Физические принципы работы биполярного транзистора

Биполярный транзистор р-n-р типа схематически изображен на рис.2.1.

Рис.2.1. Схематическое изображение биполярного транзистора

Если на эмиттер подать относительно базы положительный потенциал и замкнуть цепь коллектора, то дырки из эмиттера будут инжектироваться в базу.

При достаточно малой толщине базы дырки будут проходить через нее и попадать в коллектор. Если цепь коллектора замкнута, то в ней возникнет электрический ток. Часть дырок при прохождении через базу будет рекомбинировать с электронами, вследствие чего возникнет ток базы. Мощность в цепи коллектора в этом случае выделяться не будет и эффект усиления отсутствует.

Если в цепь коллектора ввести активное сопротивление нагрузки Rн, то ток коллектора создаст на нем падение напряжения, которое плюсом будет приложено к коллектору. При этом, наряду с собиранием будет происходить инжекция дырок из коллектора в базу, вследствие чего суммарный коллекторный ток будет много меньше тока эмиттера и усиления по мощности также не будет. Для нормальной работы транзистора в усиленном режиме необходимо на коллектор относительно базы подать достаточно большой отрицательный потенциал. При этом, если сопротивление нагрузки Rн много больше сопротивления эмиттера (Rн>> rэ), то мощность выделяемая в нагрузке будет много больше мощности отдаваемой в цепь эмиттера.

Так как

I_k ≈ I_э и R_Н >> r_{э ,} то

I²_k R_Н >>I²_э r_э и P_H >> P_{э .}