当电子流过正向偏置的二极管结（例如晶体管的基极-发射极结）时，它们实际上需要非零的时间与 P 侧的空穴复合并被中和。

在 NPN 晶体管中，P 型基极区的结构非常窄，以至于大多数电子实际上在重新组合发生之前一直穿过它。一旦它们到达反向偏置的基极 - 集电极结的耗尽区，其上有一个强电场，它们很快就会完全从基极区扫出，从而产生集电极电流。

通过基极-发射极结的总电流由基极-发射极电压控制，该电压与集电极电压无关。这由著名的Ebers-Moll 方程描述。如果集电极开路，所有这些电流都流出基极连接。但是，只要集电极-基极结上至少有一个小的正偏压，大部分电流就会转移到集电极，只有一小部分会从基极流出。

在高增益晶体管中，只有不到 1% 的电子实际上在基极区复合，它们在那里保持为基极-发射极电流，这意味着集电极电流可以是基极电流的 100 倍或更多。通过仔细控制三个区域的几何形状和每个区域中使用的特定掺杂水平，该过程得到了优化。

只要晶体管在这种工作模式下被偏置，基极-发射极电压的微小变化（以及基极-发射极电流的相应微小变化）就会导致集电极-发射极电流的更大变化。根据连接到集电极的外部阻抗，这也可能导致集电极电压发生较大变化。整个电路表现出功率增益，因为输出功率 (ΔV _C × ΔI _C ) 远大于输入功率 (ΔV _B × ΔI _B )。根据具体的电路配置，该功率增益可以实现为电压增益、电流增益或两者的组合。

本质上，同样的事情发生在 PNP 晶体管中，但现在您必须将空穴（没有电子）视为正电荷的载体，该载体一直通过 N 型基极漂移到集电极。

阅读并重新阅读戴夫的出色答案。

然后在精神上扭转正在发生的事情......

您有一个正向偏置的基极-发射极结，连接到基极的外部电路需要电流 Ib，该电流由发射极提供的电子提供。

但是当电子进入基区时，它会遇到一个强电场，将其拉向（正）集电极。这些电子的大部分（很大且定义明确的比例）丢失（从基极电流中）并作为集电极电流出现，原因在戴夫的回答中解释得很好。因此，与其说是一个高效的放大器，您还可以将晶体管视为一个非常低效的基极电流供应商！

从这个角度来看，基极电路需要 Ib，而发射极提供 Ib。但作为副产品，更大的电流 (Ic = 100Ib) 会“丢失”到集电极。这当然是我们真正想要的。

编辑回复：评论：最终（大部分，比如 99%）来自发射极的电子进入集电极区域。

最终，集电极电流必须（略）小于电源发射极电流。

对这两者都有权利。

目的是什么？

1）很小的基极电流控制很大的集电极电流，发射极电流是这两者之和。

2) 比率 Ic/Ib（hFE 或电流增益）大约与集电极电压 Vce 无关（直到 Vce 较低，例如 < 1V）。This means that for a suitable choice of impedance in the collector circuit, a small change in Ib can result in a large change in Ic and a large change in Vce; 这就是电压增益的来源。

所以通常的“共发射极”放大器在集电极电路中有负载，同时具有高电流增益和高电压增益。

这就是我的看法，我希望它能为讨论增加一些有用的东西：

半导体、二极管和晶体管

电子和空穴

让我们想象一排硬币排成一排，触碰着桌子。将右手端便士向右移动一便士的宽度，留下一个间隙。然后继续将便士移动到间隙左侧的空间中。当你继续时，所有的硬币都向右移动了，而差距已经从桌子上移到了左边。现在把硬币想象成电子，你可以看到电子在半导体上单向移动会导致空穴向相反方向移动。

为了扩展类比，我们可以使用一小堆便士，所以在洞向左移动之前必须向右移动很多。或者我们可以有几个便士和很大的空间，这样当稀疏的便士穿过宽阔的间隙时，洞就可以轻松移动。这两种情况模拟了两种形式的掺杂硅，添加了大量电子，我们有 N 型，大量空穴（电子移除），我们有 P 型。这些类型是通过将硅与少量其他金属混合（掺杂）来实现的。

由于电子必须在半导体的原子中挣扎，它的电阻率相对较高。早期的半导体使用锗，但除了特殊情况，现在硅是普遍的选择。

铜线可以被想象为有一大堆便士电子，它们都靠得很近，所以电流是这些堆顶部的几个便士的运动，根本不会产生孔。众所周知，有这么多可用于电流的电阻率，电阻率很低。

二极管

最常见的半导体二极管（还有其他特殊类型）在 N 型和 P 型之间有一个结。如果对二极管施加电压，N 型端为正，另一端为负，则电子全部被拉到正端，在负端留下空穴。中间几乎没有任何电子，几乎没有电流可以流动。二极管“反向偏置”

反方向施加电压时，N 型端为负，P 型端为正，电子被吸引到中间并可以交叉抵消 P 型中的空穴，并流出到连接线。在另一端，负电压端，电子被排斥到二极管的中间，被那些从电线中涌入的电子所取代，因此总体上电流可以很容易地流动：二极管是正向偏置的。

二极管的连接称为“阳极”，当二极管正向偏置时，它是正端，而“阴极”是负端。我记得这些与阀门的相同术语类比，它们需要在阳极处有一个高正电压（HT 表示“高张力”——不要让你的手指离开）以使电流流动。正向偏置二极管极性的一个很好的助记符可能是 PPNN：“正极，P 型，N 型，负极”。

变容二极管利用了这样一个事实，即正负两个分开的电荷区域构成一个粗电容器。因此，当反向偏置时，专门设计的二极管可以利用这一点。施加的电压将电荷分开，在触点之间形成“耗尽层”。增加施加的反向电压会使该层变厚，从而降低容量，反之亦然。变容二极管通常用于调谐电路以改变频率，取代了在阀门时代使用的叶片电容器。

双极晶体管

双极晶体管是一种其工作依赖于电子和空穴的晶体管。它包括两个背靠背共用一个公共中心层的二极管。其中一个外部端子是集电极 C，另一个是发射极 E。中央连接是 Base B，它是 CB 和 BE 二极管的一部分。所以我们有一个三层三明治。在正常使用中，C 和 B 之间的二极管是反向偏置的，因此，如果没有 BE 二极管及其影响，就不会有电流流动，因为所有电子都被拉到 CB 部分的一端，而空穴另一端，如在二极管中，由施加的电压。

BE 二极管是正向偏置的，因此电流可以流动，并且外部电路设置为将其限制在一个相当小的值，但仍有大量空穴和电子流过基极和发射极。

现在聪明一点。基极上的 CB 和 BE 二极管的公共连接非常薄，因此 BE 部分中的电子和空穴泛滥取代了反向集电极电压已拉走的那些，电流现在可以流过这个 CB 二极管反向，然后通过正向偏置 BE 结到发射极并输出到外部电路。

我认为很明显，您不能通过背靠背焊接两个二极管来制造晶体管，该动作需要密切共享硅内部的薄层。

集电极电流取决于基极电流的流动，晶体管的设计使得 BE 二极管中的小电流为 CB 结中的更大电流开辟了道路。因此我们有电流放大。使用外部电阻器上的电压降，可以将其转换为电压放大。

这些晶体管被称为“双极”，因为它们实际上有两个结。

我小心地避免提及 CB 和 BE 二极管中的材料类型，两者的想法是相同的，我们可以将 NPN 或 PNP 作为可能的层。符号中发射极上的箭头表示常规集电极电流的方向（与电子流动相反），指向所施加 CE 电压的负侧方向，因此电流为“出 P或在发射器处进入 N”。

场效应晶体管或 FET

FET 有许多不同的设计，这是对它们基本原理的非常简单的看法。

这些是“单极”晶体管，尽管该术语不常用，因为它们的操作仅取决于电子和电场，而不是空穴。

在这里，我们有一个掺杂硅块，即“通道”，两侧有相反类型的块，或者作为一个环绕的环。所以我们只有一个二极管结，称为Gate G，位于块或环与通道之间。通道充当电阻器，电流从一端（源极 S）流向另一端漏极 D。栅极和通道之间的结是反向偏置的，因此没有电流流过，但会建立一个电场将电荷、电子或空穴拉到通道的两侧，使 SD 电流的可用空间减少。因此，我们的 SD 电流由栅极上的电压控制。

请注意，这是一个电压控制器件，几乎没有电流流入或流出栅极。想想欧姆定律：电阻 = 伏特/安培，我们看到非常低的电流意味着非常高的电阻，因此据说 FET 具有非常高的输入阻抗——它优于双极的主要优势，其中，相比之下，通过基极发送电流所需的电压很小，因此输入阻抗较低