硬件基础——晶体三级管电流放大

1. 晶体三极管结构

晶体三极管又称双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor)，根据工艺结构可分为NPN和PNP，这里以NPN型硅材料晶体管为例说明其结构。

如下图所示，位于中间的P区称为基区(很薄，杂质浓度低)，位于上层的N区是发射区(杂质浓度高)，位于下层的N区是集电区(面积很大)。

2. 晶体管电流放大电路

由于输入电压信号和输出电压信号共用了晶体管的发射极，所以称为共射极放大电路。

使晶体管工作在放大状态的外部条件是：发射结正偏且集电结反偏。

3. 晶体管内部载流子运动

发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流IE。由于基区的杂质浓度低，所以基区扩散到发射区的电流非常小，可忽略不计。扩散到基区的自由电子与空穴复合运动形成基极电流IB。由于基区很薄，杂质浓度低，且集电结加了反向电压，所以只有少数电子和空穴复合。集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流IC。集电结面积较大，利于形成漂移电流。同时，集电区和基区的本身的少子也参与漂移运动，但数量很小，可忽略不计。

4. 晶体管电流放大系数

β ＝输出交流电流 / 输入交流电流，约等于直流电流放大系数，一般混淆使用。

IC ≈ β×IB

IE ≈ (1+β)×IB

晶体三极管是流控流器件，而MOSFET是压控流器件。

5. 应用电路设计

这里以2N5551(NPN)设计一款简单的有源蜂鸣器驱动放大电路。由于普通IC的IO驱动能力有限(一般只有几毫安)，所以需要使用三极管放大，驱动电路如下图：