БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Транзисторы представляют собой полупроводниковые приборы, пригодные для усиления мощности и имеющие три вывода или больше. В транзисторах может быть разное число переходов между областями с различной электропроводностью. Наиболее распространены транзисторы с двумя п — р-переходами, называемые биполярными, так как их работа основана на использовании носителей заряда обоих знаков. Первые транзисторы были точечными, но они работали недостаточно устойчиво. В настоящее время изготовляются и применяются исключительно плоскостные транзисторы.

Устройство плоскостного биполярного транзистора показано схематически на рис. 4.1. Он представляет собой пластину германия, или кремния, или другого полупроводника, в которой созданы три области с различной электропроводностью. Для примера взят транзистор типа п — р—п, имеющий среднюю область с дырочной, а две крайние области с электронной электропроводностью. Широко применяются также транзисторы типа р — п — р, в ко­торых дырочной электропроводностью обладают две крайние области, а средняя имеет электронную электропроводность.

Средняя область транзистора назы­вается базой, одна крайняя область — эмиттером, другая — коллектором. Та­ким образом, в транзисторе имеются два n — р-перехода: эмиттерный — между эмиттером и базой и коллекторный — между базой и коллектором. Расстояние между ними должно быть очень малым, не более единиц микрометров, т. е. область базы должна быть очень тонкой. Это является условием хорошей работы транзистора. Кроме того, концентрация примесей в базе всегда значительно меньше, чем в коллекторе и эмиттере. От базы, эмиттера и коллектора сдела­ны выводы.

Для величин, относящихся к базе, эмиттеру и коллектору, применяют в качестве индексов буквы «б», «э» и «к». Токи в проводах базы, эмиттера и кол­лектора обозначают соответственно /_б, г_э, i_K. Напряжения между электродами обозначают двойными индексами, на­пример напряжение между базой и эмит­тером u_бэ, между коллектором и базой и_к.₆. На условном графическом обозна­чении транзисторов р — п — р и п — р — п стрелка показывает условное (от плюса к минусу) направление тока в проводе эмиттера при прямом напряжении на эмиттерном переходе.

Транзистор может работать в трех режимах в зависимости от напряжения на его переходах. При работе в активном режиме на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллектор­ном — обратное. Режим отсечки, или запирания, достигается подачей обрат­ного напряжения на оба перехода. Если же на обоих переходах напряжение прямое, то транзистор работает в ре­жиме насыщения. Активный режим яв­ляется основным. Он используется в большинстве усилителей и генераторов. Поэтому мы подробно рассмотрим работу транзистора в активном режиме. Режимы отсечки и насыщения характер­ны для импульсной работы транзистора и также будут рассмотрены в дальнейшем.

В схемах с транзисторами обычно образуются две цепи. Входная, или управ­ляющая, цепь служит для управления работой транзистора. В выходной, или управляемой, цепи получаются усиленные колебания. Источник усиливаемых коле­баний включается во входную цепь, а в выходную включается нагрузка. Для величин, относящихся к входной и выходной цепи, применяют соответственно индексы «вх» и «вых» или 1 и 2.