8. Будова і технологія виготовлення сплавного транз.Ів. Способи вмикання і режими роботи бт. Схеми зі спільною базою, емітером і колектором.

Транз. – це НП монокристал з двома або більше pn переходами.

На рисунку схематично показано будову БТ p-n-p та n-p-n - типів та їх умовне графічне позначення.

Принцип дії транз.ів обох типів однаковий. Відміна полягає лише в полярності джерел зовн. напруги і в напрямі протікання струмів через електроди. Тому надалі будемо розглядати тільки транз. p-n-p- типу, оскільки усі висновки щодо них справедливі і для транз.ів n-p-n - типу.

Середня область БТ називається базою. Р - область, що відділена від бази p-n  переходом з меншою площею, називається емітером, а сам перехід називається емітерним переходом (ЕП). Аналогічно до цього, крайня справа p - область називається колектором, а перехід між ним та базою – колекторним переходом (КП).

Спосіб виготовлення сплавних малопотужних БТ низької частоти полягає у наступному.

До пластини кремнію n-типу з малим питомим опором (=1-1,5 Омсм) з двох боків притискують два шматочки індію. Потім пластину поміщають у піч, в якій створюється вакуум до 0,013 Па, і підвищують температуру. Індій розплавляється, розчи­няється у сусідніх шарах кремнію і під дією сил поверхневого натягу набирає форми сферичного сегмента (рис.). Площа розплавленого індію визначає активну площу p-n  переходу. Після цього здійснюється охолодження всієї конструкції з постійною швидкістю. Внаслідок цього відбувається рекристалізація областей.

Шари кремнію, з розчиненим індієм, містять у своїй кристалічній структурі тривалентні атоми акцепторної домішки і відповідно набувають провідності p-типу. Ці області утворюють з пластиною n -типу два p-n  переходи.

Менша з акцепторних областей, як правило, використовується як емітер, більша – як колектор.

Середня область з провідністю n-типу виконує функцію бази. Частина бази, що знаходиться безпосередньо між емітером та колектором, через яку проходять носії, називається активною.

До областей емітера та колектора припаюють нікелеві дротинки, які утворюють омічні контакти з індієм і відіграють роль відводів. Гнучкий відвід бази, припаяний до пластини кремнію, з’єднують з герметизованим металевим корпусом. Відводи емітера і колектора зварюють з гнучкими металевими стрижнями, які ізольовані від корпусу за допомогою скляних вставок.

При виготовленні транз.а здійснюються умови N_AE>>N_DБ, N_AК>>N_DБ, тобто робиться так, щоб концентрація дірок в областях емітера і колектора значно перевищувала концентрацію електронів у базі.

Крім того, ширина активної області бази має бути меншою від дифузійної довжини дірок: d<L_p.

При ввімкненні БТ в електронну схему один його електрод вважають вхідним, другий – вихідним, а третій, відносно якого вимірюють вхідну і вихідну напруги, - спільним.

Розрізняють такі схеми вмикання БТ: схема зі спільною базою ССБ (рис. а), схема зі спільним емітером ССЕ (рис. б) і схема зі спільним колектором ССК (рис. в).

Залежно від величини та полярності напруг на електродах приладу розрізняють такі режими роботи БТ:

Режим відсічки (РВ). Обидва pn переходи вмикаються у зворотному напрямі (рис. а). Запірні шари переходів розширюються, їх опори зростають, і через переходи протікають зворотні струми колектора I_КБ0 та емітера I_ЕБ0. Це струми неосновних носіїв емітерної та колекторної областей – електронів, і оскільки концентрація цих носіїв невелика, струми ці незначні. Внаслідок різниці площ переходів S_КП >S_ЕП для сплавних БТ I_КБ0 >>I_ЕБ0. БТ закритий, вихідний струм некерований.

Режим насичення (РН). ЕП і КП вмикаються в прямому напрямі. Дірки інжектують у базу з емітера і колектора, створюючи великі струми насичення I_Кнас та I_Енас, що визначаються рухом основних носіїв р-областей. У базі відбувається накопичення неосновних нерівноважних носіїв, опір бази і всього БТ різко знижується. Транз. у цьому режимі вважають відкритим і насиченим, вихідний струм – некерованим.

 Активний режим (АР). ЕП увімкнено в прямому напрямі, КП – у зворотному. Полярність напруг на електродах БТ, зображених на рис. в, відповідає цьому режиму. У колі емітера транз.а протікає струм I_Е за рахунок інжекції дірок з емітера в базу, а колекторний струм I_К залежить від струму емітерного. Це основний режим роботи БТ як підсилювального приладу, коли вихідним струмом можна керувати за допомогою зміни вхідного струму.

Інверсний режим. Це також режим керованого вихідного струму, однак ЕП увімкнено у зворотному напрямі, КП – у прямому.