• 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.

Современные представления о физических процессах в полупроводниковых приборах и, в частности, в p-n переходе базируются...

читать далее

Составляющие обратного тока насыщения

термогенерационной составляющей в области пространственного заряда, зависящей от смещения, так как ширина...

читать далее

Преимущество туннельных диодов

Важнейшим преимуществом туннельных диодов перед другими полупроводниковыми приборами является малая...

читать далее