22 Биполярный транзистор, его устройство
Биполярный транзистор — это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими p—n-переходами и тремя выводами. Таким образом, в биполярном транзисторе используются одновременно два типа носителей зарядов: электроны и дырки. Биполярный транзистор содержит два p—n-перехода, образованных тремя областями с чередующимися типами проводимости. В зависимости от порядка чередования этих областей различают транзисторы р-n—р- и n-р—n-типа. Работа биполярного транзистора основана на взаимодействии двух р-п-pпереходов. Это взаимодействие обеспечивается тем, что толщину b средней области транзистора (базы), разделяющей переходы, выбирают меньше длины свободного пробега (диффузионной длины) L носителей заряда в этой области (обычно b « L).
23 Основные схемы включения биполярных транзисторов в электрическую цепь
Биполярный транзистор как усилительное устройство может быть представлен ввиде четырехполюсника. У линейного четырехполюсника связь между входными и выходными токами и напряжениями выражается системой двух линейных уравнений. В электронике наибольшее распространение получила система h-параметров четырехполюсника, определяемая следующими уравнениями:
24 Режимы работы биполярных транзисторов
В зависимости от напряжений, приложенных к переходам биполярного транзистора, существует четыре режима его работы.
1. Активный (рис. 13.9, а) (на эмиттерный переход подано прямое напряжение, на коллекторный—обратное). Этот режим соответствует максимальному значению коэффициента передачи тока эмиттера и обеспечивает минимальное искажение усиливаемого сигнала.
2. Инверсный (рис. 13.9, б) (на эмиттерный переход подано обратное напряжение, а на коллекторный—прямое). Этот режим приводит к значительному уменьшению коэффициента передачи тока эмиттера по сравнению с работой в нормальном режиме и поэтому на практике применяется редко.
3. Насыщения (рис. 13.9, в) (оба перехода находятся под прямым напряжением). Выходной ток в этом случае не зависит от входного тока и определяется только параметрами нагрузки. Из-за малого напряжения между выводами коллектора и эмиттера режим насыщения используется для замыкания цепей передачи сигнала.
4. Отсечки (рис. 13.9, г) (оба перехода находятся под обратными напряжениями). Так как выходной ток транзистора в режиме отсечки практически равен нулю, этот режим используется для размыкания цепей передачи сигналов.
25 Полевые транзисторы, их разновидности и устройство
Работа полевого транзистора основана на использовании только одного типа носителей — либо электронов, либо дырок. Основным способом движения носителей заряда, образующих ток полевого транзистора, является дрейф в электрическом поле. Проводящий слой, в котором создается рабочий ток полевого транзистора, называют каналом. Полевой транзистор — это полупроводниковый усилительный прибор, которым управляет не ток, а электрическое поле, осуществляющее изменение площади поперечного сечения проводящего канала. При этом изменяется выходной ток транзистора. Каналы могут быть приповерхностными (транзисторы с изолированным затвором) и объемными (транзисторы с управляющим р—n-переходом). Приповерхностный канал представляет собой либо обогащенный слой, образующийся за счет донорных примесей в полупроводнике, либо инверсный слой, возникающий под действием внешнего поля. Такой полевой транзистор имеет классическую структуру металл—диэлектрик—полупроводник (МДП-структуру), в которой роль диэлектрика, как правило, играет оксид. Металлический электрод, создающий эффект поля, называют затвором, два других электрода — истоком и стоком. Исток и сток обратимы. Истоком служит тот из них, из которого при соответствующей полярности напряжения между истоком истоком в канал поступают основные носители заряда, а стоком — тот электрод, через который эти носители уходят из канала во внешнюю цепь. В зависимости от того, какой из выводов является общим для входа и выхода, различают три схемы включения полевого транзистора: с общим истоком, общим затвором и общим стоком.