集电子,指的是PN结(二极管)的电子空穴对,由于二极管的导电性能,集电极(正极)是由多个电子聚合形成的,从而形成集电子,即从集电极上取出的电子。
集电子还指晶体管中运载载流子中的一种,它是一个或多个基区输入的电子,经过涌进集电极而形成的电流。晶体管输出电流的数量级就是由集电子的数目决定的。
PN结的集电子具有重要的作用,主要有以下几个方面:
1)PN结的电流放大。PN结可以起到放大电流的作用,当集电极向基区施加偏置电压时,可以形成强烈的电场,促使电子注入基区,使之变成电流。这样,从集电极输出的电流就比基极输入的电流大得多,形成了电流放大。
2)形成放大器。PN结可以被组合成放大器,当PN结被组合成特定的电路时,可以形成放大器。在功率放大器、射频放大器、低噪音放大器等中常常使用。
3)电路控制。PN结还可以被用于电路控制,例如,在自动控制、电子显示、模拟计算等方面都有应用。
半导体器件中,集电极通常是指P型掺杂的区域,其主要作用是收集发射区域的载流子(如二极管的电子和晶体管的电子),从而控制电路的电流。集电区通常是由减淡掺杂材料形成,以增加其电阻。这有助于控制载流子在集电器中流动的数量和速度。
集电子被广泛地应用于电子学中。例如:晶体管中的集电极就起到了集电子的作用,从而实现了电流放大或电子开关。又如:集成电路(IC)中,由于集电子在半导体中的特殊性质,使得IC能够具有更高的电路密度和更短的传输距离,从而实现更快的工作速度和更低的功耗。此外,集电子还被有机场效应管(OFET)和无机场效应管(IFET)等场效应器件所应用,实现了电信号的调制、放大和传输。