7.5 Принцип роботи біполярного транзистора

Транзистор був винайдений у 1948 році американськими фізи­ками Дж.Бардіним і У.Браттейном і уявляє собою трьохелектродний напівпровідниковій прилад з двома р-п-переходами (рис.7.14): емітер-ним і колекторним.

На рис.7.14, а) приведене ввімкнення транзистора п-р-п типу, а на рис.7.14, б) - р-п-р типу по схемі із загальною базою. Емітерний перехід батареєю Уе зміщується в прямому напрямку, щоб при пози­тивному півперіоді вхідного сигналу він не зміщувався в зворотному напрямку. Тому електричний опір емітерного кола невеликий, а отже, згідно з законом Ома, навіть при малій напрузі вхідного сигналу УЕХ струм через емітерний перехід змінюється на значну величину. Осно­вні носії заряду із емітера інжектуються (уприскуються) в базу, де во­ни являються неосновними носіями заряду.

Колектрний перехід батареєю УЕ зміщується в зворотному на­прямку. Опір колекторного контуру великий, що дає можливість вми­кати в нього великий опір навантаження Ян, з якого і знімається вихі­дна напруга УШ11.

На рис.7.15 показана зонна діаграма п-р-п транзистора. Елект­рони із емітерної області, долаючи зменшений   потенціальний бар'єр, інжектуються в базу, де частково рекомбінують,   викликаючи проті­кання незначного базового струму. Конструктивно базову область фо­рмують тонкою (10-*-200 мкм), а тому більшість електронів не встигають рекомбінувати і досягають колекторного переходу. Тут для них поте­нціальний бар'єр відсутній. Більш того, контактне і зовнішнє електри­чні поля прискорюють їх перехід в колекторну область. У колекторі електрони являються основними носіями, і тому ймовірність їх ре­комбінації з неосновними (дірками) мала, оскільки концентрація дірок невелика. В колекторному контурі протікає струм Ік = Іе - І6. Але струм бази набагато менший, ніж струм емітера, тому можна вважати, що Ік * Іе. Таким чином, транзистор дав можливість примусити проті­кати по високоомному колекторному колу приблизно такий же струм, як і по низькоомному емітерному колу. У відповідності із законом Ома V,,, = І, Ы,,,; УВН1 = ІККН. А так як К„ » Кв, і Ік = Іе,Увн1 » Уві. Одержали підсилення напруги, яке характеризується коефіціє­нтом ПІДСИЛенНЯ ку — Увнї / Ум »1. Схема із загальною базою дає та­кож підсилення потужності, що характеризується коефіцієнтом

Підсилення струму ця схема не дає.

Схема ввімкнення транзистора з загальним емітером (рис.7.16, а) дає підсилення напруги, струму і потужності, а ввімкнен­ня з загальним колектором (емітерний повторювач) (рис.7.16, б) ви­користовується для узгодження каскадів електричних схем по вхідно­му і вихідному опорам, так як для неї характерне співвідношення