Биполярлы транзисторлар

Биполярлы және өрістік транзисторлар. Транзисторда өтетін процестер және транзистордың токтары. Транзистордың жұмыс режимі. Транзистордың қосылу схемалары: ОБ, ОЭ, ОК. Транзистордың статикалық сипаттамалары. Транзистордың күшейткіштік қасиеттері. Транзисторлардың h-параметрін анықтау. Электр өрісімен басқарылатын және p-n өткелді өрістік транзисторлар. Оқшауланған тиекті МДЖ транзистор. Тиристорлар және оның классификациясы. Тиристордың параметрлері

Биполярлы транзисторлар

Биполярлы транзистор үш немесе одан көп шықпасы, екі p-n өткелі бар жартылай өткізгішті аспап болып табылады. Ол қуатты күшейтуге қабілетті. Транзисторлар электрлік тербелістерді күшейтуге және өндіруге (генерациялауға), сондай-ақ электр тізбектерін коммутациялауға қолданылады. Биполярлы транзисторларды құрылымы бойынша (p-n-p және n-p-n типті), қуаты бойынша (төмен, орташа және жоғары қуатты), жұмыстық жиіліктері бойынша (төмен, орташа және жоғары жиілікті) және басқа да белгілері бойынша ажыратады. 1-суретте биполярлы транзистордың құрылымдық схемасы мен шартты белгілері көрсетілген. Кристалдың электрлік шықпасы бар ортаңғы бөлігі база (Б), бір шеті – эмиттер (Э), екінші шеті –коллектор (К) деп аталады. Эмиттер, база және коллектор аралығында эмиттерлік және коллекторлық өткел деп аталатын екі p-n өткелі бар.

[pic 1]

1-сурет. p-n-p типті биполярлы транзистордың құрылымдық схемасы

1-эмиттерлік өткел (ЭӨ), 2-коллекторлық өткел (КӨ).

Транзистордың шартты белгісі:

[pic 2]

Транзисторда өтетін процестер және транзистордың токтары

Транзисторларды тербелістерді күшейтуге қолдану үшін эмиттерлік өткел тура, ал коллекторлық – кері бағытта қосылады, сол кезде келесідей процестер ілесе жүреді: эмиттерлік өткелдің потенциальдық тосқауылы азаяды, зарядты тасымалдаушылар (кемтіктер) эмиттерлік өткел арқылы инжекцияланады, базадағы электрондар эмиттерге өтеді, содан эмиттерде [pic 3] ток пайда болады. Сонымен эмиттердегі ток едәуір кемтіктік құраушыдан және азғантай электрондық құраушыдан туындайды: [pic 4]. Эмиттер тоғының [pic 5] электрондық құраушысы базалық шықпа арқылы тұйықталады, сондықтан база тоғының бір құраушысы болып табылады, бірақ p-n-p типті транзистор үшін қажетсіз, себебі басқарылатын коллектор тоғын жасауға қатыспайды. Бұл құраушысы аз болған сайын, инжекция коэффициентімен бағаланатын

[pic 6]

эмиттердің тиімділігі жоғары. Базаның қалыңдығы үлкен емес болғандықтан, базаның ауданында кемтіктердің көп емес бөлігі [pic 7] база тоғын жасай отырып, рекомбинацияланады, қалған кемтіктер диффундируя коллектор бағытына қарай ығысып, коллекторлық өткелдің күшті электрлік өрісінің әсеріне түсіп, коллекторлық ауданға өтеді (бұл процесс экстракция деп аталады), сөйтіп [pic 8] коллекторлық ток жасалады. Эмиттерден коллекторға өткен кемтіктерді анықтау үшін базадағы тасымалдаушылардың тасымалдау коэффициенті қолданылады:

[pic 9].

Сонымен, коллекторлық тізбекте едәуір ток өтеді:

[pic 10],

мұндағы [pic 11]эмиттер тоғын интегральды беру коэффициенті, [pic 12]коллектордың кері тоғы. Олай болса

[pic 13].

Транзистордың жұмыс режимі

Эмиттерлік және коллекторлық өткелдерге сыртқы кернеу берген кезде келесідей жұмыс режимдері болуы мүмкін:

1. активті режим, ЭмитӨткел > 0, КоллекӨткел< 0 болғанда,
2. бөліп тастау режимі (режим отсечки), когда ЭП < 0, КП < 0 болғанда,
3. қанығу режимі, ЭП > 0, КП > 0 болғанда,
4. инверстік режим ЭП < 0, КП > 0 болғанда.

Транзистордың қосылу схемалары:

Ортақ базамен схемасы:

[pic 14]

Бұл схема үшін кіріс тоғы – эмиттер тоғы, ал шығыс тоғы – коллектор тоғы болып табылады. Ортақ базамен схемада транзистордың  дифференциальдық кедергісі [pic 15] аз, ал шығыс кедергісі [pic 16] өте көп. Коллекторлық кернеу эмиттер тоғына айтарлықтай әсер етеді. Ортақ базамен схема токтың тура берілуінің дифференциальдық коэффициентімен сипатталады: