Строение и принцип действия биполярного и полевого транзистора.
Биполярный транзистор состоит из трех различным образом легированных полупроводниковых зон: эмиттера E, базы B и коллектора C. В зависимости от типа проводимости этих зон различают NPN (эмиттер − n-полупроводник, база − p-полупроводник, коллектор − n-полупроводник) и PNP транзисторы. Две крайние области биполярного транзистора (эмиттер и коллектор) всегда обладают проводимостью одинакового типа (рис.6.30), а проводимость средней области (базы) по отношению к ним имеет противоположный тип проводимости. В биполярном транзисторе имеются два р-п-перехода — эмиттерный и коллекторный. Расстояние между ними, равное ширине базы, очень мало. Кроме того, концентрация атомов примеси в базе создается гораздо меньшей, чем в эмиттере. Это позволяет уменьшить вероятность рекомбинации носителей в области базы.
Рисунок 6.30 — Схематическое изображение биполярных транзисторов
типа р-п-р и п-р-п
При
подключении к р-п-р-транзистору
источников питания
(рис.6.31а) токи в транзисторе распределятся
следующим образом. Поскольку к участку
эмиттер-база приложено прямое напряжение,
то соответствующий переход будет включен
в прямом направлении, сопротивление
этого перехода мало, значит по нему
будет течь прямой ток, обусловленный
перемещением основных носителей (дырок)
эмиттера в базу и неосновных (электронов)
из базы в эмиттер.
а б в
Рисунок 6.31 — Схемы включения транзистора типа р-п-р :
а — с общей базой (ОБ); б — с общим эмиттером (ОЭ);
в — с общим коллектором (ОК)
Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля, создаваемого входным сигналом.
Протекание в полевом транзисторе рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака (электронами или дырками). К классу полевых относят транзисторы, принцип действия которых основан на использовании носителей заряда только одного знака (электронов или дырок). Управление током в полевых транзисторах осуществляется изменением проводимости канала, через который протекает ток транзистора под воздействием электрического поля. Вследствие этого транзисторы называют полевыми.
По
способу создания канала различают
полевые транзисторы с затвором в виде
управляющего р-n- перехода и с изолированным
затвором (МДП - или МОП - транзисторы):
встроенным каналом и индуцированным
каналом. В зависимости от проводимости
канала полевые транзисторы делятся на:
полевые транзисторы с каналом р- типа
и n- типа. Канал р- типа обладает дырочной
проводимостью, а n- типа - электронной.
Рис.
1 - Полевой транзистор с p-n-переходом и
каналом n-типа
Основные схемы включения транзисторов
Биполярный транзистор может быть включен в усилительный каскад тремя различными способами (рис.6.31 – см вопрос 5!): с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ), с общим коллектором (ОК). Из названий схем понятно, какой из электродов является в схеме общим для входной и выходной цепей. Различные схемы включения транзистора имеют различные свойства (табл.6.1), но принцип усиления сигнала в них одинаков.
В схеме ОБ нагрузка включена между коллектором и базой. Схема обладает большим выходным сопротивлением, но входное сопротивление очень мало, что при каскадном включении оказывает шунтирующее действие на сопротивление нагрузки предыдущего каскада. схема ОЭ, в которой нагрузка включается между эмиттером и коллектором. Основной особенностью схемы ОЭ является то, что входным током является не значительный по величине ток эмиттера, а малый по сравнению с ним ток базы. В схеме ОК входными током является ток базы, а выходным током, протекающим через нагрузку — ток эмиттера, поэтому коэффициент усиления по току составит
.