Теоретические сведения. Транзисторы типов p-n-p или n-p-n, называемые часто биполярными транзисторами, представляют собой тонкую пластинку слаболегированного германия или кремния с

Транзисторы типов p - n - p или n - p - n, называемые часто биполярными транзисторами, представляют собой тонкую пластинку слаболегированного германия или кремния с электронной или дырочной проводимостью, на которой методом вплавления или диффузии получены два электронно-дырочных перехода. Расстояние между p - n переходами должно быть меньше диффузионной длины носителей зарядов.

Устройство германиевого биполярного транзистора типа p - n - p показано на рис.1 а. В кристалл германия с электронной электропроводностью с двух сторон вплавлены кусочки индия, образующие область кристалла с дырочной электропроводностью. Кристалл с электронной электропроводностью называется базой транзистора, область кристалла с дырочной электропроводностью с p-n переходом малой площади называется эмиттером, а переход соответственно называется эмиттерным p-n переходом. Область кристалла с дырочной электропроводностью и p-n переходом большой площади называется коллектором, а переход называется коллекторным. Условное обозначение биполярного транзистора типа p - n - p показано на рис 1.б.

Биполярный транзистор типа n - p - n (рис.1в.) отличается от транзистора p - n - p тем, что основной кристалл, образующий базу транзистора, имеет дырочную электропроводность, а благодаря вплавлению или диффузии создаются у поверхности области кристалла, имеющие электронную электропроводность. Условное обозначение транзистора n - p - n показано на рисунке – 1.г.

 

Рис.1

Обе разновидности транзистора отличаются только типом основных носителей заряда и полярностью внешних напряжений, принцип действия у них один и тот же. Поясним его на примере транзистора p - n - p, включение которого в цепь источников питания показано на рис 2.

 

Рис.2

 

Через открытый эмиттерный p - n переход течет прямой ток I_э. Концентрация атомов примеси в эмиттере значительно выше, чем в базе транзистора, и, следовательно, в эмиттере существенно выше концентрация дырок, чем концентрация электронов в базе. Поэтому ток I_э обусловлен дырками.

Небольшая часть дырок, попав в базу, рекомбинирует с электронами базы, образуя ток базы I_б. Однако значительно большая часть дырок за счет перепада их концентрации в базе и за счет того, слой базы очень тонкий, достигают коллекторного перехода прежде, чем произойдет рекомбинация.

Под действием ускоряющего электрического поля Е_к дырки втягиваются из базы в коллектор, образуя ток I_к. Так как степень рекомбинации дырок в базе очень мала,

то I_э= I_к+ I_б I_к.

Связь между эмиттерным и коллекторными токами характеризует коэффициент передачи тока

Коэффициент всегда меньше 1. Обычно =0,9…0,995.

Поскольку через закрытый коллекторный переход кроме тока дырок течет незначительный ток неосновных носителей заряда, так называемый обратный ток I_ко, то с учетом его

В рассмотренной схеме включения транзистора базовый электрод является общим для эмиттерной и коллекторной цепей. Такую схему включения транзистора называют схемой с общей базой, эмиттерную цепь называют входной, а коллекторную- выходной.

Однако схему с общей базой применяют крайне редко из-за низкого коэффициента передачи по току и низкого входного сопротивления. Наиболее часто транзистор включают по схеме с общим эмиттером (рис.3).

Рис.3.

 

В этом случае ток базы является входным, а ток коллектора – выходным. Связь между ними устанавливает коэффициент передачи по току

При =0,9…0,995 коэффициент Для схемы с общим эмиттером

_, где

 

Таким образом, транзистор в схеме с общим эмиттером дает значительное усиление по току.