ПРИНЦИП РАБОТЫ В АКТИВНОМ РЕЖИМЕ

ОН инжектируют через прямо смещенный ЭП в базу, образуя Iэ (рис.32).

В базе НН диффундируют от ЭП к КП.

Малая часть НН рекомбинирует в базе, образуя Iб. Большая часть НН базы под действием поля обратносмещенного КП экстрагирует в коллектор, образуя Iк.

Iэ = Iк+IбIб<<Iк (рис. 3) Биполярный транзистор - прибор, управляемый током

[1,с.87-96;2,с.58-62;3, с 86-94]

Рис. 1. Рис. 2

Две крайние области имеют одинаковый тип проводимос­ти, а средняя, находящаяся между ними, - противоположный. Та­ким образом, существуют транзисторы p-n-p и n-р-n. Концент­рации основных носителей в трех областях различны по своей ве­личине. В соответствии с концентрацией основных носителей и с процессами, происходящими в транзисторе, области называются: эмиттер, база, коллектор. Таким образом, создаются два р-n перехода - эмитгерный (между эмиттером и ба­зой) и коллекторный (между коллектором и базой). При исполь­зовании транзисторов в качестве элементов схем к каждому его р-n переходу подключается внешнее постоянное напряжение, сме­щающее переход в том или ином направлении.

Рис. 3

Имеется три основных режима работы транзистора:

· активный, когда эмиттерный переход смещают в пря­мом направлении, а коллекторный - в обратном;

· насыщения, когда оба перехода смещены в прямом направлении;

· отсечки, когда оба перехода смещены в обратном направлении.

Принцип действия транзистора рассматривается на примере работы его в активном режиме. Необходимо очень хорошо разоб­раться в физических процессах, происходящих в транзисторе. Здесь имеют место:

1. Инжекция носителей зарядов из эмиттера в базу через пони­женный потенциальный барьер прямо направленного эмиттерного перехода;

рекомбинация носителей зарядов в базе;

2. Экстракция носителей заряда из базы в коллектор под действием ускоряющего электрического поля обратно направленного кол­лекторного перехода.

Процессы, происходящие в транзисторе, вызывают движение электронов в подводящих внешнее напряжение выводах. По ним протекает эмиттерннй, базовыйи коллекторный токи. Следует разобраться, какие процессы приводят к появлению этих токов. Необходимо хорошо усвоить основной вывод из рас­смотрения физического принципа действия биполярного транзисто­ра, т.е. требуется знать и уметь использовать основное соотно­шение, связывающее три тока транзистора: Iэ = Iк+Iб.

Т.к. концентрация основных носителей в базе и ее толщина наименьшие, то процесс рекомбинации в базе минимальный.

Рис. 4. Разрез сплавного плоскостно­го германиевого транзистора типа р-п-р (стрелками показаны пути дырок, движущихся под действием диффузии):

1 — область усиленной рекомбинации;

2— кон­тактное кольцо базы

При изготовлении транзистора базу делают тонкой и бедной основными носителями, а пло­щадь коллекторного перехода — в несколько раз большей площади эмиттерного. При этом, как показано на рис. 4., на коллектор попадает большинство инжектируемых дырок,движущихся под действием диффузии в направлении уменьшения своей концентрации. Поэтому

Величина

называется статическим (интегральным) коэффициентом передачи тока эмиттера и близка к единице. Этот коэффициент показывает, замыкается через коллекторную цепь.

Контрольные вопросы

2.1. Устройство биполярных транзисторов. Строение базы. Баланс токов.

2.2. Принцип действия биполярного транзистора в активном режиме.

2.3. Приведите условное изображение транзистора n-p-n.

2.4. Какой тип электропроводности имеет эмиттер?

2.5.В каком режиме работы транзистор может усиливать сигналы?

Задание на СРС

3.1.Записать формулу и пояснить физический смысл коэффициента переноса [ОЛ6.2] стр.61

Задание на СРСП

4.1.4.1. Записать и пояснить соотношение связывающее три тока для n-р-n транзистора.

Глоссарий

ЛЕКЦИЯ №6