Так как к эмиттерному (левому) n — р-переходу приложено

В условиях работы транзистора к левому слою прикладывается прямое постоянное напряжение, а к правому — обратное. Под действием электрического поля большая часть электронов из левой

ТРАНЗИСТОРЫ

Транзисторы служат для тех же целей, что и ламповые триоды, т. е. для усиления и генерирования колебаний, но они по сравнению с электронными лампами обладают рядом преимуществ: очень большим сроком службы, малыми размерами, большой механиче­ской прочностью, отсутствием расхода энергии на накал, незначи­тельным собственным потреблением энергии.

Транзистор представляет собой пластинку из кремния или германия, состоящую из трех областей. Две крайние области всегда обладают одинаковым типом проводимости, а средняя — противоположной прово­димостью.

Транзисторы, у которых средняя область имеет электронную проводи­мость, сокращенно называются тран­зисторами типа р-n-р; транзисторы, у которых средняя область обладает дырочной проводимостью,— транзи­сторами типа n-р-n.

Физические процессы, происходя­щие в транзисторах двух типов, ана­логичны.

Рассмотрим работу плоскостного кремниевого транзистора типа n-р-n. Такой транзистор (рис. 215) содержит два электронно-дырочных перехода, отделяющих две крайние области с электронной проводимостью от средней области с дырочной проводимостью.

n-области, преодолевая р — n-переход, переходит в очень узкую среднюю р-область. Здесь большая часть электронов продолжает движение по направлению ко второму переходу. Приближаясь к нему, электроны попадают в электрическое поле, созданное внеш­ним положительным напряжением батареи Uк. Под влиянием этого поля электроны быстро втягиваются в правую n-область, что вызы­вает увеличение тока в цепи этой батареи, так как сильно снижает­ся сопротивление второго перехода.

При увеличении напряжения батареи Uэ число электронов, дви­гающихся из левой области в среднюю, будет расти и, следователь­но, число электронов, переходящих из средней области в правую, также будет увеличиваться.

Каждая из трех областей транзистора имеет свое название: левая область, испускающая (эмиттирующая) электроны — носители за­рядов, называется эмиттером Э; правая область, собирающая носи­тели зарядов,— коллектором К, а средняя область — основанием или базой Б. В известной мере можно считать, что эмиттер по свое­му назначению подобен катоду, коллектор — аноду, а база — управ­ляющей сетке трехэлектродной лампы. Если в цепь эмиттера включить

переменное напряжение Uс (рис. 216), то оно будет складываться с напряжением батареи Uэ и изменять ток эмиттера. В результате этого че­рез левый эмиттерный переход будет протекать не постоянный, а пульси­рующий электрический ток.

Изменение силы тока в цепи эмиттера ΔIэ вызовет изменение тока в цепи коллектора ΔIк. Однако по­скольку не все электроны, испускае­мые эмиттером, достигают коллекто­ра, а небольшая часть из них рекомбинирует, т. е. заполняет некоторое количество дырок в средней об­ласти триода (базе), изменение силы тока в цепи коллектора ΔIк будет несколько меньше, чем в цепи эмиттера.

Практически сила тока коллектора составляет 98—99% тока эмиттера.

напряжение в прямом направлении, этот переход обладает малым сопро­тивлением. Правый же коллекторный р — n-пере­ход, на который напряже­ние подано в обратном на­правлении, имеет большое сопротивление. По этой причине напряжение, при­кладываемое к эмиттеру, обычно весьма невелико, а напряжение, подаваемое напряжение в прямом на коллектор, может быть достаточно большим.

Изменение силы тока в цепи, создаваемого малым напряжением Uэ. вызывает почти такое же изменение силы тока в цепи коллек­тора, где действует значительно большее напряжение Uк. В резуль­тате этого в транзисторе осуществляется усиление мощности.

Простейшая схема усилителя с транзистором изображена на рис. 217.

На вход трансформатора подается усиливаемый сигнал. В цепь эмиттера включена вторичная обмотка трансформатора, а для ограничения силы тока введено сопротивление. В цепь коллектора (на выходе триода) включена нагрузка Rн.

Батарея Uэ подсоединяется в прямом направлении и поэтому эмиттерный n — р-переход обладает малым сопротивлением. Бата­рея Uк подсоединяется в обратном направлении, в связи с чем сопротивление коллекторного n — р-перехода имеет значительную величину.

Сопротивление нагрузки Rн при соответствующем подборе на­пряжения батареи Uк может быть достаточно большим по сравне­нию с сопротивлением на входе усилителя.

Транзистор будет усиливать мощность подаваемого сигнала, так как мощность, подводимая к его входу (Рвх=I2 Rвх), меньше по­лезной мощности сигнала на выходе, т. е. в нагрузке (Рн = I2 Rн).

Дата добавления: 2015-05-07