圖解晶體三極管的工作原理
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1.1晶體三極管的結構
在一塊本徵半導體（硅或鍺）上，利用摻雜的方法做成3個區域，如下圖所示
根據各區雜誌半導體的性質不同，除了硅管和鍺管之分外，還有PNP管和NPN管兩種
這三個區域從上到下分別是：集電區，基區（一般做的很薄）和發射區，有三個電極，分別由三個區引出，對應地稱爲：集電極，基極和發射極，分別用c，b，e表示
我們可以看到不管是PNP還是NPN，相鄰兩個P和N都構成一個PN結，所以一個晶體三極管有兩個PN結
現在它的結構是我們把一張很清晰的結構圖貼了出來，以至於我們覺得晶體三極管有三個電極是自然而然的事情，但是，我們不滿足於此，試想自己現在是發明晶體三極管的科學家，那麼我們來試着研究一下它的結構和工作原理
2.1晶體三極管的工作原理
2.1.1關於三極管的一些想法
階段一：萌芽
假設你有一個NPN管，我們就按照下圖的方式先給他加一個電壓，按理說，我們希望有Ic，即要有電子從三極管的發射區流出，這樣我們纔能有Ic，但是，不妨想一想，這能實現嗎？？
答案是：暫時不能做到
如果我們想在Ic那條支路上確實有電流經過，那麼就得有電子往上走，而爲了實現這一目的，就必須有足夠的電子從發射區往上流，可是，我們發現了嗎？PN結是存在壁壘的，這導致發射區的電子無法往上流動，也就是說，Ic = 0
階段二：改進
我們試着在側邊再給一個電壓試試：
這裏我們要令 Ucc >> Ubb （原因後文會解釋）
這樣有什麼不同嗎？
由於Ucc >> Ubb，而下端是相當於接地的，所以，對於上面的PN結，相當於反偏，對於下面的PN結相當於正偏
對於下面的PN結，我們知道正偏促進擴散運動，所以下方發射區的電子就會往上運動
會有一些（或者是非常非常少的）電子與空穴複合，形成一些微小的電流從P區那條支路流出
但這很微小，原因有兩點：
- 基區很薄
- 一開始的空穴的數量就很少
所以，絕大多數的電子流向上方，第一個目的實現了，產生了Icc
2.1.2 三極管內部的電流關係
2.1.2.1 三極管發射極，基極，集電極的電流關係
我們來看看一張圖：
-
我們先從發射區開始分析電流：由於在基極加了一個電壓遠小於Ucc的電源，所以下方的PN結正偏，有利於擴散運動的進行，那麼發射區的多子（電子）往基區移動，形成電流I(EN)；基區的空穴（多子）往下移動，形成電流I(EP)；所以，發射區的電流I(E)就是由這兩個電流組成，即：
I(E) = I(EN) + I(EP) 其中：I(EN)遠大於I(EP) -
再分析一下集電區的電流：由於上面的PN結是反偏，有利於漂移運動，故基區的少子（電子）會向集電區運動，產生電流I(CN)；集電區的少子（空穴）會向基區運動，產生電流I(CBO)；所以，集電區的電流I©就是有這兩個電流組成，即：
I© = I(CN) + I(CBO) -
最後，我們再看看基區電流：剛剛在第一步我們討論到：發射區的電子會運動至基區，會有很少一部分的電子會和基區的空穴複合，形成複合電子流I(BN)，再考慮到基區空穴向下運動的電流I(EP)和反飽和電流I(CBO)，故基區的電流I(B)的組成如下：
I(B) = I(BN) + I(EP) - I(CBO)
其中，反飽和電CN)流的定義如下：
二極管中：如果給它加反向電壓，反向電壓在某一個範圍內變化，反向電流（即此時通過二極管的電流）基本不變，好像通過二極管的電流飽和了一樣，這個電流就叫反向飽和電流．其他器件中也有類似的情況．其根本在於PN結的單向導電性。 反向電流是由少數載流子的漂移運動形成的，同時少數載流子是由本徵激發產生的（當溫度升高時，本徵激發加強，漂移運動的載流子數量增加），當管子製成後，其數值決定於溫度，而幾乎與外加電壓無關。在一定溫度T下，由於熱激發而產生的少數載流子的數量是一定的，電流的值趨於恆定，這時的電流就是反向飽和電流。
由於I(CN) + I(BN) = I(EN)，所以I(E) = I(EN) + I(EP) = I(CN) + I(BN) + I(EP)
那麼，我們可以得到這樣的關係式：I© + I(B) = I(E)
2.1.2.2 三極管的放大作用
如果I(CBO)可以忽略，那麼我們可以定義β = I©/I(B)爲晶體管共射極直流電流放大係數
α = I©/I(E)爲晶體管共基極直流電流放大係數
β= △Ic/△Ib稱爲晶體管共基極交流電流放大係數（一般來說，β = β）
我們可以把基極端作爲輸入端，集電極作爲輸出端，那麼，基極很小的電流變化就可以引起集電極較大的電流變化，這就是晶體管的放大作用
下面我們用Multisim14模擬晶體管的放大作用:
運行之後，通過改變可變電阻的值，我們測得幾組數據：
通過實驗我們可以看出，確實基本滿足I© + I(B) = I(E)，同時我們發現基極電流較小的變化就可以引起集電極電流較大的增量
關於放大作用的理解：
我們要清楚的記住一件事情：就是集電極的增量△Ic並不是由△Ib供給的，Ic仍然是由Ucc供給，Ibb仍然是由Ubb供給，三極管是通過管內載流子有規律的運動，實現用基極電流控制集電極電流，所以三極管放大作用的本質是：以小電流控制大電流
其實我們可以這樣形象地理解：Ucc是一個大水壩（水壩本來就有很多水，相當於本來就有Ucc)，基極相當於這個水壩的閥門，我們可以控制這個閥門，閥門開大一點，水壩的水就流得多一些（相當於電流大一些），如果這個閥門開得小，那麼水壩的水就流的少一些（電流小一些），而控制這個閥門開的鬆緊的標誌，就是我們給基極施加的這個電流I(B)
在下一篇博文中，我們將一起分析一下三極管的共射特性曲線