2020-04-12
127
Задание от 19 марта 2020 года. Изучить лекцию, ответить на контрольные вопросы, ответы прислать мне в личные сообщения.
Биполярные транзисторы
Устройство, классификация и принцип действия биполярных транзисторов
Классификация и маркировка транзисторов
Транзистором называется полупроводниковый преобразовательный прибор, имеющий не менее трёх выводов и способный усиливать мощность.
Классификация транзисторов производится по следующим признакам:
1. По принципу действия транзисторы подразделяются на:
а) биполярные;
б) полевые (униполярные).
2. По материалу полупроводника:
а) германиевые;
б) кремниевые.
3. По типу проводимости областей (только б/п транзисторы):
а) с прямой проводимостью (р-п-р - структура);
б) с обратной проводимостью (п-р-п - структура).
4. По частотным свойствам;
а) НЧ (
б) СрЧ (3-30 МГц);
в) ВЧ и СВЧ (30 МГц).
5. По мощности:
а) маломощные транзисторы ММ (
б) средней мощности СрМ (0,3-КЗ Вт);
в) мощные (3 Вт).
I - материал полупроводника:
Г (1) - германий, К (2) – кремний, А (3) – арсенид галлия, И (4) – фосфид индия
II - тип транзистора по принципу действия:
Т - биполярные, П - полевые.
III - цифра показывает частотные свойства и мощность транзистора в соответствии с ниже приведённой таблицей.
IV – цифры определяют порядковый номер разработки технологического типа (от 01 до 999)
V – буква определяет классификацию приборов по параметрам, изготовленных по единой технологии (от А до Я, кр. З, О, Ч)
Устройство биполярных транзисторов
Основой биполярного транзистора является кристалл полупроводника р-типа или n-типа проводимости, который также как и вывод от него называется базой.
Диффузией примеси или сплавлением с двух сторон от базы образуются области с противоположным типом проводимости, нежели база.
На рисунке приведена упрощенная схема изготовления такого транзистора.
Заготовку кристалла полупроводника с проводимостью типа п (рис. а) нагревают в парах акцепторной примеси, в результате чего происходит диффузия этой примеси в поверхностные слои полупроводника (рис. б). Затем таким же способом производят диффузию донорной примеси (рис. в). После удаления лишних диффузионных слоев образуется транзисторная структура типа п — р — п (рис. г).
Поскольку диффузия — очень медленный процесс, можно контролировать толщину диффузионного слоя с большей степенью точности и получать область базы толщиной около одного микрометра.
Это позволяет значительно улучшить частотные свойства транзистора.
Транзистор, у которого крайние области обладают электронной проводимостью, а средняя — дырочной, называются транзисторами типа п— р — п.
Транзистор, у которого крайние области обладают дырочной проводимостью, а средняя — электронной, называются транзисторами типа р — п — р.
Физические процессы, протекающие в транзисторах обоих типов, аналогичны.
Средняя область транзистора называется базой, одна крайняя область, имеющая меньшую площадь р-n перехода, и вывод от неё называется эмиттером, другая область, имеющая большую площадь р-n перехода, и вывод от неё называют — коллектором.
К каждой из областей припаяны выводы, при помощи которых прибор включается в схему.
Из рисунка видно, что в транзисторе имеются два р – п - перехода:
- эмиттерный (между эмиттером и базой) и
- коллекторный (между базой и коллектором).
Расстояние между ними очень мало порядка нескольких микрометров.
Следовательно, область базы представляет собой очень тонкий слой.
Конструктивно транзисторы различаются в зависимости от мощности и метода образования р — п - переходов.
Направление стрелки в транзисторе показывает направление протекающего тока. Основной особенностью устройства биполярных транзисторов является неравномерность концентрации основных носителей зарядов в эмиттере, базе и коллекторе.
В эмиттере концентрация носителей заряда максимальная. В коллекторе - несколько меньше, чем в эмиттере. В базе - во много раз меньше, чем в эмиттере и коллекторе.
