БІПОЛЯРНІ ТАНЗИСТОРИ

Подальше дослідження n-p- переходів, удосконалення технології формування їхніх структур привели до створення принципово нових напівпровідникових приладів, електрична провідність яких може без інерційно змінюватись. Такі прилади є активними компонентами. Вони спроможні керувати потоком електричної енергії, яка надходить від зовнішнього джерела живлення в навантаження.

Провідність n-p- переходу у разі зворотнього вмикання можна змінювати в широких межах підвищенням температури опроміненням, а також за допомогою додаткового джерела неосновних носіїв. Останній спосіб використовують для створення біполярних транзисторів.

Біполярним транзистором називається напівпровідниковий прилад з двома n-p- переходами та трьома або більше виводами, що має підсилювальні властивості. Він має тришарову структуру n-p-n (рис. 5.9) чи p-n-p (рис. 5.10).

Рис. 5.9 Будова та умовне позначення n-p-n- транзистора

Рис. 5.10 Будова та умовне позначення p-n-p- транзистора

Середня область між двома n-p- переходами називається базою. Товщина її мала. Сусідні області називають емітером і колектором. Відповідно n-p- перехід емітер-база називається емітерним, а перехід база-колектор – колекторним. Біполярні транзистори виготовляють на основі германія і кремнію.

Розрізняють такі режими роботи біполярного транзистора: режим відсічки струмів (режим закритого транзистора), коли обидва переходи зміщені в зворотньому напрямку (закриті); режим насичення (режим відкритого транзистора), коли обидва переходи зміщені в прямому напрямку (відкриті), струми в транзисторах максимальні і не залежать від його параметрів; активний режим, коли емітерний перехід зміщений в прямому напрямку, колекторний – в зворотньому; інверсний режим, коли емітерний перехід зміщений в зворотньому напрямку, колекторний – в прямому.

В режимах відсічки та насичення керування в транзисторі відсутнє. Напруга іж електродами (режим відсічки) і струми відкритого транзистора (режим насичення) визначаються параметрами компонентів зовнішніх кіл. В активному режимі емітерний струм n-p- переходу керує струмом колектора. Активний режим називають підсилювальним. Схема ввімкнення транзистора в активному режимі зображена на рис. 5.11.

Рис. 5.11 Схема вмикання транзистора зі спільною базою

Функцією емітерного переходу є інжекція (“впорскування”) неосновних носіїв заряду в область бази. Для цього область емітера робиться з меншим опором, ніж область бази. Частина інжектованих емітерним переходом носіїв заряду рекомбінує з основними носіями бази і не доходить до колекторного переходу. Таким чином струм із кола емітера передається в коло колектора з коефіцієнтом:

. (5.1)

Коефіцієнт називається коефіцієнтом передачі струму емітера в колектор. В сучасних транзисторах і більше.

На струм накладається зворотній (тепловий) струм колекторного переходу, тобто:

. (5.2)

Зовнішня напруга прикладається між емітером і базою та колектором і базою, а потенціал бази залишається незмінним. Такий режим роботи транзистора називається ввімкненням транзистора за схемою зі спільною базою (СБ) (рис. 5.11).

Крім схеми зі спільною базою широко використовують схему ввімкнення транзистора зі спільним емітером (СЕ) (рис. 5.12) та спільним колектором (СК) (рис. 5.13).

Рис. 5.12 Схема вмикання транзистора зі спільним емітером

Рис. 5.14 Схема вмикання транзистора зі спільним колектором

Поиск по сайту: