Транзистор — основа построения электронных систем

Основные понятия

Биполярным транзистором называют полупроводниковый прибор с двумя р-п переходами и тремя выводами. Один переход при работе всегда открыт. Его называют эмиттером. Второй переход всегда закрыт. Его называют кооллектором. Такой прибор способен усиливать или генерировать электрические сигналы различной формы, а так же осуществляьб всевозможные коммутации.

По чередованию переходов различают р-n-р (рис. 2.1.b) и n-р-n (рис. 2.1e) типы транзисторов. На рис. 2.1а и 2.1d показано условное обозначение транзисторов. На рис. 2.1c и 2.1f показаны транзисторые переходы как рассмотренные нами ренее диоды. Причем один диод у транзистора всегда открыт и его называют эмиттерным переходом. Второй переход всегда закрыт и его называют коллекторным переход.

Полярность открывающих входных и закрывающих выходных внешних напряжений так же показана на этих рисунках. Средняя часть транзистора слабо легирована примесями. Ее называют базой. Эмиттер, как открытый диод, инжектирует в базу носители (для транзистора р-n-р это дырки, а для n-р-n это электроны), число которых определяет величину эмиттерного тока Iэ.

В базе электростатического поля нет и заряды могут только диффундировать к коллекторному.

Замечание. Так как эмиттер это открытый переход, то его вольтамперная характеристика нелинейная и является аналогом вольтамперной характеристики открытого диода.

Базу специально слабо легируют примесями, потому в ней число рекомбинаций носителей заряда невелико. Например, из тысячи носителей в базе могут рекомбинировать десять зарядов. Таким образом, ток эмиттера и коллектора практически одинаковы .

Способ включения транзисторов, приведенный на рис. 2.1а, назвали схемой с общей базой. Здесь база является общим выводом для входа (эмиттер) и выхода (коллектор).

Для транзисторной схемы вводят понятие коэффициента передачи эмиттерного тока в коллектор:

(1).

Для приведенного выше примера = 990/1000 = 0,99. Для современных транзисторов 0,95 0,995. Строго говоря ток коллектора определяется не только числом носителей, пришедших от эмиттерного перехода, но и током закрытого коллекторного перехода. В результате для тока коллектора, с учетом формулы (1), можно записать равенство.

(2).

Формула (2) позволяет сделать два очевидных вывода:

Ток коллектора, при токе эмиттера равном нулю, является точной копией обратной ветви вольтамперной характеристики закрытого диода (I_К0).

При токе эмиттера не равном нулю вольтамперная характеристика смещается в сторону увеличения тока коллектора на постоянную величину Iэ. транзистор биполярный вольтамперный Транзистор, включенный по схеме с общей базой в принципе не может усиливать ток (<1).

Существуют и другие способы соединения транзистора. Эти три способа представлены на рис. 2.2. Полезно запомнить свойства таких схем:

• — схема влючения с общей базой (рис. 2.2а) может усиливать только по напряжению;
• — схема влючения с общим эмиттером (рис. 2.2b) усиливает и по току и по напряжению;
• — схема влючения с общим коллектором (рис. 2.2с) усиливает только по току.