【技术】解析PNP型三极管和NPN型三极管的结构和工作原理

时间： 2021-09-25 来源：合科泰半导体

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合科泰半导体在本文将对PNP型三极管和NPN型三极管的结构和工作原理进行详细的讲解，为工程师们的设计提供理论基础。详细介绍内容如下：

一、三极管结构

了解三极管工作原理前，先看一张三极管内部结构原理图；从图中可以清晰的看出NPN和PNP内部结构的区别。

图1. 三极管内部结构原理图

二、三极管NPN型和PNP型的工作原理：

图2. 三极管NPN型和PNP型的工作原理图

● NPN三极管：

Vb<Ve （截止状态）
Vc>Vb>Ve（放大状态）
Vb>Ve Vb>Vc （饱和状态）

● PNP三级管：

Vb>Ve （截止状态）
Vc<Vb<Ve（放大状态）
Vb<Ve Vb<Vc（饱和状态）

“V”代表是电压。

● NPN三极管工作原理：

图3.

为了方便理解：下面的正电子-空穴；负电子-自由电子

在图的左边，当NPN三极管b极没有电压输入时，c极与e极之间没有电流通过。c极与e之间关闭，三极管处于截止状态。

在图的右边，当NPN三极管b极输入一个正电压，由于电厂作用，e极N区负电子被b极P区正电子吸引出来涌向（扩散）到基区，因为基区做的很薄，所以只有一部分负电子与正电子碰撞（复合）产生基极电流，另一部分负电子则在集电结附近聚集，由于电场作用聚集在集电结的负电子穿过（漂移）集电结，到达集电区后与聚集在c极（N型半导体端）正电子碰撞产生集电极电流。

从此可见，基极电流越大，集电极电流越大，即集电极输入一个小的电流，集电极就可得到一个大的电流，三极管此刻处于放大状态。

需要注意，当基极电流到达一定程度，集电极电流不再升高。这时三极管失去电流放大作用，集电极和发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态，此刻三极管处于饱和状态。

● PNP三极管工作原理：

图4.

PNP三极管的工作原理和NPN三极管是一样的，只是偏压方向，电流方向均相反，电子和空穴的角色互换。PNP三极管是利用Veb控制由射区经基区，入射到集电区的正电子，而NPN三极管则是利用Vbe加控制由射区经基区、入射到集电区的负电子。

● PNP型三极管工作流程图和NPN相比有以下相同和不同之处：

1、 NPN集电极电流产生为lbe，PNP集电极电流产生为leb。
2、 NPN发射区发射负电子，PNP发射区发射正电子。
3、 NPN集电区收集负电子，PNP集电区收集正电子。
4、 NPN电流方向为lce，PNP电流方向为lec。

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