Принцип работы биполярного транзистора и соотношение для его токов.

Биполярные транзисторы.

Транзисторы.

К Д 2 1 7 А или К С 1 9 1 Е

^{1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6}

1 - Буква или цифра, указывающая вид материала, из которого изготовлен диод:

1 или Г – Ge (германий),

2 или К – Si (кремний),

3 или А – GeAs.

2 - Буква, указывающая тип диода по его функциональному назначению:

Д – диод,

С – стабилитрон, стабистор,

В – варикап,

И – туннельный диод.

3,4,5 – Цифры, указывающие назначение и электрические свойства диодов.

6 - Буква, указывающая деление диодов по параметрическим группам.

Транзисторы – это полупроводниковые приборы с тремя и более выходами, предназначенные для усиления и генерации электрических сигналов.

Транзисторы имеют три вывода: выходной, общий и входной для подачи управляющего сигнала.

Выходной сигнал – выходной ток. В зависимости от способа управления им транзисторы делятся на две группы:

1) Токовые транзисторы: I_вых = kI_вх

В таких транзисторах используются носители заряда двух типов: электроны и дырки. Управление движением зарядов в этих транзисторах осуществляется током. Поэтому их также называют биполярными.

2) Полевые транзисторы: I_вых = SU_вх

С помощью U_вх в объеме транзистора создается управляющее электрическое поле. В образовании выходного тока в таких транзисторах принимают участие или электроны, или дырки, поэтому их иногда называют униполярными.

Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор с двумя близко расположенными, а потому взаимодействующими p-n-переходами и тремя выводами.

Биполярный транзистор - полупроводниковый прибор с тремя областями разной проводимости (рис.27).

В зависимости от чередования этих областей, различают два типа биполярных транзисторов: n-p-n и p-n-p.

По технологии изготовления различают сплавные и планарные транзисторы.

1) Сплавной транзистор.

W – толщина области базы (≈0,1 – 10мм), S_ЭП<<S_КП.

2) Планарный транзистор (метод диффузии).

Физическая модель биполярного транзистора и схема его включения в активном режиме:

Эмиттер – выполнен из сильно легированного полупроводника и является инжектором носителей заряда для области базы.

База слабо легирована примесями. Ширина базы много меньше диффузионной длины. W<<l_n

Коллектор сильно легирован примесями и предназначен для экстракции (поглощения) носителей зарядов, инжектируемых эмиттером.

При работе в активном режиме полярности источников напряжения U_ЭБ, U_КБ выбираются так, что ЭП смещен в прямом, а КП – в обратном направлении.

Поскольку база имеет малую концентрацию примесей по сравнению с соседними областями, то ЭП и КП располагаются в ее области.

При смещении ЭП в прямом направлении происходит ввод основных носителей заряда в базу, где они становятся не основными (инжекция). В базе введенные заряды первоначально группируются вблизи ЭП. А затем за счет диффузии или дрейфа начинают двигаться к КП. Достигнув его, неосновные носители попадают в сильное электрическое поле и переносятся им в область коллектора, где снова становятся основными носителями заряда (экстракция). Для компенсации зарядов, направляющихся в области коллектора, возникает коллекторный ток во внешней цепи. Часть зарядов области базы не достигает КП, рекомбинируя с основными носителями области базы, это создает ток базы.