Биполярные транзисторы

Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор, имеющий два взаимодействующих между собой p-n -перехода.

Биполярным транзистор называется потому, что в нем используются носители заряда двух видов: электроны и дырки. Слово «транзистор» (от английского transfer resistor) означает, что этот прибор согласует низкоомную входную цепь эмиттера с высокоомной выходной цепью коллектора, третий электрод – база – является управляющим.

В зависимости от последовательности чередования областей с различным типом проводимости различают n-р-n -транзисторы и р-n-р -транзисторы. Упрощенное устройство плоскостного n-p-n -транзистора приведено на рис. 2 а, его условное обозначение — на рис. 2 б, а схема замещения — на рис. 2 в. Аналогичные представления для p-n-p-транзистора приведены на рис. 2 г, д, е.

Средняя часть рассматриваемых структур называется базой, одна крайняя область — коллектором, а другая — эмиттером. В зависимости от того, какой из электродов транзистора является общей точкой действия входного и выходного напряжений, различают три основные схемы включения: схема с общим эмиттером (ОЭ), схема с общей базой (ОБ) и схема с общим коллектором (ОК), называемая также эмиттерным повторителем.

Основной схемой включения биполярного транзистора является схема с общим эмиттером, (рис. 3).

Рис. 3. Включение биполярного транзистора по схеме с общим эмиттером.

Работа транзистора основана на управлении токами электродов в зависимости от приложенных к его переходам напряжений. В зависимости от полярности напряжений, приложенных к электродам транзистора, различают следущие режимы его работы:

– активный режим, или режим усиления, когда эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный в обратном;

– режим насыщения, когда оба перехода смещены в прямом направлении;

– режим отсечки, когда оба перехода смещены обратном направлении.

Для оценки работы биполярного транзистора в широком диапазоне импульсных и постоянных токов, мощностей и напряжений, а также для расчета цепи смещения, стабилизации режима используются семейства входных и выходных вольт-амперных характеристик (ВАХ).

Семейство входных ВАХ устанавливают зависимость входного тока (базы или эмиттера) от входного напряжения Uбэ при Uк = const (Рис. 4,а). Входные ВАХ транзистора аналогичны ВАХ диода в прямом включении.

Семейство выходных ВАХ устанавливают зависимость тока коллектора от напряжения на нем при определенном токе базы или эмиттера (в зависимости от схемы с общим эмиттером или общей базой) (Рис. 4, б).

Рис. 4. Вольт-амперные характеристики биполярного транзистора: а – входные, б – выходные.