Структура транзистора. 
Электротехника и электроника

Биполярные транзисторы содержат два встречно включенных /7-/7-иерехода, расположенных в непосредственной близости один от другого благодаря весьма малой толщине внутренней /^-области. Для улучшения усилительных свойств транзисторы имеют асимметричную структуру (рис. 1, я): площадь перехода щ-р гораздо меньше площади перехода р-п2. Кроме того, слой п с меньшей площадью легирован значительно сильнее, чем слой п2. Асимметрия повлияла и на название крайних слоев. Слой п с меньшей площадью называют эмиттером (Э), а слой п2 с большей площадью — коллектором (К). Внутренний слой называется базой (Б). Соответственно различают эмиттерный (пЛ-р) и коллекторный (р-п2) переходы (рис. 1, я), каждый из которых имеет донную и боковые части (рис. 1, я, 6). Рабочей областью транзистора является область, расположенная под донной частью слоя п (она выделена пунктиром). Остальная часть структуры транзистора (рис. >а) представляет собой пассивные участки, которые можно моделировать резисторами /?к, Кб, подключенными к рабочим слоям коллектора и базы. На рис. 1,6 показаны:

=> активная часть транзистора в горизонтальном положении (гГ-р-п); => места подключения паразитных резисторов К_к, К_Б;

=> высоколегированный слой п⁺.

Взаимодействие между эмиттерным и коллекторным переходами обеспечивается малой шириной базы (порядка 1 мкм) по сравнению с диффузионной длиной, составляющей 5… 10 мкм.

Рис. 1. Структуры биполярного транзистора и принцип его работы.

Основные режимы работы биполярного транзистора. В зависимости от полярности прикладываемого к /т-/?-переходам напряжения различают четыре режима работы биполярного транзистора:

=> режим отсечки, в котором на оба перехода поданы обратные напряжения. В режиме отсечки через оба перехода проходят незначительные обратные токи, что эквивалентно большому сопротивлению. Это позволяет в первом приближении считать, что между всеми выводами транзистора будет обрыв, а токи в его внешних цепях равны нулю;

=> режим насыщения, когда на оба перехода поданы прямые напряжения. В режиме насыщения через оба перехода проходит большой прямой ток, что эквивалентно малому сопротивлению. Поэтому можно считать, что в этом режиме между всеми выводами транзистора будет короткое замыкание. Как говорят, транзистор «стягивается в точку», а токи, проходящие через него, будут определяться только сопротивлениями элементов, включенных во внешние цепи транзистора;

=> активный режим, в котором на эмиттерный переход подано прямое напряжение, а на коллекторный — обратное. Этот режим используется при усилении сигналов, так как обеспечивает минимальные нелинейные искажения. Он подробно рассмотрен ниже;

=> инверсный режим, в котором на эмиттерный переход подастся обратное напряжение, а на коллекторный — прямое. Из-за асимметричной структуры транзистора он не находит практического применения.