Общие сведения. Устройство

Биполярные транзисторы

VT является одним из основных элементов современных электронных устройств. VT широко применяется как в аппаратуре связи, так и в устройствах автоматики и вычислительной технике, а также в другой электронной аппаратуре.

Биполярный VT представляет собой п/п прибор с двумя взаимодействующими переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда. Слово «биполярный» означает, что работа VT зависит от носителей обеих полярностей: отрицательно заряженных свободных электронов и положительно заряженных дырок.

Наиболее просто VT можно изготовить с помощью сплавной технологии, при которой на противоположных плоскостях исходной (базовой) пластинки из слабо легированного полупроводника, н – р, n – типа вплавлением создают p – области с несколько различной концентрацией примеси. Одна область с большей концентрацией примеси служит эмиттером, а другая – коллектором (собирателем носителей заряда). Между ними находится тонкий слой база. На границе раздела областей эмиттера и базы образуется эмиттерный переход, а на границе между коллектором и базой – коллекторный p – n – переход. Полученный таким образом VT представляет собой трехслойную структуру p – n – p. Если VT создается на базовой пластинке из p – полупроводника, то на её поверхностях получают n – области и VT имеет структуру n – p – n.

На рис. 1.1 показаны структурные схемы транзисторов p–n–p и n–p–n, их условные схемные обозначения и график распределения концентрации основных носителей заряда вдоль структуры VT, а на рис. 1.2 – разрез сплавного VT структуры p–n–p.

Рис. 1.1 Структурные схемы транзисторов p – n – p и n – p – n (а), их условные схемные обозначения (б) и график распределения концентраций основных носителей заряда вдоль структуры VT (в).

Рис. 1.2 Разрез сплавного плоскостного германиевого VT типа p – n – p.

Для величин, относящихся к базе, эмиттеру и коллектору, применяют в качестве индексов буквы «б», «э» и «к». Токи в проводах Б, Э и К обозначают соответственно iб, iэ, iк. Напряжения между электродами обозначают двойными индексами, н – р U – е м/д Б и Э U бэ, м/д К и Б – U кб.

На условном графическом обозначении транзисторов p – n – p и n – p – n стрелка показывает условное (от «+» к «–») направление тока в проводе эмиттера при прямом напряжении на эмиттерном переходе.

VT может работать в 4 режимах, в зависимости от напряжения на его переходах. При работе в активном режиме на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном – обратное. Режим отсечки, или запирания, достигается подачей обратного напряжения на оба перехода. Если на обоих переходах напряжение прямое, то транзистор работает в режиме насыщения (ключевой режим). Режим работы VT когда его включение обратно активному, называется инверсным. Активный режим является основным в линейных схемах, при этом на эмиттер подается прямое напряжение порядка десятых долей вольта, а на коллекторный переход – обратное напряжение порядка единиц и десятков вольт (усилители, генераторы). Режимы отсечки и насыщения характерны для импульсной работы VT.

В схемах с транзисторами обычно образуются две цепи. Входная, или управляющая цепь служит для управления работой VT. В выходной, или управляемой цепи получаются усиленные колебания. Источник усиливаемых колебаний включается во входную цепь, а в выходную включается нагрузка. Для величин, относящихся к входной и выходной цепи, применяют соответственно индексы «вх» и «вых» или 1 и 2.

Дата добавления: 2015-06-04