Устройство и принцип работы транзисторов

Транзистор представляет собой полупроводниковый прибор с электронно- дырочным переходом, позволяющий усиливать и генерировать электрические сигналы, а так же коммутировать электрические цепи. В электронной аппаратуре применяют униполярные и биполярные (точечные и плоскостные) транзисторы. Здесь рассмотрим только плоскостные биполярные транзисторы, получившие широкое применение в схемах автоматики, телемеханики.

Основным элементом транзистора является монокристалл германия или кремния, в котором созданы три области с различной проводимостью. Две крайние области всегда имеют проводимость одинакового типа, противоположную проводимости средней области. У транзистора типа P-N-P крайние области обладают дырочной проводимостью, а средняя- электронной; у транзистора типа N-P-N крайние области имеют электронную проводимость, а средняя-дырочную.

Физические процессы, протекающие в транзисторах обоих типов, аналогичны. Средняя область транзистора называется базой Б, одна из крайних областей- эмиттером Э, а другая- коллектором К. Из рисунка видно, что в транзисторе имеется два P-N- перехода: эмиттерный- между базой и эмиттером, и коллекторный- между базой и коллектором. Для понимания работы транзистора необходимо иметь в виду следующее: область базы очень тонкая, расстояние между эмиттерным и коллекторным переходами небольшое (составляет не более 10 мкм), для преодоления которого требуется небольшая энергия носителей тока; концентрация атомов примеси в области базы во много раз меньше, чем в эмиттере.

Устройство германиевого плоскостного транзистора, изготовленного сплавным способом. На пластинку германия с электронной проводимостью, которая является базой, наплавляют с двух сторон кусочки акцепторного вещества, обычно индия. Вблизи границ сплавления в пластинке германия образуется два слоя с проводимостью Р, представляющие собой эмиттер и коллектор транзистора. На границе полупроводников с разной проводимостью появляются P-N- переходы. Пластинку помещают в кристаллодержатель, который припаивают ко дну герметизированного корпуса. Внутренние выводы эмиттера и коллектора соединяют с наружными выводами, проходящими в корпус через изолятор. Вывод базы крепится непосредственно ко дну корпуса.

Транзистор N-P-N- типа имеет аналогичное устройство- на пластину германия с Р- проводимостью с двух сторон наплавляется донорное вещество (обычно сурьма), в результате чего образуется два слоя: эмиттер и коллектор с проводимостью N.