NPN晶体管

1、概述

NPN 晶体管是三端三层器件，可用作放大器或电子开关。

在前面的文章中，我们看到标准双极晶体管或 BJT 有两种基本形式。 NPN（负-正-负）配置和PNP（正-负-正）配置。 即：有NPN晶体管和PNP晶体管两种类型。

最常用的晶体管配置是 NPN 晶体管。 我们还了解到，双极晶体管的结可以通过三种不同方式之一进行偏置：公共基极、公共发射极和公共集电极。

在本关于双极晶体管的文章中，我们将更仔细地研究使用双极 NPN 晶体管的“共发射极”配置，下面给出了 NPN 晶体管的构造示例以及晶体管电流特性。

2、双极NPN晶体管配置

NPN晶体管结构

注：箭头定义发射极和常规电流

双极 NPN 晶体管的结构和端电压如上所示。 基极和发射极之间的电压 ($V_{BE}$) 在基极为正，在发射极为负，因为对于 NPN 晶体管，基极端子相对于发射极始终为正。 集电极电源电压也必须相对于发射极 ($V_{CE}$) 更正。

因此，为了使双极 NPN 晶体管正确导通，集电极必须始终相对于基极和发射极端子更正。

然后电压源连接到 NPN 晶体管，如图所示。 集电极通过负载电阻 $R_L$ 连接到电源电压 VCC，该电阻还用于限制流过器件的最大电流。

NPN晶体管连接

基极电源电压 $V_B$ 连接到基极电阻 $R_B$，该电阻再次用于限制最大基极电流。

因此，在 NPN 晶体管中，负载流子（电子）通过基极区域的移动构成了晶体管的动作，因为这些移动的电子提供了集电极和发射极电路之间的链接。 输入和输出电路之间的这种联系是晶体管动作的主要特征，因为晶体管的放大特性来自基极对集电极到发射极电流施加的后续控制。

然后我们可以看到，晶体管是电流工作器件（Beta 模型），当晶体管“完全导通”时，大电流 ($I_c$) 在集电极和发射极端子之间自由流过器件。 然而，只有当小偏置电流 ($I_b$) 同时流入晶体管的基极端子时才会发生这种情况，从而允许基极充当一种电流控制输入。

双极 NPN 晶体管中的电流是这两个电流的比率 ( $I_c/I_b$ )，称为器件的直流电流增益，符号为 $h_{fe}$ 或现在的 Beta ($\beta$ )。

对于标准晶体管来说，$\beta$ 值可以大到 200，正是 $I_c$ 和 $I_b$