Транзистори – призначення і принцип дії

Транзистор – це напівпровідниковий прилад, який має три та більше виводів і призначений для підсилення, генерування електричних сигналів, а також комутації електричних кіл.

Широко розповсюджені транзистори з двома р-nпереходами, що мають назву біполярних. Термін "біполярний" підкреслює, що процеси в цих транзисторах пов'язані з взаємодією носіїв заряду двох типів: електронів і дірок. Для виготовлення транзисторів використовують германій і частіше кремній. Два р-nпереходи створюють за допомогою тришарової структури з чередуванням шарів, що мають електронну та діркову електропровідності.

У відповідності до передування шарів з різними типами електропровідності біполярні транзистори поділяються на два класи: n-р-n і р-n-ртипу, як показано на рис. 1

Рис.1

Транзистори – найбільш цікаві та поширені прилади сучасної електроніки. За роки свого розвитку вони істотно й неодноразово видозмінювалися за конструктивним оформленням, технологією виготовлення, електричними параметрами. Проте суть основних фізичних процесів, які відбуваються в них, залишилася незмінною. В транзисторах застосовують напівпровідниковий матеріал (літера або цифра): Г або 1 – германій; К або 2 – кремній; А або 3 – арсенід галію.

Транзистор складається з трьох структур, дві з яких мають однакову електропровідність і розділені між собою структурою іншої електропровідності.

Внаслідок цього утворюються транзисторні р-n-р - або n-р-n - структури з двома (рис.1) переходами, що мають підсилювальні властивості. Середню область називають базою (Б), а дві крайні – колектором (К) та емітером (Е).

Транзистори структури р-n-р(рис.1, б) є транзисторами прямої провідності, а структури n-р-n (рис.2, а) – зворотної.

Існують три основні схеми вмикання транзистора (рис.2): з спільною базою (а), з спільним емітером (б) та з спільним колектором (в).

Принцип дії транзистора ґрунтується на взаємодії двох р–n переходів. Одна із структур транзистора з'єднується через свій електрод з джерелом сталої напруги, причому структура рвикористовується при роботі транзистора як основного джерела носіїв заряду (емітер). Через середній шар (базу) носії заряду проходять у другу структуру р-nі надходять у колектор, який є збирачем носіїв заряду, інжектованих емітером, що пройшли крізь шар бази.

а) б) в)

Рис. 2 Схеми вмикання транзистора

За допомогою струму в колі емітера в транзисторі здійснюється керування струмом у колі колектора. Обидва кола мають джерела електричної енергії (. рис.3).