След.: Схемы включения транзисторов Выше: Биполярные транзисторы Пред.: Биполярные транзисторы   Содержание

Принцип действия

Биполярный транзистор или просто транзистор -- управляемый полупроводниковый прибор с тремя выводами, состоящий из двух последовательно навстречу включенных $p {-} n$ -переходов. В зависимости от чередования полупроводников разной проводимости транзисторы делятся на два типа: $p-n-p$ и $n-p-n$ , а по конструкции могут быть точечными и плоскостными. В настоящее время точечные транзисторы не применяются. А в общем, транзисторы применяются для усиления (напряжения, тока, мощности) и переключения.

Схема устройства и условные обозначения транзисторов показаны на рис.33. Средняя область называется базой, одна из крайних областей -- эмиттером, другая -- коллектором, а соответствующие $p {-} n$ -переходы -- эмиттерным и коллекторным.

Рис. 33

Рассмотрим работу транзистора типа $p-n-p$ (рис.34). На коллекторный переход напряжение подается в непроводящем направлении (единицы, десятки вольт). При этом в цепи коллектора возникает очень малый обратный ток $I_{\text{ко}}$ , обусловленный движением неосновных носителей. При подаче на эмиттерный переход напряжения в прямом направлении (доли вольта) в цепи эмиттера проходит значительный прямой ток $I_{\text{э}}$ . В эмиттерном слое основные носители (дырки) движутся в сторону эмиттерного перехода. Навстречу им в базовом слое движутся электроны.

Базовая область выполняется тонкой и с малым количеством донорной примеси, поэтому в базе основных носителей (электронов) гораздо меньше, чем в эмиттере дырок. В этих условиях в пограничном слое рекомбинирует малое количество дырок (меньше $10\%$ ),
а основная их часть внедряется в базу, где они являются неосновными носителями. Это явление называется инжекцией (ingection -- впрыскивание).

Рис. 34

Попавшие в базу дырки под действием сильного электрического поля коллектора дрейфуют через базовую область к коллектору и проходят коллекторный переход. В результате ток коллектора $I_{\text{к}}$ значительно возрастает.

Если в цепь эмиттера включить источник переменного напряжения $U_{\text{вх}}$ , эмиттерный ток $I_{\text{э}}$ будет изменяться по закону $U_{\text{вх}}$ . По такому же закону будет изменяться и ток в цепи коллектора. При этом всегда $I_{\text{к}}=I_{\text{э}}-I_{\text{б}}$ . Но так как напряжение на коллекторном переходе значительно больше, чем на эмиттерном, происходит усиление мощности сигнала $U_{\text{вх}}$ . Именно на этом основано усиление электрических колебаний с помощью транзистора.

Принцип действия транзисторов типа $n-p-n$ аналогичен, но поскольку проводимость эмиттерной, базовой и коллекторной областей иная, полярность питающих напряжений должна быть противоположной.

След.: Схемы включения транзисторов Выше: Биполярные транзисторы Пред.: Биполярные транзисторы   Содержание