Устройство.
Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый двухпереходный прибор с тремя выводами, пригодный для усиления мощности.
Принцип действия и структура токов.
Заключается в инжекции основных носителей из эммитора в базу в переносе их через базовую область и собирание их затем коллектором.
Iк = Iкб0 + Iкр
Iэ = Iэп + Iэр + + Iб рекомбинации
Iб = - Iкб0 + Iб инжекции
Iб – протекает, если бы мы не подключали колллектор.
Iэб – обуславливается потерями дырок на рекомбинацию с электронами, инжектирующих из базы.
Дырки ижекции из эммитора в базу создают в базовой области вблизи пн-перехода избыточную концентрацию неосновных носителей.(дырки в примере).
У коллекторного перехода концентрация неосновных носителей мала, поэтому вследствии неравномерного распределения концентрации неосновных носителей в базе они (дырки) будут двигаться из области с высокой концентрацией в сторону области. Те от эмиттерного перехода к коллекторному.
Достигнув коллекторного перехода дырки перебрасиваются ускоряющим полем пн-перехода в коллектор, создавая дырочную составляющую коллекторного тока Iкр.
При небольшой ширине базы закон распределения концентрации (для неосновных носителей) оказывается близким к линейному.
Полезной составющей эммитерного тока будет Iэр, которая создает собираемую
Часть дырок в процессе движения к коллектору будет рекомбинировать с основными носителями базы (электронами) и вследствии до коллекторного перехода доберутся не все(происходят потери)
Ту часть дырочного тока базы называют Iб рекомбинации приходит от Uэб (-)
Коэфф-ент переноса, до коллектора доберутся не все дырки.
Кпереноса = Iкр/Iэр – потери дырок
Iкр = Iэ Kинж Кпереноса (Kинж Кпереноса = альфа – коэффициент передачи тока эммитора)
Iк = α * Iэ + Iкб обр(очень мал) примерно = α * Iэ
Iб = (1- α) * Iэ
Iк = (α/ 1-α)* Iб = β* Iб, где β – коэффициент передачи тока базы (большое число)
Для увеличения коэффициента передачи по току (чтобы α приближ. к 1)
- увеличить концентрацию носителей в эммиторе.
- увеличить – чтобы уменьшить потери по рекомбинации ее делают достаточно узкой.
Площаль коллекторного перехода больше чем эмиттерного.
Основные режимы работы.
Различают 3 режима работы транзисторов.
- Режим отсечки – когда оба перехода смещены в обратном направлении (закрыты).
- Режим насыщения – оба перехода смещены в прямом направлении.
- Активный режим – когда эмиттерный переход смещён в прямом, а коллекторный – в обратном.
- Инверсный режим - когда эмиттерный переход смещён в обратном, а коллекторный – в прямом.
