7 Транзисторы

7.1.Биполярные транзисторы

Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими p-n переходами и тремя выводами.

Биполярным транзистор называется потому, что его работа основана на использовании носителей заряда обоих знаков (электронов и дырок).

Биполярные транзисторы бывают p-n-p и n-p-n проводимости. В транзисторах p-n-p проводимости стрелка направлена к базе, основными носителями заряда являются дырки. В транзисторах n-p-n проводимости стрелка направлена от базы, основными носителями заряда являются электроны. И в том, и в другом случае стрелка указывает направление эмиттерного тока.

Обозначение:

Если транзистор рассматривать как узловую точку, тогда справедлив 1-й закон Кирхгофа (сумма входящих токов равна сумме выходящих), т.е.:

– основное уравнение транзистора

Из этого выражения вытекает: - это максимальный ток транзистора.

7.1.1 Назначение областей транзистора

Эмиттер – осуществляет инжекцию ОНЗ в базу.

Инжекция – это введение основных носителей заряда в ту область, где они являются неосновными, при прямом включении перехода. Другими словами, инжекция - это интенсивная диффузия.

База – область, куда инжектируются эмиттером НЗ.

Коллектор – осуществляет экстракцию ННЗ.

Экстракция – это переброс ННЗ через переход ускоряющим полем.

7.1.2 Режимы работы транзистора

Режим отсечки. К обоим переходам подводится обратное напряжение. В цепи транзистора текут небольшие неуправляемые токи. Транзистор полностью закрыт. Режим нерабочий.

Режим насыщения. Оба перехода находятся под прямым напряжением. Эмиттер и коллектор инжектируют НЗ в базу, поэтому ток базы – максимальный. Транзистор полностью открыт, но при этом неуправляем (выходной ток не регулируется входным током). Режим нерабочий.

Активный (рабочий) режим. ЭП находится под прямым напряжением, а КП – под обратным. Эмиттер инжектирует ОНЗ в базу, где они становятся ННЗ и подвергаются экстракции в коллектор.

Инверсный режим. Транзистор – прибор обратимый. К ЭП подводится обратное напряжение, а к КП – прямое, т.е. эмиттер и коллектор меняются ролями. Режим нерабочий (не соответствует нормальным условиям эксплуатации транзистора, т.к. эмиттер и коллектор имеют разные размеры и обладают разными электрофизическими свойствами).

Режимы отсечки, насыщения и инверсный используется в цифровых схемах, активный режим используется в аналоговых схемах.

7.1.3 Буквенно- цифровое обозначение транзисторов бцо транзисторов состоит из четырех элементов:

1-й элемент - (буква или цифра) указывает материал полупроводника:

Г (1) – германий (Ge)

К (2) – кремний (Si)

А (3) – соединения галлия (например, арсенид галлия – GaAs)

И (4) – соединения индия (например, фосфид индия – InP)

Буква ставится, если транзистор предназначен для бытовой аппаратуры. Цифра означает военную приемку, т.е. если транзистор предназначен для спецтехники. (Первые элементы БЦО транзисторов и диодов одинаковы.)

2-й элемент – буква «Т» (присваивается биполярным транзисторам) или буква «П» (присваивается полевым транзисторам).

3-й элемент – трехзначное число (серия). Первая цифра серии характеризует мощность и частотный диапазон: