Биполярный транзистор. Устройство, принцип работы, классификация. Условное графическое обозначение.
Биполярный транзистор — полупроводниковый прибор с двумя p-n переходами и 3-мя выводами из трех областей: эмиттер, база, коллектор. База отличается от эмиттера и коллектора малой шириной и малой концентрацией носителей заряда. Самая большая концентрация в эмиттере.
По чередованию
областей полупроводников различают p
n p и n p n. Они отличаются только
полярностью U на выводах тр-ра.
Основныминосителями
заряда в транзисторе n–p–n-типа являются
электроны, а в p–n–p-
транзисторе – дырки.
Классификация:
По типу используемого полупроводника транзисторы классифицируются на кремниевые, германиевые и арсенид-галлиевые.
По мощности различают маломощные транзисторы (рассеиваемая мощность измеряется в милливаттах), транзисторы средней мощности (от 0,1 до 1 Вт рассеиваемой мощности) и мощные транзисторы (больше 1 Вт).
По исполнению различают дискретные транзисторы (корпусные и бескорпусные) и транзисторы в составе интегральных схем.
Принцип работы: В активном режиме работы, транзистор включён так, что его эмиттерный переход смещён в прямом направлении (открыт), а коллекторный переход смещён в обратном направлении. В npn транзисторе электроны, основные носители тока в эмиттере проходят через открытый переход эмиттер-база в область базы. Часть этих электронов рекомбинирует с основными носителями заряда в базе (дырками), часть диффундирует обратно в эмиттер. Однако, из-за того что базу делают очень тонкой и очень слабо легированной, большая часть электронов, инжектированная из эмиттера диффундирует в область коллектора. Сильное электрическое поле обратно смещённого коллекторного перехода захватывает и проносит их в коллектор. Ток коллектора, таким образом, практически равен току эмиттера, за исключением небольшой потери на рекомбинацию в базе, которая и образует ток базы (Iэ=Iб+Iк).
6. Биполярный транзистор. Характеристика схем включения.
Схема включения с общей базой Не дает усиление по току, а только по U.
Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:
• коэффициент усиления по току I вых/ I вх.
Для схемы с общей базой I вых/ I вх. =Iк/ Iэ = α [α<1] ( коэф связи тока эмиттера и коллектора)
• входное сопротивление R вх. б = U вх/I вх = U бэ/ Iэ.
Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и составляет десятки Ом, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.
Недостатки схемы с общей базой:
• Схема не усиливает ток, так как α<1
• Малое входное сопротивление
• Два разных источника напряжения для питания.
Достоинства:
• Хорошие температурные и частотные свойства.
Схема включения с общим эмиттером
Iвых = Iк Iвх = Iб Uвх= Uбэ Uвых = Uкэ
Достоинства:
• Большой коэфициент усиления по току
• Бо́льшее входное сопротивление
• Можно обойтись одним источником питания
Недостатки:
• Худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой
Схема с общим коллектором
I вых = Iэ I вх=I б Uвх = Uбк Uвых = Uкэ
Достоинства:
• Большое входное сопротивление
Недостатки:
• Не усиливает напряжение
