让人匪夷所思的三极管饱和压降

超低失真之梦

Lou 发表于 2021-9-29 22:08
————> 和场效应管差不多

雙極管若和場管差不多，為何場管很容易見到開關瞬間有幾百安培的電流呢  ...

  我发现 不少人，怎么语文阅读理解能力老整叉屁了，差不多后边就是解释这个差不多，到底是哪方面差不多。  不是说要和场效应管一样一样的。  这个帖子讨论这么多  ，我就没发现有几个正面回答楼主的提问。都乱弹琴。

mxwmke1

Lou 发表于 2021-9-29 22:04
————> 因为be的电压已经把pn结全打开

既然pn結全打開了，那為何b到e 仍然有 0.6 v 的壓降呢 ？

diy只要掌握元器件的特性，熟练地应用好就行！
同理，驾驶员没有必要了解汽车的制造过程，只要掌握汽车的性能并如何操控好就足够！术有专攻。

无语密码

超低失真之梦 发表于 2021-9-29 22:26
我发现 不少人，怎么语文阅读理解能力老整叉屁了，差不多后边就是解释这个差不多，到底是哪方面差 ...

为什么要正面回答？本来画个图就可以准确标注了。哪有那么多疑问？

超低失真之梦

无语密码 发表于 2021-9-29 22:36
为什么要正面回答？本来画个图就可以准确标注了。哪有那么多疑问？

楼主是想不通  ，不是不知道。
要正面解释为什么。

超低失真之梦

Lou 发表于 2021-9-29 22:04
————> 因为be的电压已经把pn结全打开

既然pn結全打開了，那為何b到e 仍然有 0.6 v 的壓降呢 ？

因为那是个弹簧门， 没有0.6v推力，门就关了。有这个0.6v 门就全开了，c极的人就可以不用推门直接过去。
能明白了不？   我知道通俗易懂的将问题，会给一些人看不起。不知道你会不会。

Lou

超低失真之梦 发表于 2021-9-29 22:26
我发现 不少人，怎么语文阅读理解能力老整叉屁了，差不多后边就是解释这个差不多，到底是哪方面差 ...

顯然我用誘導式的提問，沒有發揮該有的效果。

總結一下，這棟樓觸發了三個問題。

1) 飽和時，c 極電壓低於 b 極電壓。C 極電流如何流到 e 極。

2) C 極電流就算流過去了，好比說飽和，為何飽和電壓可遠低於 0.6 v ?

3) 有人提出場管。其實場管因為構造不同，根本不能混為一談。場管所能達到的高電流，是另有雙極管沒有的優勢。

烧得有点晕

Lou 发表于 2021-9-29 22:58
顯然我用誘導式的提問，沒有發揮該有的效果。

这个问题，Lou兄应该是有发言权的。
我的理解，这个问题应该与多子，少子，PN结正向偏置和反向偏置，发射结和集电结的不同工艺有关。

Lou

首先，半導體迷人的地方，與導體相比，是因為它能控制開和關。控制的因素，叫做載子。也許是電子，也許是電洞，或兩者都有。
而控制的機構，好比說是電場，或是擴散濃度，並非法力無邊，這會造成載子濃度分佈不均勻，也就是即使在 b 極內部，也有電壓差。所以當 b 極的金屬端是 0.6 v 時，內部隨著載子濃度降低，有電壓差，c 極所面對的，不再是 0.6 v, 更低。

電流或能量，由高壓傳向低壓的定律是無法打破的。

超低失真之梦

Lou 发表于 2021-9-29 22:58
顯然我用誘導式的提問，沒有發揮該有的效果。

總結一下，這棟樓觸發了三個問題。

不好好说话，   我说的东西，你认可就赞同，不认可就指出来那句不对，对的应该是啥。为什么。
你这又整哪里去了。

Lou

這雖然解釋了 C 極可以有電流，但是當 b 極鞭長莫及時，又如何能幫助 C 極導通呢 ？

要解釋一個現象。

當 B 級有電流，造成 C 極慢慢導通後，在 b 極法力不及的地方，c 極的偏壓，會持續造成載子濃度的增加。也就是說，若 b 極在從 off 到 0.6v, 以至於 C 極電流 是 10ma 的話，若繼續加大造成飽和，然後又降到 0.6v 時，c 極電流會略大於 10ma. 也就是說， 若要關回同樣電流，是需要額外力氣的.

這個現象叫 Hysteresis. 每當晶片採用新製程時，一定要檢驗，若與以前的電晶體表現不同，那會觸發可靠度的驗證之類，以確保壽命。

無論如何，上述解釋了 c 極電流能部份受 b 極電流的啟發，又能不受 b 極電壓的影響，造成飽和。

接下來要解釋為何能遠小於 0.6v

Lou

一般我們看到的三明治雙極電晶體，其實是一個簡化的結構。

特別是 PNP 電晶體的 C 極和 E 極。當接上導線時，有沒有人注意到這就是蕭基二極體shocky diode, 而且兩個二極體是反向的，這樣 PNP 電晶體無論如何偏壓，永遠無法導通。總有一個二極體在搗蛋。

真正的電晶體，從 P 或 N 引出到導線之前，都要先加一個製程，叫 P++ 或 N++. 這裏 ++ 指的是濃度，非極性。

一旦加了高濃度的雜質，電動勢會變的很小，幾乎可以忽略。注意喔，串一個東西進去，電動勢反而變少。歐姆定律可不是萬能的。

好，現在回頭看雙極性電晶體，B 被夾在中間，用來控制開關。因為 B 很薄，燒微有偏壓，有載子形成時，兩邊擴散的濃度就會跑過來，在 C 與 E 之間型成眾多 ++ 的載子。線性時，載子是非常稀鬆的。

所以在 C 與 E 之間的電動勢，與C/E 接到金屬鋁的電動勢，是一樣小的可憐的。因此飽和電壓可遠低於 0.6v.

而 BE 之間的 0.6v 電動勢，不需要我解釋了吧？

nmvcxz

这个太深了点吧，学习

Lou

第三個連帶跑出來的問題最簡單，我本來期待有人會 Google 一下。

場管之所以能有超高電流，或超低飽和電壓，是因為場管是由電場驅動，有所謂 active region. 其下方若做一個 bury layer, 再透過底部 substrate 加壓，就可降低電動勢，進而降低飽和電壓，這是三明治電晶體沒有的優勢。這等於是一種作弊，但有效。

別忘了，場管是四隻腳的動物。

无语密码

Lou 发表于 2021-9-30 00:15
第三個連帶跑出來的問題最簡單，我本來期待有人會 Google 一下。

場管之所以能有超高電流，或超低飽和電 ...

场管的确好理解

烧得有点晕

我来给出一个通俗点的解释吧，以NPN为例，三极管输送电流，是首先从发射极将电子发射到基极，这个是靠发射结的正向偏压实现的；因为基区很薄且搀杂浓度很低，此时只有很少部分电子与基区的空穴复合产生基极电流，大部分电子靠近集电极的边缘；如果给集电极加上反偏，那么这大部分电子就会被完全吸引到集电极，形成较大的集电极电流。此时如果加大集电极负载电阻，使Uce减小，则集电极吸引电子的能力降低，进入饱和状态。

烧得有点晕

Lou兄的解释很专业，其实“超低失真之梦”的解释也是对的，更通俗易懂，基极实际上就是C 和E之间的一个闸门，当这个闸门完全打开的时候（足够的基极电流），CE间的电流就是由Uce提供驱动力了。当Uce从0开始增加，集电极吸收电子的能力逐渐加强，直至全部吸收，进入放大状态。

Lou

无语密码 发表于 2021-9-30 00:33
场管的确好理解

其實是略微簡單而已。

需要大電流的地方也可能用到高電壓。所以沒事弄個永久漏電裝置是很危險的。

因此這個 bury layer 要在 Vs 低的時候才啟動，所以 substrate 電壓要接到 Vs, 或懸空接出來之類。

這已超出討論範圍。

草根诗人7

老杜1949 发表于 2021-9-29 22:04
我只记得电子的空穴移动，不可能再去翻书了。
电子管的阴极热电发射，栅极控制等，记的熟些。

双极性三极管的放大原理非常难以理解！就如同我发现的这个问题，似乎超越了普通人的认知。与此相反，电子管的放大原理太容易理解了。

草根诗人7

iffi123 发表于 2021-9-29 21:35
这么等效就曲解了三极管，所以很多人不理解三极管怎么放大的，大概和这种认知有关

三极管的工艺是 ...

确实很多人就是这样曲解三极管，也根本不懂三极管的工作原理。

草根诗人7

Lou 发表于 2021-9-29 22:08
————> 和场效应管差不多

雙極管若和場管差不多，為何場管很容易見到開關瞬間有幾百安培的電流呢  ...

其实双极性三极管也能做到几百安培的电流，只是基极电流太大，于是IGBT管被研发出来，弥补了这个缺陷。