Біполярні транзистори. Пристрій і фізичні процеси в біполярному транзисторі

Біполярний транзистор є тришаровою напівпровідниковою структурою з тими, що чергуються типом електропровідності шарів і містить два p-n переходу. Залежно від чергування шарів існують транзистори типів p-n-p і n-p-n. Він має три виводи, виготовляється на основі кристала германію або кремнію, в якому створені три області різної провідності. Дві крайні завжди мають провідність однакового типу, протилежної провідності середньої області і забезпечує посилення потужності електричних сигналів, дивись рисунок 2.1.

Рисунок 2.1 - Структура біполярного транзистора, що ідеалізується

У реального транзистора один з крайніх шарів (емітер) - має набагато більшу концентрацію домішки в порівнянні з іншим крайнім шаром (колектором) і є джерелом рухливих носіїв заряду.

Другий крайній шар (колектор) відрізняється набагато більшою площею
p-n- переходу, що дозволяє йому ефективніше збирати носії заряду, інжектовані емітером і перешедші середній шар, який зветься базою.

Щоб зменшити у базі вірогідність рекомбінації носіїв заряду, що переміщаються з емітера в колектор, базу роблять порівняно високоомною (з дуже низькою концентрацією домішки - у багато разів менше, ніж в эмиттере- найважливіша умова роботи транзистора) і узької - близько декількох мікрометрів.

У транзисторі є два р-п переходу: емітерний (між емітером і базою) і колекторний (між базою і колектором).

Функція емітерного переходу - інжектування (емітування) носіїв заряду у базу, функція колекторного переходу - збір носіїв заряду, що пройшли через базовий шар. У транзисторах типу n-p-n функції усіх трьох шарів і їх назви аналогічні, заряду, що проходить через базу: в приладах типу p-n-p - це дірки, в приладах типу n-p-n -це електрони змінюється лише тип носіїв.