NPN型的三極管的集電結為什么可以反向導通呢?

ID:260939 · 發表于 2024-11-18 10:46

NPN型的三極管的集電結為什么可以反向導通？二極管的PN結反偏時不可以導通，為什么三極管的集電結就可以導通，看網上好多解釋都在強調基區的薄，難道薄了就沒有PN結的單向導電性了？求老師們指導

ID:1121801 · 發表于 2024-11-18 16:12

不沖突，教材已經寫得很明白，如果看不明白還存在疑問的話，你可以簡單的認為，單個PN結的單向導通性是正確的，而三極管因為有兩個PN結，所以其中的電子等等運動會和單個PN結時有區別。或者想像一個人推動一個物體，正向摩擦力小可以推動，反向摩擦力超過一個人的力量，所以推不動，而當這個物體在反向推動時有一個力與那個人的力在同一個方向，等于人在反向推物體時多了一個力支持，兩個力疊加時超過了物體的反向摩擦力，所以物體被反向推動了。回去看教材上對于電子，載流子等運動的描述，你就清楚了。

ID:1133081 · 發表于 2024-11-18 17:19

PN結反偏時不是完全不導通，而是存在漏電流。當兩個PN結共用基區（三極管）時，發射結正向電流會引起集電結反向漏電流增大。不是隨便用兩個二極管反向串聯就能得到的結果。

ID:260939 · 發表于 2024-11-18 18:30

cyi8 發表于 2024-11-18 16:12
不沖突，教材已經寫得很明白，如果看不明白還存在疑問的話，你可以簡單的認為，單個PN結的單向導通性是正確 ...

感謝回答，有點明白了

ID:260939 · 發表于 2024-11-18 18:32

要說是漏電流還好理解點

ID:1136847 · 發表于 2024-11-18 21:56

NPN 型三極管的集電結在一定條件下看似“反向導通”，但這與二極管單純的 PN 結反向截止是有本質區別的，主要原因如下：
1. 載流子的運動機制不同：
- 二極管：PN 結反偏時，多數載流子（P 區的空穴和 N 區的電子）的擴散運動受到抑制，無法形成較大的電流。雖然會有少數載流子（P 區的電子和 N 區的空穴）在反向電壓作用下產生漂移運動，但因為少數載流子的數量極少，所以形成的反向電流非常小，宏觀上表現為二極管處于截止狀態。
- NPN 三極管：當發射結正偏、集電結反偏時，發射區的大量電子（多數載流子）在正偏電壓的作用下會注入到基區。由于基區很薄且摻雜濃度低，這些電子在基區只有少量與空穴復合，大部分會擴散到集電結邊緣。而集電結反偏形成的電場對這些到達集電結邊緣的電子來說是一個很強的吸引力，使得電子能夠快速穿過集電結到達集電極，形成集電極電流 $I_C$。從這個角度看，集電結有大量電子的定向移動，所以表現出類似“導通”的現象，但這種“導通”是基于特定的三極管結構和載流子運動機制，并非真正意義上違反了 PN 結的單向導電性。
2. 功能和應用場景不同：
- 二極管：主要利用其單向導電性來實現整流、檢波等功能，需要嚴格控制其反向截止特性，以保證電路的正常工作。例如在電源整流電路中，二極管的反向截止可以確保電流只在一個方向上流動，將交流電轉換為直流電。
- 三極管：是一種電流控制型器件，主要用于信號放大和開關控制等。集電結的反偏狀態是三極管實現放大功能的必要條件之一，通過控制基極電流來調節集電極電流，從而實現對信號的放大或對電路的開關控制。

所以，三極管的集電結“反向導通”并不是真正意義上違反了 PN 結的單向導電性，而是在三極管特定的結構和工作條件下，載流子的特殊運動方式所導致的一種現象，與二極管的 PN 結反向截止有著本質的區別。

ID:260939 · 發表于 2024-11-19 09:20

blueshengc 發表于 2024-11-18 21:56
NPN 型三極管的集電結在一定條件下看似“反向導通”，但這與二極管單純的 PN 結反向截止是有本質區別的，主 ...

受教了

ID:619259 · 發表于 2024-11-19 10:36

很多老師在上課時，會把三極管結構當成是兩個二極管來講解，這在判斷基極時確實有一定幫助，但也容易在后續的內容上走入迷惘，如樓主所述。

ID:466250 · 發表于 2024-11-19 12:45

cy009 發表于 2024-11-19 10:36
很多老師在上課時，會把三極管結構當成是兩個二極管來講解，這在判斷基極時確實有一定幫助，但也容易在后續 ...

不會的，有了這個基礎認識后，再深入分析講解一下就懂，關鍵要么講師能講明白或者自己能理解。

ID:260939 · 發表于 2024-12-4 22:15

blueshengc 發表于 2024-11-18 21:56
NPN 型三極管的集電結在一定條件下看似“反向導通”，但這與二極管單純的 PN 結反向截止是有本質區別的，主 ...

還有一點想不明白，這樣不就相當于二極管的擊穿了嗎

ID:1133081 · 發表于 2024-12-5 07:11

牛糞發表于 2024-12-4 22:15
還有一點想不明白，這樣不就相當于二極管的擊穿了嗎

如果你非得這么理解，那就是這個二極管（集電結）的擊穿電流是由同體的另一個二極管（發射結）正向電流控制的。

ID:1122292 · 發表于 2024-12-5 22:24

發射結正偏就是為了使自由電子在電場力的作用下產生擴散運動（發射區自由電子為多數載流子），從發射區越過發射結到達基區所以就能反向導通，PN結反偏時，能夠正向導電的多數載流子被拉向電源，使PN結變厚，多數載流子不能再通過PN結承擔起載流導電的功能。所以，此時漏電流的形成主要靠的是少數載流子，是少數載流子在起導電作用。

ID:491577 · 發表于 2024-12-7 21:46

牛糞發表于 2024-12-4 22:15
還有一點想不明白，這樣不就相當于二極管的擊穿了嗎

反向擊穿很正常呀，穩壓二級管就是工作在反向擊穿區呀，三極管不能夠按照普通二極管來理解。

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NPN型的三極管的集電結為什么可以反向導通呢?