双极结型晶体管(BJT)是一种晶体管，其操作取决于两个半导体的接触。它可以充当开关，放大器或振荡器。由于其工作需要两种类型的电荷载流子(空穴和电子)，因此被称为双极晶体管。空穴是P型半导体中主要的电荷载流子，而电子是N型半导体中的主要电荷载体。

BJT的象征

BJT的结构

一个BJT具有两个PN结背对背连接，并共享一个公共区域B(基极)。这样可确保在基极，集电极和发射极的所有区域都建立接触。 PNP双极晶体管的结构如下所示。

上面显示的BJT由两个背对背连接的二极管组成，导致耗尽了称为准中性线的区域。发射极，基极和集电极的准中性宽度在上面表示为W _E ‘，W _B ‘和W _C ‘。他们获得如下-

$$ W_ {E} ^ {‘} = W_ {E} -X_ {n，BE} $$ $$ W_ {B} ^ {‘} = W_ {B} -X_ {p，BE} -X_ {p ，BC} $$ $$ W_ {C} ^ {‘} = W_ {C} -X_ {n，BC} $$

发射极，基极和集电极电流的常规符号分别由I _E ， I _B和I _C表示。因此，当正电流遇到集电极或基极触点时，集电极和基极电流为正。另外，当电流离开发射极触点时，发射极电流为正。从而，

$$ I_ {E} = I_ {B} + I_ {C} $$

当相对于集电极和发射极向基极触点施加正电压时，基极-集电极电压以及基极-发射极电压都将变为正值。

为了简单起见，假定V _CE为零。

电子从发射极扩散到基极，而空穴的扩散则从基极扩散到发射极。一旦电子到达基极-耗尽层区域，它们就会被电场扫过该区域。这些电子形成集电极电流。

当BJT在正向有源模式下偏置时，总发射极电流是通过将电子扩散电流( I _E，n )，空穴扩散电流( I _E，p )和基极发射极电流相加而获得的。

$$ I_ {E} = I_ {E，n} + I_ {E，p} + I_ {r，d} $$

集电极总电流由电子扩散电流( I _E，n )减去基极复合电流( I _r，B )得到。

$$ I_ {C} = I_ {E，n} -I_ {r，B} $$

通过将空穴扩散电流( I _E，p )，基极复合电流( I _r，B )和耗尽层的基极-射极复合电流( I _r，d )相加而获得基极电流I _B的总和。

$$ I_ {B} = I_ {E，p} + I_ {r，B} + I_ {r，d} $$

运输因子

这由集电极电流和发射极电流之比给出。

$$ \ alpha = \ frac {I_ {C}} {I_ {E}} $$

应用基尔霍夫电流定律，可以发现基极电流由发射极电流和集电极电流之间的差给出。

当前收益

这由集电极电流与基极电流之比给出。

$$ \ beta = \ frac {I_ {C}} {I_ {B}} = \ frac {\ alpha} {1- \ alpha} $$

上面解释了BJT如何产生电流放大。如果集电极电流几乎等于发射极电流，则传输因子(α)接近1。因此，电流增益(β)大于1。

用于进一步分析，传输因子(α)被重写为的发射极效率_(γE)的基运输因子_(αT)和耗尽层_(δr)的重组因子的产物。它被重写如下-

$$ \ alpha = \ gamma _ {E} \ times \ alpha _ {T} \ times \ delta _ {r} $$

以下是讨论的发射极效率，基极输运因子和耗尽层复合因子的摘要。

发射极效率

$$ \ gamma _ {E} = \ frac {I_ {E，n}} {I_ {E，p} + I_ {E，P}} $$

基本运输因子

$$ \ alpha _ {T} = \ frac {I_ {E，n} -I_ {r，b}} {I_ {E，n}} $$

耗尽层复合因子

$$ \ delta _ {r} = \ frac {I_ {E} -I_ {r，d}} {I_ {E，n}} $$