Общие теоретические положения

Биполярным транзистором называют полупровод­никовый прибор, содержащий два взаимодействующих p-n-перехода и который имеет три вывода.

Транзистор p-n-p-типа структура условное обозначение	Транзистор n-p-n-типа структура условное обозначение
Э – эмиттер, Б – база, К – коллектор

Структура биполярного тран­зистора p-n-p-типа

1 – пластинка германия n-типа (область базы); 3 – две таблетки (или капли) индия (акцептора); 2 – области p-типа (эмиттер и коллектор); 4 – контакт базы.

На границе областей, об­разуются два p-n-перехода: слева – эмиттерный, справа – коллекторный. Эмиттерный, коллекторный пе­реходы и база имеют выводы для включения транзистора в цепь (Э, Б, К).

Принцип действия биполяр­ного транзистора

При включении транзистора в режиме уси­ления эмиттерный переход смещен в прямом на­правлении, а коллекторный – в обратном.

Назначение эмиттерного перехода – инжекция (впрыскивание) основных носителей из эмит­тера в базу. Т.к. p-n-переход является тормозящим для основных носителей, на него подают прямое смещение, уменьшая потенциальный барьер.

Инжектируемые эмиттером основные носители в базовой области являются неосновными. Количество неос­новных носителей в базе вблизи эмиттерного перехода возрастает. В результате в базе создается диффузионный поток неосновных носителей в на­правлении от эмиттерного перехода (где они в избытке) к коллекторному переходу (где их меньше).

Часть неосновных носителей рекомбинируют в базе. Для уменьшения рекомбинации базовую область делают малой ширины (1 – 25 мкм).

Коллекторный переход является ускоряющим для неосновных носителей, поэтому его включают в обратном смещении. Неосновные носители базы под действием ускоряю­щего поля втягиваются в область коллектора, что приводит к созданию в его цепи управляемого коллекторного тока.

Вольт-амперные характеристики биполярного транзистора

(на примере транзистора, включенного по схеме ОБ)

Входные ВАХ - это зависимость входного тока от входного напряжения при неизменном выходном напряжении. Iэ=f(Uэ) при Uк=const

Выходные ВАХ - это зависимость выходного тока от выходного на­пряжения при постоянном входном токе. Iк=f(Uк) при Iэ=const

Переходные ВАХ - это зависимость выходного тока от входного тока при постоянном выходном на­пряжении. Iк=f(Iэ) при Uк=const

Схемы включения биполярного транзистора

Транзистор включа­ют в электрическую цепь так, чтобы один его электрод являлся входным, второй – выходным, а третий – об­щим для входа и выхода.

с общей базой ОБ Iвх=Iэ; Iвых=Iк; Uвх=Uэб; Uвых=Uкб	с общим эмиттером ОЭ Iвх=Iб; Iвых=Iк; Uвх=Uбэ; Uвых=Uкэ			с общим коллектором ОК (эмиттерный повторитель) Iвх=Iб; Iвых=Iэ; Uвх=Uбк; Uвых=Uэк
Основные параметры		ОБ	ОЭ		ОК
Усиление по току Ki		1	10 – 100		10 – 100
Усиление по напряжению Ku		до 1000	>>100		1
Усиление по мощности Kp		до 1000	>>1000		>>100
Входное сопротивление Rвх (Ом)		единицы-десятки	тысячи		десятки тысяч
Выходное сопротивление Rвых (кОм)		сотни	десятки		единицы