很多人认为这个问题的答案与 BJT 晶体管中基区的宽度有关——这是不正确的。答案很长。如果您想要底线，您可以从“棘手的问题”部分开始阅读。

我相信你是因为这张照片而被引导问这个问题的：

这是教授 BJT 基础知识的标准做法，但它可能会使不熟悉半导体理论的人感到困惑。

为了在可接受的水平上回答您的问题，我需要假设您熟悉 PN 二极管的工作原理。本参考资料包含对 PN 结的详细讨论。

答案涉及NPN晶体管，但它也适用于适当改变极性后的PNP晶体管。

NPN 处于前向主动操作模式：

BJT晶体管最“有用”的工作模式称为“正向激活”：

NPN 在以下情况下处于前向活动模式：

• 基发射结正向偏置（通常在）$V_{BE}\approx 0.6V$
• 基极-集电极结反向偏置 ( )$V_{CB}>0$

由于基极-发射极结正向偏置，电子从发射极注入基极（），同时空穴从基极注入发射极（在上图中）。发射区 ( ) 的掺杂程度比基区 ( ) 高得多，因此电子注入基区的电流远高于空穴注入发射区的电流。$I_{E_n}$$I_{B1}=I_{E_p}$$n^{++}$$p$

请注意，注入发射极的空穴由基极提供（基极电流），而注入基极的电子由发射极提供（发射极电流）。这些电流之间的比率使 BJT 成为电流放大器件 - 基极端的小电流会导致发射极端的电流大得多。传统的电流放大定义为集电极与基极的电流比，但正是上述电流之间的比值使任何电流放大成为可能。

由于从发射极注入大量电子，电子倾向于通过基极扩散到基极-集电极反向偏置结。一旦一个电子到达那里，它就会被扫过 Collector-Base 耗尽区并注入到 Collector 中，从而贡献 Collector 的电流（）。$I_C$

现在，如果从发射极注入的所有这些电子都可以扩散到反向偏置的基极 - 集电极结而不受其他影响 - 基极区域的宽度根本不重要。然而，基地中正在进行重组。

在复合过程中，注入的电子遇到空穴并相互“中和”。注入的电子在此过程中“丢失”，不会对集电极端的电流产生影响。但是等等，电荷守恒需要从某个地方提供与注入电子重新结合的空穴，对吧？事实证明，重组空穴也由基极端（）提供，从而增加了基极的电流并降低了发射极与基极的电流比（这代表晶体管的电流增益，记得吗？）。$I_{B2}$

以上意味着在通过基区扩散期间复合的电子越多，晶体管的电流增益越低。由制造商决定尽量减少重组以提供功能晶体管。

影响重组率的因素有很多，但最重要的因素之一是 Base 的宽度。很明显，Base 越宽，注入的电子扩散通过 Base 所需的时间越长，它遇到空穴并重新组合的机会就越高。制造商倾向于制造具有非常短 Base 的 BJT。

那么，为什么两个背靠背的PN二极管不能作为一个NPN：

上面的讨论解释了为什么 Base 必须是短的。PN 二极管（通常）没有这个短区域，因此复合率将非常高，电流增益将近似为一。这是什么意思？这意味着“发射极”端的电流将等于“基极”端的电流，而“集电极”端的电流为零：

^{模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图}

二极管作为独立设备运行，而不是单个 BJT！

棘手的问题：

在不同程度的准确度上，很多人都可以像我一样回答你最初的问题。然而，更有趣的问题是：如果我们将侧都做得很短，这样它们的宽度之和不会比 NPN 晶体管的基区宽，那么二极管会起到晶体管的作用吗？$p$

这个问题更难回答，因为“不，BJT 的基数很短”的直截了当的回答不再适用。

事实证明，这种方法不会使两个二极管的行为类似于单个 NPN 晶体管。原因是在二极管的金属触点处，金属和半导体接触，所有多余的电子都与触点提供的“空穴”“复合”。这不是通常的复合，因为金属没有空穴，但细微的区别并不那么重要——一旦电子进入金属，就无法实现晶体管功能。

理解上述观点的另一种方法是实现集电极 - 基极二极管是反向偏置的，但仍然传导高电流。这种操作模式不能用独立的 PN 二极管实现，它在反向偏置下传导的电流可以忽略不计。这种限制的原因是一样的——在“类 BJT 二极管配置”中，来自正向偏置二极管 P 侧的多余电子不能通过金属线扫到反向偏置二极管的 P 侧。相反，它们被扫描到电源，为二极管的公共端子提供电压偏置。

有一个后续问题要求为上述两段提供更严格的推理。答案与金属-半导体界面有关，可以在这里找到。

上面的意思是，基区宽度的讨论与讨论BJT晶体管的有效性有关，与讨论两个背靠背PN二极管作为BJT的替代品完全无关。

概括：

两个背靠背的 PN 二极管不能用作单个 BJT，因为晶体管的功能只需要半导体基区。一旦在此路径中引入金属（这是两个背靠背二极管所代表的），就不可能实现 BJT 功能。

不，两个背靠背二极管不是晶体管。使 PNP 或 NPN 夹着一个晶体管而不仅仅是两个二极管的特殊特性是基层非常薄。用半导体物理学术语来说，基底中没有两个单独的耗尽区。两个结的耗尽区在基极重叠，这是晶体管具有其特殊特性所必需的。

来自维基百科

晶体管可以被认为是两个二极管（P-N 结）共享一个少数载流子可以通过的公共区域。PNP BJT 的功能类似于两个共享 N 型阴极区域的二极管，而 NPN 类似于两个共享 P 型阳极区域的二极管。用导线连接两个二极管不会形成晶体管，因为少数载流子将无法通过导线从一个 P-N 结到达另一个。

基本上，半导体需要直接连接。

可能值得考虑真空管的等效问题。为什么两个背靠背的二极管管不能起到三极管的作用？答案是，为了使三极管正常工作，阴极发射的大部分电子必须通过网格才能到达阳极。如果您将两个二极管管连接在一起并将它们之间的链接称为网格，或者如果您将三极管的网格制作成一块实心箔而不是网格，那么所有电子都会到达网格并停止在那里，排放到电网电源中，而不是重新发射到阳极。对于三极管的正确操作，电子动量必须有机会将它们直接通过栅极，而不仅仅是栅极和阳极之间的电位驱动。

半导体晶体管中起作用的物理效应是不同的，但电流必须能够绕过否则会在中间吸出的导线的基本思想保持不变。