Принцип действия биполярного транзистора

Рассмотрим работу биполярного транзистора со структурой p-n-p на постоянном токе, включенного по схеме с ОБ в активном режиме.

Источником U_ЭБ создается прямое смещение эмиттерного перехода.

Источником U_КБ создается обратное смещение коллекторного перехода.

Потенциальный барьер за счет источников на эмиттерном переходе снижается, а на коллекторном – повышается.

Дырки эмиттера (основные носители) инжектируются (проникают) в базу, а электроны базы – в эмиттер за счет диффузии.

Дырки за счет перепада плотности их по длине базы диффундируют и доходят до коллектора, часть их рекомбинирует с электронами базы.

Базу делают тонкой.

Так как запирающее поле Е_зап коллекторного перехода для дырок является ускоряющим, то они втягиваются в коллектор, т.е. происходит экстракция дырок в коллектор. Распространяясь вдоль коллектора за счет перепада плотности их по коллектору, дырки достигают контакта и рекомбинируют с электронами источника.

Основные носители (дырки) коллектора вследствие высокого потенциального барьера не проходят в базу.

Часть электронов базы, рекомбинировавшаяся с дырками эмиттера, восполняется электронами источника, образуя ток базы.

Связь между приращениями эмиттерного и коллекторного токов характеризуется коэффициентом передачи тока (для схемы с ОБ, равным):

.

Так как и a=0,9…0,995.

При существует начальный коллекторный ток , созданный неосновными носителями заряда.

При : .

В схеме с ОБ низкий коэффициент передачи тока.

Изменяя ток эмиттера (входной), можно управлять током коллектора (выходным).

В схеме с ОБ усиления по току нет, а есть только усиление по напряжению.

Основной для усилителей является схема с ОЭ. (транзистор n-p-n).

Ток базы I_б – входной;

Ток коллектора I_к – выходной.

По 1-му закону Кирхгофа

(1)

(2)

Из (1)

Так как a=0,9…0,995, то

.

Малая величина входного (управляющего) тока I_б и обусловила широкое применение схемы с ОЭ.

Коэффициент передачи тока базы (приращение токов входной и выходной цепей):

.

Но .

Поэтому . .

b=50…100 и выше.

Таким образом, в схеме с ОЭ происходит усиление и по току и по напряжению.

Дата добавления: 2014-12-16