Транзисторы

Транзисторы

     Это различные электропреобразовательные п / п приборы с одним или несколькими электрическими n-p переходами, имеющие три или более выводов и пригодные для усиления постоянной и колебательной мощности, а также генерации электрических сигналов. Классификация транзисторов СЭ достаточно широка.

1. Биполярные транзисторы;
2. Полевые транзисторы;
3. Транзисторы с изолированным затвором (IGBT – транзисторы);
4. Транзисторы с гетеропереходами;
5. Однопереходные транзисторы;
6. Тензотранзисторы;
7. Магнитотранзисторы;
8. Фототранзисторы и др.

     Наиболее широкое применение практически во всех областях и сферах человеческой деятельности нашли биполярные и полевые транзисторы, которым посвятим более подробное изучение.

Биполярные транзисторы

Общие сведения

     Биполярные транзисторы (БТ) – это п/п приборы с двумя n-p переходами и тремя зонами проводимости, со структурой p-n-p (прямой) или n-p-n (обратной) проводимости, принцип действия которых основан на использовании носителей заряда обоих знаков (электронов и дырок).

     Слово «транзистор» происходит от слов «трансферт» (в переводе с английского «преобразователь») и «резистор» (сопротивление»).

      На структурных технологических схемах биполярных транзисторов, с прямой и обратной проводимостью, показаны по три вывода и по два n-p перехода.

[pic 1]

С левой стороны электрод называется эмиттером. С правой стороны - коллектором. Средний электрод называется базой. Ближний к эмиттеру n-p переход называется эмиттерным. Ближний к коллектору  n-p переход называется коллекторным. Ниже структурных схем показаны соответствующие условные графические изображения транзисторов для их изображения на принципиальных схемах различных электронных устройств.

     Что касается базовой области, то она является очень тонкой от 0,03 до 0,08 мм и с меньшей степенью концентрации носителей зарядов по сравнению с эмиттерной и коллекторной областями. Изготовление БТ с его n-p переходами является непростым технологическим процессом. На таблетке с исходным п/п материалом, например с дырочной электропроводностью, одним из многочисленных технологических способов (напылением, вакуумным осаждением и т.д.) создают в исходном материале области с противоположной электропроводностью, то есть электронной, на границах которых образуются два n-p перехода (смотри рис. правее структурных технологических схем  биполярных транзисторов).

     Токи в БТ записывают с одной подиндексной буквой [pic 2]. Напряжения между электродами записывают двумя подиндексными буквами [pic 3]. Первая подиндексная буква означает напряжение, присутствующее на данном электроде, вторая – означает, относительно какого электрода действует это напряжение.

     В принципе действия БТ рассматривают статический и динамический режимы его  работы с тремя способами включения, о чём подробнее будет рассмотрено позже.

Принцип действия БТ в статическом режиме на постоянном токе в схеме с ОБ

     Статический режим БТ соответствует присутствию на его электродах только постоянных напряжений и отсутствию во входной цепи источников переменного тока, а в выходной цепи нагрузки. На рис. 1 приведена структурная технологическая схема БТ по схеме его включения с ОБ.

   [pic 4]

Рис.1.

СТАТИЧЕСКИЕ ВХОДНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БТ

     Зависимости между токами напряжениями в транзисторах выражаются статическими характеристиками транзисторов, снятыми при постоянном токе и отсутствии нагрузки в выходной цепи. Они необходимы для рассмотрения параметров транзисторов и проведения  практических расчётов различных транзисторных схем.