半導體器件 - 電晶體偏置

電晶體有三個部分，即發射極、基極和集電極。

• 基極比發射極薄得多，而集電極則比兩者都寬。

• 發射極摻雜濃度很高，因此它可以注入大量載流子以進行電流傳導。

• 基極將大部分載流子傳遞到集電極，因為它與發射極和集電極相比摻雜濃度較低。

為了使電晶體正常工作，發射極-基極區域必須正向偏置，而集電極-基極區域必須反向偏置。

在半導體電路中，電源電壓稱為偏置電壓。為了工作，雙極電晶體必須同時偏置兩個結。此條件導致電流流過電路。器件的耗盡區減小，多數載流子被注入到結處。當電晶體工作時，必須使其中一個結正向偏置，另一個結反向偏置。

NPN 電晶體的工作原理

如上圖所示，發射極到基極的結是正向偏置的，而集電極到基極的結是反向偏置的。發射極到基極結上的正向偏置導致電子從 N 型發射極流向偏置。這種情況形成了發射極電流 (I_E)。

穿過 P 型材料時，電子傾向於與空穴結合，通常很少，並構成基極電流 (I_B)。其餘的電子穿過薄耗盡區併到達集電極區域。此電流構成集電極電流 (I_C)。

換句話說，發射極電流實際上流過集電極電路。因此，可以認為發射極電流是基極電流和集電極電流之和。它可以表示為：

I_E = I_B + I_C

PNP 電晶體的工作原理

如下圖所示，發射極到基極的結是正向偏置的，而集電極到基極的結是反向偏置的。發射極到基極結上的正向偏置導致空穴從 P 型發射極流向偏置。這種情況形成了發射極電流 (I_E)。

穿過 N 型材料時，電子傾向於與電子結合，通常很少，並構成基極電流 (I_B)。其餘的空穴穿過薄耗盡區併到達集電極區域。此電流構成集電極電流 (I_C)。

換句話說，發射極電流實際上流過集電極電路。因此，可以認為發射極電流是基極電流和集電極電流之和。它可以表示為：

I_E = I_B + I_C