4.12. Основні типи біполярних транзисторів

Біполярні транзистори класифікують за використаним матеріалом, технологією виготовлення, особливостями роботи, призначенням, потужністю, діапазоном робочих частот та іншими показниками.

Для виготовлення БТ використовують кремній, германій та сполуки галію. У позначенні транзисторів це фіксується літер К, Г, А. або відповідно цифрами 1, 2, 3. Більшість транзисторів виготовляють із кремнію. Широко використовувані германієві транзистори витісняються кремнієвими, які мають кращі параметри: більші максимально допустиму робочу температуру, потужність, коефіцієнт передачі струму і граничну частоту

Для виготовлення БТ все більше використовують нові матеріали. Із фосфіду у індію створено БТ, що забезпечує підсилення електричних сигналів до частоти 70 ГГц. Фосфід індію дорогий і важко обробляється, але він дозволяє створювати над швидкодіючі транзистори.

Найчастіше в технічній літературі та довідниках транзистори класифікують за допустимою потужністю розсіювання та граничною частотою.

За призначенням транзистори поділяють на такі групи: універсальні, підсилювальні, генераторні, перемикальні, імпульсні та ін.

За особливостями руху носіїв, інжектованих з емітера в базу БТ поділяють на два види: бездрейфові, в яких неосновні носії заряду переміщуються через базу головним чином внаслідок дифузії, і дрейфові, в яких таке переміщення здійснюється завдяки дрейфу, тобто під дією прискорювального електричного поля.

Бездрейфові транзистори мають в усій базовій ділянці одну і ту ж концентрацію домішок, а тому в базі електричне поле не виникає. Носії здійснюють дифузійний рух від емітера до колектора. Швидкість такого руху менша від швидкості дрейфу носіїв у прискорювальному полі. А відтак, бездрейфові транзистори використовують у пристроях в більш обмеженому частотному діапазоні, ніж дрейфові (в приладах з меншою швидкодією).

У дрейфових БТ електричне поле в базі створюється внаслідок неоднакової концентрації домішок у базовій ділянці. У рівноважному стані дія різниці концентрації врівноважується різницею потенціалів, що виникає в даному випадку. У базі формується електричне поле, яке прискорює рух неосновних носіїв, інжектованих з емітера.

За технологією виготовлення БТ поділяють на сплавні, дифузійні, дифузійно-сплавні (сплавно-дифузійні), планарні, мезапланарні, епітаксійно-мезапланарні (меза-епітаксійно-планарні), іонно-імплантаційні. Така класифікація ґрунтується переважно на структурних особливостях БТ та особливостях технологічних процесів створення p-n переходів.

Потужні БТ вирізняються великими напругами та струмами колектора, що визначає особливості їх фізичної структури. Для одержання великого робочого струму створені багатоемітерні транзистори,а також багатоструктурні БТ, які являють собою матрицю окремих паралельно з’єднаних транзисторів, сформованих на одному кристалі.

Потужні високовольтні транзистори використовують в першу чергу для роботи в режимі перемикання, який характеризується переходом транзистора із закритого стану з високою зворотною напругою в режим насичення з великим струмом колектора. Цим визначаються основні вимоги до високовольтних транзисторів: висока пробивна напруга колектор-емітер, великий граничний струм колектора, малий спад напруги у відкритому стані, мала тривалість перехідних процесів.

Основним недоліком потужних високовольтних БТ є низький коефіцієнт передачі струму (не більше за 10).

Більшість низьковольтних потужних транзисторів розраховано на робочі напруги 20 ... 30 В, оскільки при цьому полегшується тепловий режим.