14. Устройство транзистора.

Т ранзистор имеет три слоя, соответственно три электрода и два p-n перехода. Площади переходов имеют разную величину. Площадь между n₁-p намного меньше, чем между p-n₂. Структура транзистора несимметрична. Слой, сильно легированный с меньшей площадью, служащий для инжекции носителей в базу, называется эмиттером (Э). Слой с большей площадью, служащий для экстракции носителей из базы и собирающий эти носители, называется коллектором (К). Средний слой, управляющий движением носителей от эмиттера к коллектору, называется базой (Б). Через базу осуществляется также связь двух p-n переходов, которые называются соответственно эмиттерным (ЭП) и коллекторным (КП) переходами. Взаимодействие переходов обеспечивается очень малой толщиной базы между переходами (несколько 10 мкм).

15. Принцип действия транзистора.

В активном нормальном режиме при подключении к электродам транзистора напряжений Е_эб и Е_кб эмиттерный переход смещается в прямом направлении, а коллекторный – в обратном.

В результате снижения потенциального барьера происходит инжекция электронов. Из-за высокого удельного сопротивления базы в базе повышается концентрация электронов. Коллекторный переход смещен в обратном направлении, за счет этого усиливается экстракция электронов из базы в коллектор, то есть в базе на границе с коллектором уменьшается концентрация электронов. В базе создается градиент концентраций электронов, поэтому электроны диффундируют от ЭП к КП. Большинство электронов, инжектированных в базу, не успевают рекомбинировать в ней с дырками. Рекомбинирует только небольшая часть электронов (примерно 1%) . Остальные 99% электронов идут к коллектору, попадают в ускоренное поле коллекторного перехода и втягиваются в коллектор. Для нейтральности базы из нее во внешнюю цепь по выводу уходит часть электронов, равная рекомбинировавшей, которая и создает ток базы.

1 6. Токи в транзисторе.

По 1 з-ну Кирхгофа для транзистора ток эмиттера равен сумме тока базы и тока коллектора: I_э= I_б +I_к, где

I_э= I_эр +I_эрек +I_кн  – ток эмиттера;

I_б= I_эр +I_эрек -I_к0 – ток базы. Этот ток составляет не более 1% от тока эмиттера; I_к0 – тепловой ток коллекторного перехода. Ток коллектора равен I_к= I_к0+ I_кн , где I_кн= αI_э.

Отсюда I_к= αI_э+ I_к0. Таким образом, в схемах с транзистором имеются две цепи: входная, в которую включается источник усиливаемых колебаний, и выходная, в которую включается нагрузочное сопротивление. Ток эмиттера I_э здесь является управляющим током, ток коллектора I_к – управляемым, а ток базы I_б – их разностью.

17. Модуляция базы.

Модуляция толщины  базы w представляет собой зависимость толщины базы w от напряжения на коллекторе U_k, w=f(U_k). Так как ширина эмиттерного перехода мала, изменения U_эб не влияют на ее значение. Коллекторный же переход из-за обратного смещения большой и сосредоточен в базе. При изменении U_кб изменяется ширина коллекторного перехода и, следовательно, толщина базы w тоже.

18. Схема включения транзистора с об, оэ и ок.

В зависимости от того, какой из выводов транзистора является общим между источником сигнала на входе и выходной цепью транзистора, существуют три основные схемы включения транзистора в электрическую цепь: с общей базой (ОБ, а), с общим эмиттером (ОЭ, б), с общим коллектором (ОК, в).