• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Биполярные транзисторы

Устройство и принцип действия биполярного транзистора. Биполярный транзистор – полупроводниковый прибор, имеющий два взаимодействующих между собой p–n–перехода.

В зависимости от последовательности чередования областей с различными проводимостями различают n–p–n–транзисторы и p–n–p–транзисторы. Роль выпрямляющего электрического перехода (как и в диоде) выполняет n–p. В биполярном транзисторе взаимодействуют два типа носителей заряда – электрон и дырка (отсюда и название – биполярный). На рис. 13 показаны условные графические обозначения биполярного транзистора.

Упрощенное устройство n–p–n–транзистора приведено на рис. 13, а, его схема замещения – на рис. 13, в.


а) б) в)

Рис. 13. Структура n–p–n–транзистора (а); его УГО (б) и схема замещения (в)

Средняя часть рассматриваемой структуры называется базой, одна крайняя область – коллектором, а другая – эмиттером. В несимметричной структуре электрод базы расположен ближе к эмиттеру. В зависимости от полярности напряжений, приложенных к электродам транзистора, различают следующие режимы его работы: линейный (усиление), насыщение и отсечка (ключевой) и инверсный.

В линейном режиме работы транзистора эмиттерный переход (база – эмиттер) смещен в прямом направлении, а коллекторный (база – коллектор) – в обратном. В режиме насыщения оба перехода смещены в прямом направлении, а в режиме отсечки – в обратном. И, наконец, в инверсном режиме коллекторный переход смещен в прямом, а эмиттерный – в обратном.

Работа транзистора основана на управлении токами электродов в зависимости от приложенных к его переходам напряжений. В линейном режиме, когда переход база – эмиттер открыт благодаря приложенному к нему напряжению Eэ = Uбэ, через него протекает ток базы iБ. Протекание тока базы приводит к инжекции зарядов из области коллектора в область базы, причем ток коллектора определяется как iк = BiБ, где В – коэффициент передачи тока базы. Прямое напряжение UБЭ на эмиттерном переходе связано с током коллектора уравнением Эберса – Мола:

iK = IКБ℮,

где IКБ – обратный ток коллекторного перехода при его обратном смещении,
– тепловой потенциал, равный 25 mB.

Ток базы очень мал по сравнению с токами эмиттера и коллектора. Отношение этих токов равно нескольким десяткам. У транзисторов n–p–n типа напряжение коллектор – эмиттер и база = эмиттер – положительное.

В транзисторе всегда выполняется соотношение

Iэ = Iк + Iв,

где Iэ – ток эмиттера, Iв – ток базы, Iк – ток коллектора.
Отношение токов транзистора является характеристикой его свойств как усилителя.

Iк = аIэ,

где а = 0,05 … 0,99 – коэффициент передачи тока.

Если заменить IЭ через ток коллектора, то получим

IK = IБ,

где = а/(1 − а) – динамический коэффициент передачи тока базы.

Чаще всего используется параметр, относящийся к схеме включения транзистора с общим эмиттером, который характеризуется как статический коэффициент усиления

H21Э = IK/IБ.

Зона проводимости

В верхней, так называемой зоне проводимости (ЗП), подавляющее число электронов фактически оторвано от атомов...

читать далее

Ударная ионизация атомов электронами

Такой пробой вызывается ударной ионизацией атомов электронами, вырванными из ковалентной связи под действием сильного...

читать далее

Обращенный диод

Разновидностью туннельного диода является обращенный диод, у которого туннельный эффект имеет место только в обратной...

читать далее