3 Биполярные транзисторы

Биполярным транзистором называют полупроводниковый прибор, основу которого составляют два взаимодействующих электронно-дырочных перехода и который имеет три вывода. Один из переходов (с меньшей площадью) называется эмиттерным, а другой (с большей площадью) – коллекторным. Слой проводника, находящегося между переходами, называется базой. Соответственно выводы называются эмиттерным (Э), базовым (Б) и коллекторным (К). В зависимости от типа проводимости базы и эмиттерной и коллекторной зон транзисторы делятся на два типа – p-n-p и n-p-n. Прямой ток транзистора типа p-n-p направлен от эмиттера И базы и коллектору, а транзистора типа n-p-n от коллектора к базе и эмиттеру, в силу этого транзисторы являются полярными элементами, а отсюда и их название

– биполярные. Условные графические обозначения транзисторов обоих типов показаны на рисунке 3.

Биполярные транзисторы применяются для построения на их основе усилительных и ключевых устройств, и могут включаться в электрическую цепь по одной из схем: с общей базой, с общим эмиттером или общим коллектором. Наиболее распространенной и универсальной по параметрам является схема включения с общим эмиттером, изображенная на рисунке 4. В целом это схема усилителя напряжения, работа которого основа на том, что ток эмиттера Iэ становится тем больше, чем больше ток базы Iб , а ток коллектора Iк = Iэ - Iб.

Устройство транзистора (его электронно-дырочных переход) таково, что ток эмиттера в десятки раз больше тока базы, т.е. Iэ>>Iб. , а Iэ≈Iк. Изменение тока эмиттера ведет к изменению тока коллектора. Отношение приращения тока коллектора ΔIк к приращению тока базы ΔIб называется коэффициентом усиления по току β, т.е. β = ΔIк / ΔIб, и может принимать значения от 10 до 1000 для разных исполнений транзисторов. Коэффициент усиления по напряжению определяется из выражения k = ΔUвых /ΔUвх = ΔIкRн /ΔIкRвх= βRн/Rвх, где: ΔUвых и ΔUвх - изменение напряжений на выходе и входе усилителя; Rн - сопротивление нагрузки в цепи коллектора; Rвх - входное

сопротивление , сопротивление перехода эмиттер- база.

4 Полевые транзисторы

Полевые транзисторы построены на основе использования эффекта воздействия поперечного электрического поля на проводимость канала, по которому движутся носители электрического заряда. Канал представляет собой вытянутую зону из полупроводника р- или n - типа. Начало и конец канала и отходящие от них выводы называются исток(И) и сток (С); а рядом с каналом с одной или двух его сторон располагается электрод, создающий поперечное электрическое поле и называемый затвором (3). Полевые транзисторы изготавливают двух типов: с затвором в виде р-n-перехода или с

изолированным затвором.

Проводимость канала в транзисторах первого типа изменяется за счет регулирования ширины слоя у р-n-перехода, обедненного носителями заряда и распространяющегося поперек канала. Проводимость канала в транзисторах второго типа, чаще называемых транзисторами типа МДП (металл–диэлектрик-полупроводник), изменяется за счет выталкивания поперечным электрическим полем из канала основных носителей в подложку или, наоборот, привлечения их в канал из подложки при другой полярности поля. Условные графические обозначения полевых транзисторов показаны на рисунке 5

Отношение приращения выходного тока (тока стока) ΔΙс к приращению управляющего напряжения(напряжения, прикладываемого между затвором и истоком) ΔUзи называется крутизной входной характеристики S=ΔΙс / ΔUзи; это основная характеристика полевого транзистора любого типа. Области применения полевых транзисторов те же, что и биполярных транзисторов, однако полевые транзисторы перед биполярными имеют ряд существенных преимуществ, к которым прежде всего относятся большое входное сопротивление (1010 – 1015 Ом) и, следовательно, очень малые входные токи, большая устойчивость к радиационным излучениям, малый уровень собственных шумов, малое влияние температуры.