Биполярный транзистор
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, разновидность транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы (n — электронный тип примесной проводимости, p — дырочный). Схематическое устройство транзистора показано на втором рисунке.
Электрод, подключённый к центральному слою, называют базой, электроды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмиттером. На простейшей схеме различия между коллектором и эмиттером не видны. В действительности же коллектор отличается от эмиттера, главное отличие коллектора — бо́льшая площадь p-n перехода. Кроме того, для работы транзистора абсолютно необходима малая толщина базы.
Содержание |
[править] Принцип действия транзистора
В активном режиме работы, транзистор включён так, что его эмиттерный переход смещён в прямом направлении (открыт), а коллекторный переход смещён в обратном направлении. Для определённости рассмотрим npn транзистор, все рассуждения повторяются абсолютно аналогично для случая pnp транзистора, с заменой слова «электроны» на «дырки», и наоборот, а также с заменой всех напряжений на противоположные по знаку. 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 электроны (напомним, что они неосновные носители в базе, поэтому для них переход открыт), 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). Коэффициент α, связывающий ток эмиттера и ток коллектора (Iк=α Iэ) называется коэффициентом передачи тока эмиттера. Численное значение коэффициента α 0.9 — 0.999, чем больше коэффициент, тем лучше транзистор. Этот коэффициент мало зависит от напряжения коллектор-база и база-эмиттер. Поэтому в широком диапазоне рабочих напряжений ток коллектора пропорционален току базы, коэффициент пропорциональности равен β=α/(1-α)=(10-1000). Т.о. изменяя малый ток базы можно управлять значительно большим током коллектора.
[править] Характеристики транзистора как четырёхполюсника. Схемы включения с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором
[править] Схема включения с общей базой
Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:
- коэффициент усиления по току Iвых/Iвх.
Для схемы с общей базой Iвых/Iвх=Iк/Iэ=α [α<1])
- входное сопротивление Rвхб=Uвх/Iвх=Uбэ/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.
[править] Схема включения с общим эмиттером
Iвых=Iк Iвх=Iб Uвх=Uбэ Uвых=Uкэ
Достоинства:
- Большой коэффициент усиления по току
- Бо́льшее входное сопротивление
- Можно обойтись одним источником питания
Недостатки:
- Худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой
[править] Схема с общим коллектором
Iвых=Iэ Iвх=Iб Uвх=Uбк Uвых=Uкэ
Достоинства:
- Большое входное сопротивление
Недостатки:
- Не усиливает напряжение
[править] См. также
[править] Технология изготовления транзисторов
[править] Ссылки и литература
 |
Это незавершённая статья об электронике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
