关于三极管工作原理(载流子层面)的疑惑请教

  • c
    catwang

    标黄部分不好理解,为什么外电路只需要补充在基区内复合掉的载流子?这句话有没有问题? catwang
  • 咸鱼翻身
    去本科找本半导体原理的书好好学习
  • c
    catwang
    回复2#咸鱼翻身
    大学学习模电时书上这方面没有讲的很详细 catwang
  • 咸鱼翻身
    要找半导体工艺的书,详细介绍P型,N型,电子空穴对,二极管,三极管,注入,扩散。。。。
  • c
    catwang
    回复4#咸鱼翻身
    有没有比较简单的书籍推荐?这方面的书很多都是各种公式推导,我不需要了解这么细致 catwang
  • x
    xRAIN
    中文有疑惑找相应英文书看会好很多HiPDA·NG
  • h
    hero30
    回复1#catwang

    外电路补充的就是基极电流啦,因为基极太薄,载流子成功逃脱到集电极
  • 咸鱼翻身
    可以忽略掉公式不看的,意会,意会
  • c
    catwang
    回复6#xRAIN
    这是一个人写的关于三极管原理的文章,不是书。 catwang
  • c
    catwang
    回复7#hero30
    我知道是基极电流,疑惑为什么外电路只补充复合掉的载流子,形成小的基极电流? catwang
  • 郭德纲
    基尔霍夫定律,流入等于流出。
    发射极流入的,被基极中和,基极被打开从集电极流出。那外电路就只需要补充被基极中和的。
  • s
    scpj
    如果不是考试的话别看了,看了也记不住。 iOS fly ~
  • c
    catwang
    回复12#scpj
    想了解清楚三极管电流放大原理,以前学的课本讲的不清楚 catwang
  • s
    stlendor
    量子效应,楼主估计常委级别,恶补相关知识以便应对领导发问
  • c
    cyberkiller
    你的疑惑我同样遇到,也找了很多文章看,结果都没看明白。模电的书一般不重视这个原理,他们通常按照一个黑盒来看待三极管,用一个等效模型来教学,注重特性,而不重原理。要测底理解我认为不是模电教科书能解决的,需要半导体的教科书。
  • c
    catwang
    回复15#cyberkiller
    就是想了解晶体管电流放大工作原理才看一些资料,否则还是停留在表面,半导体原理方面的书感觉大部分比较难懂 catwang
  • n
    ngok
    https://zhuanlan.zhihu.com/p/70283695

    看看这篇带图的是不是好懂一些?
  • s
    scpj
    看这篇吧 ,括号中的部分就行了
    https://www.zhihu.com/question/279354736/answer/1275028713iOS fly ~
  • c
    catwang
    回复17#ngok
    看看再说 catwang
  • c
    catwang
    回复18#scpj
    看看再说 catwang
  • H
    Helloearth
    三极管没必要关注原理,你记住他是电流驱动就行了
  • q
    qihm
    从基础看起,只能这样了。 赚钱养家
  • 猫知道
    回复1#catwang

    半导体我忘的差不多了,凭借印象解释一下

    本来p区多子是空穴的,但因为把基区做的很薄,由于掺杂浓度的差异(虽然是两个pn结的叠加,但是浓度不一样),以及两个二极管叠加综合的关系,形成了基区的空间电荷区。
    普通的二极管反偏少子会马上耗尽,单个pn结,会自发的形成电子流向p而空穴流向n,然后形成一个自发的由n指向p的反向的电场,最终抵消了上述的自发扩散。而二极管的单向导电性就是外部电压造成的顺应或者逆向这个内部电场的行为产生的结果(除非击穿)。

    但是三极管由于发射结的存在使得基区可以不断补充少子,而基区足够狭窄使得少子穿越基区不会被完全复合,这样就形成了一个载流子复合的循环,所以只需要补充基区复合掉的载流子。

    恰好就是少子在基区复合掉的这个过程形成了一个没有像二极管pn结那样的平衡结果(内部形成电场最终达到平衡),而是一个微小的复合数量,也就是一个定量,形成了一个固定的或者可以控制的复合率,变成了宏观上的基极电流(通过外部补充或者循环就形成了电流),这种复合率关系构成了基极电流和发射极电流的比例关系,当结构固定的时候,其比例关系是固定的,所以发射极电流可控,但是比例不变,利用的是这种比例关系。

    弄得这么复杂搞一个三极管,看起来好像只获得了一个微小的环路和微弱的电流,有什么意义呢?

    主要是为了可控!可控!可控!比如,行成比例的或者某种关系的电压波形才是目的,基础的变换形成复杂的结构,整体上可以组合成各种可控的电路。

    一定结构的三极管就组成了运算放大器,可以做到黑盒简化的目的。
  • t
    tsounny
    不用细究这个问题,只要知道该怎么用就行了。好比写程序的,不需要知道某指令在计算机里面是怎么被转换成机器语言并运行的。当成一个黑箱输入装置就行了。你输出这个数,他数出那个数,OK。
  • z
    zsdicky
    马克一下,三极管当年也困惑了很久
  • c
    catwang
    回复25#tsounny
    还是想从载流子角度深入了解一下,模电对半导体部分介绍的太少,三极管工作原理讲的不清楚 catwang
  • c
    catwang
    回复24#猫知道
    谢谢,对空穴导电一直觉得有点迷惑,觉得不是书中讲的那么简单,自由电子导电是在导带,空穴导电实际是价电子电流 catwang
  • s
    samsonlin
    这篇东西写得不好,罗里吧嗦的,可以找一些相关介绍视频看看,再结合其他人写的文章看就容易多了,没必要在一篇烂文章上死磕
  • 猫知道
    回复28#catwang

    虽然我忘的差不多了,但是也可以看出你的症结所在

    你的问题是知道的太少(非贬义),想的太多(思绪发散),还没全局总览就想搞个挥斥方遒。。。。。


    文中描述的这个场景,自由电子导带导电的分析主要是针对特定地半导体材料(绝缘体和金属的分析可以用这个模型,但是分析描述和结果就不一样了。而且任何一本半导体材料,即便是描述如此简单地场景,也会从本征半导体和掺杂半导体循序渐进做区分分析)的微观解释,而且是以电子为基准的(自然不能照搬到空穴导电),所以,针对空穴导电就是在导带中不能导电(角度变了,而导带全是空穴),所以是价带中能导电。这就像是解释npn和pnp一样,没必要人家再给你解释一次。。。。。。所以导带内的电子和价带内的空穴都是载流子。而更为复杂的关系和分析,要看掺杂程度 工艺 结构,这前面的只是你举一反三的基础,换言之就是最简单的纯粹状态下简化的极端情况。

    载流子导电和电子导电的解释,自然需要(你自己自动)换位,可能有的教科书太照本宣科了吧。但是这是实际客观的描述,对应微观过程,并不是定义上区别而已(比如把电子和空穴互换)。可以互换的描述一般是对称和非客观定义,举个例子,与非门 或非门的定义,基础是0和1(也就是“非”),但是发你把1和0的定义互换(高低电平判断,互换),恰好与就会与非或非互换,所以这种模型下的结构上没有什么不同,只是观测角度和基本定义的不同从而利用了不同观测角度(如果你理解不了,可以撇开这段)。

    修改添加补充一下:如果还不能理解这个例子,再给你来个简单的:我们平时开关灯,定义的是灯亮和灭,用开关去操控,路径可以很复杂(比如智能控制,并不都是单反开关)。如果我定义灯的亮和灭,那么客观事实是没法互换定义的(也就是有客观对应,比如我不能定义灯亮了是“灭”,灯黑了反而是“亮”),你觉得载流子的描述有点流于形式,是因为你理解混淆。而载流子的区别和对应,类似于定义化的开关的状态,而讨论灯的亮和灭才是最终目的。
    但是如果把灯的亮和灭对应到简化的开关上,比如单刀开关,角度切换到开关,那么久存在定义的问题了。如果有人定义开关“断开”是“开”,“闭合”反而是“关”,那么就会得出不同的定义(也就是开开关会导致灯灭,关开关会导致灯亮)。你对于简化模型或者中间假设过程的困惑(比如你队伍导带和价带,产生了不好的负向迁移和一些莫须有的个人推断,导致出现了你以为的反直觉的场景,这种困惑相当于你对描述的界定不明,把描述开关的过程对应到灯亮灭的现象,当边界不明或者有对定义所混淆时,会通过中间过程反过来质疑更深层的描述的事物本身),应当跟你对物理更本质理解分开来。退一万步说,不好的教科书可能举例不当和用词不严谨,这不是你质疑客观物理过程的依据,应当把过程描述甚至是定义跟更为本质的客观区分开来。

    当然,利用电路结构和器件(比如fet)去拟合门结构,先后关系和模型的指导作用不是简单可以说清楚的,现代集成电路工艺结构是模型和现实的完美结合,书本上的只是最简单的模型和针对简单场景的特定结构。

    导电有很多解释,无非就是半导体物理,如果再深入一点就是量子力学。


    推荐你看半导体物理与器件和微电子技术(曹培栋,记不太清了,应该是这个名字吧)