Лекція 6

Тема: Транзистори.

1. Загальні положення.

2. Принцип дії біполярного транзистора.

1.Транзистором називається трьохелектродний напівпровідниковий прилад, який має два p-n перехода.

В залежності від принципа дії транзистори поділяються на біполярні і польові.

Біполярні транзистори можуть виготовлятися за наступними структурами (рисунок 6.1)

j₁ j₂ j₁ j₂

Р Р

Р Р

n

n

а) б)

а – структура транзистора p-n-р

б – структура транзистора n-p-n

Рисунок 6.1 – Структура біполярних транзисторів.

Кожна з областей транзистора є електродом, крайні області називаються відповідно емітером та колектором. Середня область має назву бази.

У транзисторі емітер – це джерело носіїв заряду. Колектор – це приймач або збирач. База виконує функції керуючого електрода, тобто за її допомогою можна керувати величиною струму, який протікає через транзистор.

Умовні позначення біполярних транзисторів наведені на рисунку 6.2.

к к

б б

е е

а) б)

а – умовне позначення транзистора типу p-n-p

б – умовне позначення транзистора типу n-p-n

Рисунок 6.2 – Умовні позначення біполярних транзисторів.

В умовному позначенні стрілка показує напрямок руху основних носіїв заряду.

Транзистори є базовими приладами багатьох електронних схем. Їх позитивні якості наступні:

1) можливість підсилення та генерування електричних коливань;

2) необмежений строк роботи;

3) можливість виконання транзисторів у вигляді інтегральних мікросхем (ІМС).

2. Для роботи біполярного транзистора обов'язково потрібні два джерела напруги, одне з яких впливає властивості p-n переходу j₁, друге на властивості p-n переходу j₂.

j₁ називається емітерним p-n переходом, j₂ – колекторним.

Джерела напруги можуть бути окремими, але це найчастіше незручно, тому у практичних схемах застосовують одне джерело напруги, яке впливає на обидва p-n переходи.

Приклад схеми включення біполярного транзистору наведений на рисунку 6.3.

І_е VT І_е

І_б

+ U_бе — + U_бк —

Рисунок 6.3 – Приклад схеми включення біполярного транзистора.

У наведеній схемі емітерний p-n перехід вмикається у прямому напрямку, колекторний – у зворотньому. Таким чином емітерний p-n перехід відносно основних носіїв заряду має невеликий опір, а колекторний – великий. Схема працює наступним чином: оскільки колекторний p-n перехід має великий опір, то здається, що величина струму, який тече через транзистор, не може бути значною, але у схемі виникають явища переходу під дією напруги U_бе дірок з емітера в базу, для якої вони є неосновними носіями заряду, тому потенціальний бар'єр колекторного p-n переходу не перешкоджає переміщенню неосновних носіїв заряду з бази в колектор.

Таким чином, не зважаючи на те, що колекторний p-n перехід вмикається у зворотньому напрямку, величина струму колектора приблизно дорівнює величині струму емітера:

І

(6.1)

к  0,95Іе

У біполярному транзисторі відбувається начебто перетворення (трансформація) опору колекторного p-n переходу, звідси і назва приладу – transformer of resistor – перетворювач опору.

Принцип дії біполярного транзистора типу n-p-n такий самий, тільки у схемі включення змінюється полярність джерел напруги.