Короткі теоретичні відомості. Транзистор - напівпровідниковий прилад, що склада­ється із двох, близько розміщенних р-п пере­ходів

Транзистор - напівпровідниковий прилад, що склада­ється із двох, близько розміщенних р-п пере­ходів. Тобто - це на­півпровідниковий мо­нокристал, в якому створені три області з різними типами про­ відності.

Мал. 2.59.

Залежно від виконуваних функцій їх називають: емітер (від лат. emittio - випускаю) - область, яка є джерелом віль­них носіїв електричного заряду; колектор (від лат. colligo -збираю, з'єдную) - область транзистора, в яку потрапляють вільні носії електричного заряду, випущені емітером. Між емітером і колектором, котрі мають один і той самий тип провідності, знаходиться база (від грец. - основа) - досить тонка область, концентрація вільних носіїв в якій набагато менша, ніж у емітері і колекторі. Якщо транзистор виготовлений так, що база має електронну провідність, то йо­го називають транзистором р-п-р типу(мал. 2.59а), якщо ж база має діркову провідність, то - п-р-п типу(мал. 2.59б).

Транзистор використову­ють для підсилення сили стру­му, напруги, потужності, а та­кож для узгодження парамет­рів у складних електричних схемах. Залежно від призна­чення, можливі три способи включення транзистора: із спільною базою (мал.2.60а), із спільним емітером (мал. 2.60б) і спільним колектором (мал. 2.60в).

Розглянемо фізичні проце­си, які вібуваються в р-п-р-транзисторі, увімкненому за схемою із спільним емітером (мал. 2.61). Прикладемо до емітерного переходу невелику напругу в прямому напрямку, а до колекторного переходу на- багато більшу напругу в зворотному напрямку.

Мал. 2.61.

Такий спо­сіб увімкнення зменшує контактну різницю потенціалів пе­реходу емітер - база і виникає струм, обумовлений рухом дірок Вільні носії, які при цьому потрапляють в базу, ча­стково рекомбінують, але, завдяки малій товщині бази і низькій концентрації електронів в ній, більшість дірок до­сягає колекторного переходу внаслідок дифузії. Зворотна напруга, що прикладена до колектора, створює сильне електричне поле - товщина p-n-переходу, вона має досить малі значення (типово 50-60 мкм). Це поле втягує дірки, що є в базі, в колектор, збільшуючи їх швидкість. Та­ким чином, всі дірки, які досягли колекторного переходу, будуть брати участь в утворенні струму колектора їх концентрацію можна виразити як:

де - концентрація дірок, випущених емітером, - кон­центрація тих дірок, які рекомбінували в базі, - концен­трація вільних носіїв власне в колекторі.

Різниця потенціалів між емітером і колектором у десят­ки разів більша за різницю потенціалів між емітером і ба­зою. А це означає, що змінами струму бази можна керувати вихідним струмом зміни якого будуть відповідними за формою але значно більшими за величиною.

Мал. 2.62. Мал. 2.63.

Транзистори характеризуються сукупністю вхідних і вихідних статичних характеристик:

1. Вхідні характеристики відображають залежність вхідного струму від вхідної напруги: при const (мал. 2.62).

2. Вихідні характеристики відображають залежність вихідного струму від вихідної напруги при сталому вхід­ному струмі (мал. 2.63):

при

За цими характеристиками визначають основні пара­метри транзистора:

1. Вхідний опір при

2. Вихідний опір при

3. Коефіцієнт підсилення струму при const.