Биполярные транзисторы. Работа биполярных транзисторов основана на явлениях взаи­модействия двух близко расположенных р-п-переходов

Работа биполярных транзисторов основана на явлениях взаи­модействия двух близко расположенных р-п- переходов.

Идеализированная модель биполярного транзистора представ­ляет собой трехслойную структуру п-р-п- (рис. 4.1) или р-п-р- типа. На рис. 4.2, а и 6даны условные обозначения этих транзисторов. Транзистор называется биполярным потому, что физические про­цессы в нем связаны с движением носителей зарядов обоих зна­ков (свободных дырок и электронов).

 

Рис. 4.1

 

Средний слой биполярного транзистора называется базой Б, один крайний слой — коллектором К, другой крайний слой эмиттером Э. Каждый слой имеет вывод, с помощью которого транзистор включается в цепь. В зависимости от полярности на­пряжений между выводами биполярного транзистора он работает в различных режимах.

Различают четыре режима работы биполярного транзистора:

- активный режим, в котором переход эмиттер — база включен в прямом направлении, а переход коллектор — база — в обратном;

- инверсный режим, в котором переход эмиттер — база включен в обратном направлении, а переход коллектор — база — в прямом;

- режим отсечки, в котором оба перехода включены в обрат­ном направлении;

- режим насыщения, в котором оба перехода включены в пря­мом направлении.

Если транзистор применяется для усиления сигналов, то ос­новным является активный режим работы, если в качестве ключа — режимы отсечки и насыщения.

Рис. 4.2

 

При подключении положительного полюса источника посто­янной ЭДС , к базе потенциальный барьер p-n -переход (n-p-n -транзистор на рис. 4.1) между базой и эмиттером понижа­ется. Свободные электроны инжектируются из эмиттера в базу, образуя ток I_э в цепи эмиттера. Если между коллектором и базой включен источник постоянной ЭДС E _к= U _эб отрицательным по­люсом к базе, то увеличивается потенциальный барьер р-п -перехода между базой и коллектором. Большая часть электронов, инжектированных из эмиттера в базу, втягивается сильным электрическим полем напряженностью ξ _КБэтого р-n -перехода, образуя ток I _к в цепи коллектора. Незначительная часть свободных электронов, инжекти­рованных из эмиттера в базу, образует ток I _Б, в цепи базы.

В рассмотренном случае база являет­ся общим электродом входной и выход­ной пеней. Такая схема включения би­полярного транзистора называется схе­мой с общей базой (ОБ). Возможны так­же схемы включения биполярного транзистора с общим коллектором (ОК) и общим эмиттером (ОЭ). Последнюю на примере п-р-п - транзистора рассмотрим более подробно, так как характеристики транзистора при таком включении используются для анализа его основных режимов работы покоя, малого сигнала и ключевого.