
【電】 electron collector
electron
【化】 electron
【醫】 e.; electron
collector
【化】 collector
電子集電極(Electron Collector)是半導體器件(特别是雙極結型晶體管,BJT)中的一個關鍵區域,其核心功能是收集由發射極注入、經基區擴散到達的電子(NPN型晶體管)或空穴(PNP型晶體管),形成集電極電流。以下是詳細解釋:
載流子收集機制
當基極-發射極正向偏置時,發射極向基區注入電子(NPN型)。電子在基區擴散後,被加有反向偏置電壓的集電結強電場“收集”,形成集電極電流 (I_C)。集電極的摻雜濃度通常低于發射極,以承受高電壓并減小結電容。
結構設計影響
S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, Wiley. (鍊接:Wiley Online Library)
IEEE Xplore, "Bipolar Junction Transistor Operation". (鍊接:IEEE Xplore)
ON Semiconductor, "BJT Datasheet Design Guidelines". (鍊接:ONSemi)
通過上述分析,電子集電極的核心角色是高效收集載流子并轉換為輸出電流,其結構參數直接決定了半導體器件的性能邊界。
電子集電極是半導體器件(如三極管)中的一個關鍵電極,主要功能是收集載流子并形成輸出電流。以下是詳細解釋:
集電極是三極管(晶體管)的三個電極之一,通常标記為C極(Collector)。它位于集電區,與基區形成集電結(PN結),負責收集由發射極發射并通過基極控制的電子流。
物理結構
三極管由發射區、基區和集電區組成,通過兩個PN結(發射結和集電結)連接。集電極從集電區引出,其排列方式分為NPN和PNP兩種類型。
電流路徑
發射極(E極)發射電子→基極(B極)控制電子流量→集電極(C極)收集電子形成輸出電流。集電極電流$I_C$與基極電流$I_B$的關系為:
$$
I_C = beta I_B
$$
其中$beta$為電流放大系數。
主要用于模拟電路(如放大器)和數字電路(如開關電路)。例如在NPN型三極管中,集電極接高電位,通過基極信號控制集電極-發射極通斷。
注:部分低權威性來源提到的“邏輯集成電路”描述可能混淆了三極管與場效應管的特性,建議以高權威來源為準。
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