Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Устройство и принцип действия биполярного транзистора




 

Биполярный транзистор (БТ) представляет собой p-n-p или n-p-n структуру, получен­ную в монокристалле полупро­водника, в котором созданы три области, чередующиеся по типу проводимости (рис. 2.1,а).

Сред­нюю область называют базой Б, а крайние области — эмиттером Э и коллектором К. Области эмит­тера, коллектора и базы снабже­ны выводами, с помощью кото­рых транзистор включается в электрическую цепь. Переход, образованный эмиттером и базой, называется эмиттерным переходом (ЭП), а переход, образованный коллектором и базой, коллекторным (КП). На каждый из переходов транзистора можно по­дать прямое или обратное смещение. При прямом смещении ЭП из эмиттера инжектируются в базу неосновные для нее носители, а кол­лектор при наличии на КП обратного напряжения производит экстрак­цию носителей, которые прошли к нему через базовую область.

В би­полярном транзисторе концентрация примесей в эмиттере на не­сколько порядков выше концентрации примесей в базе, т.е. ЭП — од­носторонний. Концентрация примесей в коллекторе может быть та­кой же, как и в эмиттере (сплавной транзистор), или примерно такой же, как в базе (планарный транзистор). Обычно у транзистора пло­щадь КП больше площади ЭП, что позволяет на коллекторе собирать большую часть носителей, инжектированных в базу.

В зависимо­сти от механизма прохождения носителей заряда в области базы раз­личают бездрейфовые и дрейфовые транзисторы. В бездрейфовых транзисторах перенос неосновных носителей за­ряда через базовую область обусловлен диффузией.

В дрейфовых транзисторах путем специального распределения примесей в области базы создается внутреннее электрическое поле, и перенос неоснов­ных носителей заряда через базу осуществляется как посредством дрейфа, так и диффузии.

Большинство современных транзисторов являются дрейфовыми. Однако для упрощения объяснения принци­пов работы мы будем рассматривать бездрейфовые.

 

 

В технической документации, а также при изображении электри­ческих схем для биполярных транзисторов следует применять услов­ные обозначения, приведенные на рис.2.1,б.

Рассмотрим принцип работы транзистора n-p-n-типа. Транзистор может быть использован в следующих режимах: оба n-p-перехода сме­щены в обратном направлении (режим отсечки); оба перехода смещены в прямом направлении (режим насыщения); эмиттерный переход смещен в прямом направлении, коллекторный - в обратном (активный режим).

В активном режиме работы (рис. 2.2) потенциальный барьер в ЭП снижается, а ширина обедненного слоя уменьша­ется ; потенциальный барьер в КП возрастает, а ширина обедненного слоя увеличивается. Через эмиттерный переход в базу осуществляется инжекция электронов. Уровень инжекции оп­ределяется отношением концентрации инжектированных электронов к их равновесной концентрации в базе.

Ширина базы W6 в транзисторах выбирается такой, что Wб<<Ln, где Ln – среднее расстояние, на которое диффундируют неравновесные электроны за время их жизни – диффузионная длина. Поэтому подавляющее большинство электронов, инжектированных эмиттером, достигает коллекто­ра, не успев рекомбинировать с дырками базы. У современных кремниевых транзисторов шири­на базы W6 ≈ 1 мкм, тогда как диффузионная длина для элек­тронов в кремнии составляет 5+10 мкм. Вблизи КП электро­ны попадают в его ускоряющее поле и втягиваются в коллектор.

В бездрейфовых транзисторах база должна быть электрически нейтральной. Из-за

частичной рекомбинации электронов и ды­рок нейтральность базы наруша­ется. Для ее восстановления, т.е. для восполнения положительного заряда дырок, в установившемся режиме работы от источника напряжения Uэб в базу вводится необхо­димое число дырок, которые образуют рекомбинационный ток базы. Физически это соответствует оттоку избытка электронов к источнику Uэб. Кроме того, в цепи базы протекает ток Iкб0 являющийся обрат­ным током КП.

Ток Iк, текущий через КП, зависит от тока ЭП. Ток базы Iб=Iэ-Iк.

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 640. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.017 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7