电子技术发展:三极管发射极电流与半导体器件里程碑

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发射极电流是模拟电子技术中的核心概念,它涉及到晶体管内部的电流流动和控制机制。在三极管中,载流子主要包括电子,它们在发射区产生并被激发出来。当电子从发射区向基区移动时,这个过程称为发射。这些电子在基区经历两种主要行为:复合和扩散。复合是指电子与空穴(在PN结中形成的带正电的区域)结合,释放能量,而扩散则指电子随机运动到基区的其他部分。 发射极电流(IE)是通过发射区进入基区的电子数量,这部分电流受到基极电流(IB)的控制。当IB增大时,发射区的电子更加容易被激发,导致IE也随之增加。然而,即使IB很大,也不能无限制地增加IE,因为会遇到饱和现象,这时的发射电流不再随着基极电流线性增加,而是达到一个最大值(IC)。同时,还存在一个反向饱和电流(ICBO),它是基区和发射区之间形成的势垒阻碍电子通过时产生的电流。 基极电流IB通过电阻Rb进入基区,而基区的电流还会有一部分被扩散到集电极,这部分电流就是集电极电流(IC)。集电极电流由基极电流和发射极电流组成,即IC = IE + ICBO。此外,还有反向偏置下的电流,如ICN和IEN,这些是考虑了外部电压影响下的特殊情况。 在电子技术的发展历程中,自19世纪末H.A.Lorentz和J.J.Thompson对电子的发现起,电子学逐渐成为一门重要的学科。从最早的二极管到三极管的发明,再到半导体器件和晶体管的诞生,标志着电子技术的飞跃。1950年代,集成电路的概念提出,标志着从分立元件向集成化转变的开始,这引领了电子技术的集成度不断提升,从小型规模到大规模、超大规模集成,每一步都极大地推动了科技进步。 如今,电子技术已经深入到人类生活的各个方面,包括通信、计算机、医疗设备、汽车电子等,甚至被称为现代世界的基础设施。它的应用领域被概括为元器件、计算能力、通信能力和控制能力(Components, Compute, Communications, and Control, 或 Components, Computation, Connectivity, and Control),反映了其在现代社会中的核心地位和不可或缺的作用。随着技术的不断进步,电子技术将继续驱动未来的创新和发展。