Работа биполярного транзистора.

При изготовлении транзистора в слоях делают различную концентрацию основных носителей, причем в крайних слоях, т.е. в эмиттере и коллекторе концентрация значительно выше, чем в среднем слое (базе). Учитывая указанную особенность построения транзистора, рассмотрим его работу при включении с общей базой.

К переходу база-эмиттер подключим источник напряжения смещающий его в обратном направлении, а коллектор оставим не подключенным (рис.21).

Рис. 24. Обратное смещение базово-эмиттерного перехода.

При этом получим, что ток эмиттера равен току базы и равен тепловому току обратносмещенного p-n перехода. Величина этого тока очень мала. Так как коллектор никуда не подключен, то в базово-коллекторной цепи ток тоже будет отсутствовать.

Если же к базово-эмиттерному переходу подключить прямосмещающее напряжение, т.е. изменить полярность источника напряжения в базово-эмиттерной цепи, то по указанному контуру будет протекать ток, определяемый этим напряжением и концентрацией основных носителей в базе. Однако концентрация основных носителей в эмиттере значительно выше, а такое включение источника напряжения создает условия инжектирования основных носителей (электронов) из эмиттера в базу, то в базе накапливается заряд неосновных носителей, определяемый инжектированными из эмиттера электронами. Величина этого заряда в основном определяется концентрацией основных носителей в эмиттере.

Совершенно другая картина при подключении источника напряжения к коллекторно-базовому переходу, как показано на рис.25.

Рис.25. Нормальное включение транзистора.

Такое включение приводит к обратному смещению базово-коллекторного перехода, но неосновные носители, инжектированные в базу, получают возможность свободного прохождения в коллектор транзистора. Поэтому после накопления определенного заряда неосновных носителей в базе избыточные электроны свободно втягиваются в коллектор и формируют ток коллектора. Большая разница в концентрациях основных носителей приводит к тому, чтои. Учитывая, что транзистор можно представить точкой соединения, в которой должен выполняться первый закон Кирхгофа получаем, т.е. ток эмиттера отличается от тока коллектора на величину тока базы. Зависимость тока эмиттера от тока коллектора определяется соотношением, где— коэффициент передачи эмиттерного тока в цепь коллектора при нормальном включении,— тепловой ток обратно смещенного базово-коллекторного перехода.

Если транзистор работает, как описано, то такой режим называют нормальным линейным (усилительным) режимом.

Если к обоим переходам подводятся обратные напряжения, то по переходам протекают незначительные обратные токи и такой режим называют режимом отсечки.

Если к эмиттерному переходу подводится обратное напряжение, а к коллекторному — прямое, то эмиттер и коллектор меняются местами и такой режим называют инверсным.

Лекция 5 Характеристики биполярных транзисторов.

Для правильного использования транзисторов помимо знания принципов их работы необходимо знание их характеристик. Полностью охарактеризовать биполярный транзистор можно двумя видами характеристик: статическими и динамическими (частотными).