體三極管是指由兩個PN結(jié)組成的具有放大性能的半導(dǎo)體器件。基極是晶體三極管的電極之一。
晶體三極管分PNP型和NPN型兩種，鍺管多為PNP型，硅管多為NPN型，圖1分別為PNP、NPN三極管結(jié)構(gòu)示意及其符號。不論哪種晶體三極管，都有三個區(qū)，即發(fā)射區(qū)、基壓和集電壓。相應(yīng)地從三個區(qū)引起的三個電極分別叫發(fā)射極e、基極b和集電極c。
三極管有兩個pn結(jié)：發(fā)射結(jié)和收集結(jié)；分為3個區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)；對應(yīng)引出的3個電極分別稱為發(fā)射極、基極和集電極；基區(qū)在制作上要比其他兩區(qū)薄得多，發(fā)射區(qū)的摻雜要比基區(qū)重得多。在npn型晶體管工作時，發(fā)射極加正向偏置，使發(fā)射結(jié)勢壘降低，發(fā)射區(qū)的電子源源不斷地越過pn結(jié)注入基區(qū)，形成發(fā)射電流Ie，這個過程發(fā)射區(qū)電子的擴散運動起主導(dǎo)作用。當(dāng)然，基區(qū)的空穴也存在向發(fā)射區(qū)的擴散運動，但因其濃度比發(fā)射區(qū)電子濃度小得多，通常可以忽略；注入到基區(qū)的電子有一小部分與基區(qū)的空穴復(fù)合形成基極電流Ib，它是由兩種載流子共同起作用的結(jié)果，這也是雙極晶體管名稱的來源；注入到基區(qū)的大部分電子不會被復(fù)合(因基區(qū)摻雜濃度低得多)經(jīng)擴散和漂移抵達集電結(jié)被反向偏置的集電極吸收成為集電極電流I，因此集電極電流Ic比基極電流Ib大得多，這就是晶體管作用(放大)的基礎(chǔ)。
發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)叫集電結(jié)。在制作時使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大，基區(qū)的多數(shù)載流子濃度比發(fā)射區(qū)多數(shù)載流子濃度小很多，且基區(qū)做得很薄(1微米到幾十微米)。如圖2示，以NPN管為例說明晶體三極管的工作過程和放大作用。
①發(fā)射結(jié)加正向電壓，U>U，發(fā)射區(qū)(N型)多數(shù)載流子的電子，在這正向外加電場作用下，越過發(fā)射結(jié)進入基區(qū)，形成發(fā)射極電流I。(因為基區(qū)(P型)的多數(shù)載流子(空穴)濃度很小，這里略去它所形成的電流)。
②基極電流I，當(dāng)大量電子從發(fā)射區(qū)越過發(fā)射結(jié)進入基區(qū)后，靠近發(fā)射結(jié)的電子濃度比靠近集電結(jié)的電子濃度大，在這一濃度差作用下，在很薄的基區(qū)，電子向集電區(qū)擴散。擴散過程中，少量電子與基區(qū)中的空穴相遇，填充空穴，無法再擴散，叫做復(fù)合。基區(qū)的空穴不斷與進入基區(qū)的電子復(fù)合，而基區(qū)的正電源不斷從基區(qū)拉走電子，供給基區(qū)空穴。電子復(fù)合數(shù)量與拉走的數(shù)量(或供給的空穴)相等，這就是基極電流I。在基區(qū)復(fù)合的電子數(shù)僅是進入的電子數(shù)的很小一部分，因此I大大小于Ie。
③集電極電流Ic，在集電結(jié)上所加的是很大的反向偏壓，這個電壓在集電結(jié)上產(chǎn)生的電場對基區(qū)向集電結(jié)擴散的電子而言是加速電場。因此，只要電子擴散到集電結(jié)，將被這個電場加速而穿過集電結(jié)，并被集電極所吸收，形成集電極電流I。三者的關(guān)系為Ic=Ic+Ib，I<晶體管靜態(tài)電流放大系數(shù)。如圖2所示，所構(gòu)成的簡單放大電路，被放大的交變信號u加到基極與發(fā)射極之間，引起基極電壓變化導(dǎo)致基極電流變化。設(shè)基極電壓變化ΔUbe，相應(yīng)的電流變化為ΔI，從而導(dǎo)致集電極電流的一個較大變化ΔI。β=ΔIc/ΔIb稱為三極管的交流(或動態(tài)電流)放大系數(shù)，β值在幾十到100之間，其值反應(yīng)了晶體管的電流放大作用，它太小電流放大作用差，太大將使晶體管工作性能不穩(wěn)定。圖2中在集電極電路接有負(fù)載電阻Rc，變化的集電極電流ΔIc流過Rc時，在Rc上產(chǎn)生一個變化的電壓ΔIce=ΔIceRc，若設(shè)計合理，ΔU可以很大于輸入電壓ΔUbe，這就是晶體管的電壓放大作用。
晶體三極管的主要參數(shù)包括：
①電流放大系數(shù)β，手冊上用hfe表示;
②極間反向電流。其一集電極反向電流Ic，即發(fā)射極開路時，集電極的反向電流。良好的晶體管Ic應(yīng)是很小的；其二集電極—發(fā)射極反向電流I，即基極開路時，集電極與發(fā)射極之間的反向電流，又叫穿透電流，它也是晶體管質(zhì)量的一個標(biāo)準(zhǔn)，大了不好。
③極限參數(shù)。其一集電極最大允許電流ICM，使用晶體不得超過此電流值；其二集電極—發(fā)射極擊穿電壓BU，即基極開路時，加于集電極與發(fā)射極的最大允許電壓。否則導(dǎo)致管子擊穿。其三集電極最大允許耗散功率PM，由于集電極電流在集電極產(chǎn)生熱量，使結(jié)溫升高，超過這一功耗，晶體管可能損壞。
參考資料 >