Работа биполярного транзистора в активном режиме

Рассмотрим работу на постоянном токе биполярного диффузионного сплавного транзистора со структурой p-n-р, включенного по схеме с ОБ в активном режиме.

В активном режиме прямое смещение эмиттерного перехода создается за счет включения постоянного источника питания U_ЭБ, а обратное смещение коллекторного перехода - за счет включения источника U_КБ. Величина U_ЭБ имеет небольшое значение, близкое к высоте потенциального барьера, и составляет доли вольт. Величина U_КБ на порядок больше U_ЭБ и ограничивается напряжением пробоя коллекторного перехода. При включении источников питания U_ЭБ и U_КБ потенциальный барьер эмиттерного перехода снижается за счет U_ЭБ, а потенциальный барьер коллекторного перехода повышается за счет U_КБ. Дырки эмиттера легко преодолевают понизившийся потенциальный барьер и за счет диффузии инжектируются в базу, а электроны базы - в эмиттер. Дырки эмиттера диффундируют в базе в направлении к коллекторному переходу за счет перепада плотности дырок по длине базы, большинство из них доходит до коллекторного перехода, а незначительная часть рекомбинирует с электронами базы. Для уменьшения потерь дырок на рекомбинацию базу делают тонкой. Поскольку поле коллекторного перехода для дырок является ускоряющим, они втягиваются через коллекторный переход в коллектор, т. е. происходит экстракция дырок в коллектор. Распространяясь вдоль коллектора за счет перепада плотности вдоль коллектора, дырки достигают контакта коллектора и рекомбинируют с электронами, подходящими к выводу от источника.

Наряду с основными носителями заряда через эмиттерный и коллекторный переходы движутся и неосновные для каждой из областей транзистора носители. На работу транзистора существенно влияет движение неосновных носителей через коллекторный переход: дырок базы — в коллектор и электронов коллектора — в базу. Их количество растет с повышением температуры (тепловая генерация). Оно зависит также от материала полупроводника.