🎯 單元目標
完成本單元後，你將能夠：
• 理解 BJT 內部載子如何移動
• 認識注入、擴散、收集三步驟 • 建立電流放大的物理直覺 • 了解 β（電流增益）的來源🧭 一、先給核心觀念
BJT 的放大不是魔法，而是：
👉 高效率的載子傳輸機制
小小的基極電流：
👉 只是「管理者」
真正提供大電流的來源：
👉 是射極
🧠 二、三個關鍵動作（以 NPN 為例）
1️⃣ 射極注入（Injection）
2️⃣ 基極擴散（Diffusion） 3️⃣ 集極收集（Collection）
🧠 三、射極注入（Injection）
e- e- e-
E ─────────► B
E-B 正向偏壓：
👉 大量電子由射極進入基極
射極特性：
👉 重度摻雜
目的：
👉 提供大量載子來源
🧠 四、基極擴散（Diffusion）
e- e- e-
B (薄)
基極特性：
👉 很薄
👉 輕度摻雜
結果：
👉 少量電子與電洞復合
👉 多數電子直接穿越基極
🧠 五、集極收集（Collection）
e- →→→
B ─────► C
B-C 反向偏壓：
👉 內建電場把電子拉進集極
🧠 六、為什麼會放大
IE = IC + IB
• 大部分電子 → IC
• 少部分電子 → IB
因此：
IC ≈ β · IB
β 代表：
👉 射極注入後，有多少比例成功被集極收集
🧾 七、一句話記住本單元
🔁 放大來自：
高注入效率 + 薄基極 + 強收集電場
🔬 電子學實驗題（22/120）
實驗名稱
量測 BJT 電流放大效果
🎯 實驗目的
驗證：
👉 IB 與 IC 呈比例關係
👉 體會 β 並非固定常數
🧰 實驗器材
• NPN BJT
• 直流電源 • 電阻（RC、RB） • 萬用電表 ×2（建議 ×3 可量 VCE）
🔧 實驗接線 ASCII 圖
+Vcc
|
[RC]
|
C
|
|\
+Vbb--| > BJT
|/
|
E
|
GND
🔧 實驗步驟
- 固定 Vcc
- 設定 RC
- 逐步改變 Vbb（或 RB）
- 量測 IB、IC
- 計算 IC / IB
6)（建議）同步量測 VCE
📊 預期觀察
IB 小幅增加
→ IC 明顯增加
在某一範圍內：
IC ≈ β · IB
✅ 專業解析
解析一、注入效率
E >>> B
射極提供多
基極消耗少
👉 大部分載子能往後傳
解析二、薄基極效應
|---B---|
基極越薄
→ 復合越少 → β 越高
解析三、工程意義
👉 小功率控制大功率
🔧 新增｜實驗實務解析（Engineering View）
解析四、β 不是常數
量測時常見：
IB = 10 µA → IC ≈ 1 mA → β ≈ 100
IB = 50 µA → IC ≈ 4 mA → β ≈ 80
IB = 200 µA → IC ≈ 12 mA → β ≈ 60
影響因素：
• IC 大小
• 溫度 • VCE • 元件差異
👉 β 僅為參考值
解析五、進入飽和的現象
當 IB 持續增加：
• IC 變化趨緩
• VCE ≈ 0.1–0.3V
代表：
👉 飽和區（Saturation）
放大區：IC 跟 IB 成比例
飽和區：IC 被 RC 與 Vcc 限制
解析六、RC 決定 IC 上限
IC(max) ≈ (Vcc - VCE(sat)) / RC
IB 只能決定「是否導通」
RC + Vcc 決定「能流多大」
解析七、加入 VCE 判斷工作區
• VCE > 1V → 放大區
• VCE ≈ 0.2V → 飽和區
👉 不量 VCE = 少一半理解
解析八、常見實驗錯誤
• 未串 RB
• Vbb 與 Vcc 未共地 • 電流表未串聯 • 只看 IC/IB 不看區域
解析九、工程設計使用方式
作為放大器
👉 維持在 Active 區
作為開關
常用：
IB ≈ IC / 10
稱為：強迫 β
🧠 本單元工程總結
👉 BJT 的放大來自高效率載子傳輸，不是神秘倍數；
👉 工程上必須同時觀察 IB、IC、VCE，才能真正掌握其工作狀態。
