NPN型的三极管的集电结为什么可以反向导通呢?

ID:260939 · 发表于 2024-11-18 10:46

NPN型的三极管的集电结为什么可以反向导通？二极管的PN结反偏时不可以导通，为什么三极管的集电结就可以导通，看网上好多解释都在强调基区的薄，难道薄了就没有PN结的单向导电性了？求老师们指导

ID:1121801 · 发表于 2024-11-18 16:12

不冲突，教材已经写得很明白，如果看不明白还存在疑问的话，你可以简单的认为，单个PN结的单向导通性是正确的，而三极管因为有两个PN结，所以其中的电子等等运动会和单个PN结时有区别。或者想像一个人推动一个物体，正向摩擦力小可以推动，反向摩擦力超过一个人的力量，所以推不动，而当这个物体在反向推动时有一个力与那个人的力在同一个方向，等于人在反向推物体时多了一个力支持，两个力叠加时超过了物体的反向摩擦力，所以物体被反向推动了。回去看教材上对于电子，载流子等运动的描述，你就清楚了。

ID:1133081 · 发表于 2024-11-18 17:19

PN结反偏时不是完全不导通，而是存在漏电流。当两个PN结共用基区（三极管）时，发射结正向电流会引起集电结反向漏电流增大。不是随便用两个二极管反向串联就能得到的结果。

ID:260939 · 发表于 2024-11-18 18:30

cyi8 发表于 2024-11-18 16:12
不冲突，教材已经写得很明白，如果看不明白还存在疑问的话，你可以简单的认为，单个PN结的单向导通性是正确 ...

感谢回答，有点明白了

ID:260939 · 发表于 2024-11-18 18:32

要说是漏电流还好理解点

ID:1136847 · 发表于 2024-11-18 21:56

NPN 型三极管的集电结在一定条件下看似“反向导通”，但这与二极管单纯的 PN 结反向截止是有本质区别的，主要原因如下：
1. 载流子的运动机制不同：
- 二极管：PN 结反偏时，多数载流子（P 区的空穴和 N 区的电子）的扩散运动受到抑制，无法形成较大的电流。虽然会有少数载流子（P 区的电子和 N 区的空穴）在反向电压作用下产生漂移运动，但因为少数载流子的数量极少，所以形成的反向电流非常小，宏观上表现为二极管处于截止状态。
- NPN 三极管：当发射结正偏、集电结反偏时，发射区的大量电子（多数载流子）在正偏电压的作用下会注入到基区。由于基区很薄且掺杂浓度低，这些电子在基区只有少量与空穴复合，大部分会扩散到集电结边缘。而集电结反偏形成的电场对这些到达集电结边缘的电子来说是一个很强的吸引力，使得电子能够快速穿过集电结到达集电极，形成集电极电流 $I_C$。从这个角度看，集电结有大量电子的定向移动，所以表现出类似“导通”的现象，但这种“导通”是基于特定的三极管结构和载流子运动机制，并非真正意义上违反了 PN 结的单向导电性。
2. 功能和应用场景不同：
- 二极管：主要利用其单向导电性来实现整流、检波等功能，需要严格控制其反向截止特性，以保证电路的正常工作。例如在电源整流电路中，二极管的反向截止可以确保电流只在一个方向上流动，将交流电转换为直流电。
- 三极管：是一种电流控制型器件，主要用于信号放大和开关控制等。集电结的反偏状态是三极管实现放大功能的必要条件之一，通过控制基极电流来调节集电极电流，从而实现对信号的放大或对电路的开关控制。

所以，三极管的集电结“反向导通”并不是真正意义上违反了 PN 结的单向导电性，而是在三极管特定的结构和工作条件下，载流子的特殊运动方式所导致的一种现象，与二极管的 PN 结反向截止有着本质的区别。

ID:260939 · 发表于 2024-11-19 09:20

blueshengc 发表于 2024-11-18 21:56
NPN 型三极管的集电结在一定条件下看似“反向导通”，但这与二极管单纯的 PN 结反向截止是有本质区别的，主 ...

受教了

ID:619259 · 发表于 2024-11-19 10:36

很多老师在上课时，会把三极管结构当成是两个二极管来讲解，这在判断基极时确实有一定帮助，但也容易在后续的内容上走入迷惘，如楼主所述。

ID:466250 · 发表于 2024-11-19 12:45

cy009 发表于 2024-11-19 10:36
很多老师在上课时，会把三极管结构当成是两个二极管来讲解，这在判断基极时确实有一定帮助，但也容易在后续 ...

不会的，有了这个基础认识后，再深入分析讲解一下就懂，关键要么讲师能讲明白或者自己能理解。

ID:260939 · 发表于 2024-12-4 22:15

blueshengc 发表于 2024-11-18 21:56
NPN 型三极管的集电结在一定条件下看似“反向导通”，但这与二极管单纯的 PN 结反向截止是有本质区别的，主 ...

还有一点想不明白，这样不就相当于二极管的击穿了吗

ID:1133081 · 发表于 2024-12-5 07:11

牛粪发表于 2024-12-4 22:15
还有一点想不明白，这样不就相当于二极管的击穿了吗

如果你非得这么理解，那就是这个二极管（集电结）的击穿电流是由同体的另一个二极管（发射结）正向电流控制的。

ID:1122292 · 发表于 2024-12-5 22:24

发射结正偏就是为了使自由电子在电场力的作用下产生扩散运动（发射区自由电子为多数载流子），从发射区越过发射结到达基区所以就能反向导通，PN结反偏时，能够正向导电的多数载流子被拉向电源，使PN结变厚，多数载流子不能再通过PN结承担起载流导电的功能。所以，此时漏电流的形成主要靠的是少数载流子，是少数载流子在起导电作用。

ID:491577 · 发表于 2024-12-7 21:46

牛粪发表于 2024-12-4 22:15
还有一点想不明白，这样不就相当于二极管的击穿了吗

反向击穿很正常呀，稳压二级管就是工作在反向击穿区呀，三极管不能够按照普通二极管来理解。

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