Общие сведения

В числе электропреобразовательных полупроводниковых приборов, т. е. при­боров, служащих для преобразования электрических величин, важное место занимают транзисторы. Они представляют собой полупроводниковые приборы, пригодные для усиления мощности и имеющие три вывода или больше. В транзисторах может быть разное число переходов между областями с различ­ной электропроводностью. Наиболее распространены транзисторы с двумя п – р-переходами, называемые биполярными,так как их работа основана на использовании носителей заряда обоих знаков. Первые транзисторы были точечными, но они работали недостаточно стабильно. В настоящее время изготавливаются и применяются исключительно плоскостные транзисторы.

Рис. 23. Принцип устройства (а) и условное графическое обозначение (б)

плоскостного транзистора

Устройство плоскостного биполярного транзистора показано схематически на рис. 23. Он представляет собой пластину германия, или кремния, или другого полупроводника, в которой созданы три области с различной электропроводностью. Для примера взят транзистор типа п – р – п, имеющий среднюю область с дырочной, а две крайние области – с электронной элект­ропроводностью. Широко применяются также транзисторы типа р – п – р,в которых дырочной электропроводностью обладают две крайние области, а средняя имеет электронную электропроводность.

Средняя область транзистора называется базой, одна крайняя область – эмиттером, другая – коллектором. Таким образом, в транзисторе имеются два п – р-перехода: эмиттерный –между эмиттером и базой и коллекторный –между базой и коллектором. Расстояние между ними должно быть очень малым, не более единиц микрометров, т. е. область базы должна быть очень тонкой. Это является условием хорошей работы транзистора. Кроме того, концентрация примесей в базе всегда значительно меньше, чем в коллекторе и эмиттере. От базы, эмиттера и коллектора сделаны выводы.

Для величин, относящихся к базе, эмиттеру и коллектору, применяют в качестве индексов буквы «б», «э» и «к». Токи в проводах базы, эмиттера и коллектора обозначают соответственно i_б, i_э, i_к.Напряжения между электродами обозначают двойными индексами, например, напряжение между базой и эмиттером u_б-э,между коллектором и базой u_к-б. На условном графическом обозначении транзисторов р – п – р и п – р – п стрелка показывает условное (от плюса к минусу) направление тока в проводе эмиттера при прямом напряжении на эмиттерном переходе.

Транзистор может работать в трех режимах в зависимости от напряжения на его переходах. При работе в активном режиме на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном – обратное. Режим отсечки, или запирания, достигается подачей обратного напряжения на оба перехода. Если же на обоих переходах напряжение прямое, то транзистор работает в режиме насыщения. Активный режим является основным. Он используется в большинстве усилителей и генераторов.

В схемах с транзисторами обычно образуются две цепи. Входная, или управляющая, цепь служит для управления работой транзистора. В выходной, или управляемой цепи получаются усиленные колебания. Источник усиливаемых колебаний включается во входную цепь, а в выходную включается нагрузка.