Активні напівпровідникові елементи. Біполярні транзистори
Участь в процесах беруть носії двох типів, є ще уніполярні транзистори в яких участь у процесах беруть одні типи носіїв.
Біполярний транзистор (БТ) – це НП прилад, що складається з трьох шарів НП з різними типами провідності і придатний для піднесення потужності
Цей елемент може керуватися колами невеликої потужності, а керувати колами великої потужності.
На границі розділу шарів утворюється два p-n переходи. В залежності від чергування цих шарів транзистори діляться на два типи по провідності.
p-n-p
n-p-n
Середній шар який призначений для керування провідністю транзистора називається базою
Один з зовнішніх шарів, котрий призначений для інжектування (впорскування) носіїв у базу називається емітером
Другий зовнішній шар, який призначений для витягування носіїв з бази (екстракції) називається колектором.
Позначення на схемі
Кружечок означає, що транзистор має окремий корпус. Товщина бази є надзвичайно малою (десятки і сотні долі мікрона)
Всі процеси в транзисторі відбуваються, тому що завдяки легуванню і шляхом прикладення зовнішньої напруги, ми можемо змінювати концентрацію основних носіїв в сусідніх шарах і відповідно міняти їх провідність.
Основні режими роботи транзистора
І – активний режим роботи транзистора, в цьому режимі до емітерного переходу прикладено напругу прямої полярності, до колекторного – напруга зворотної полярності (незалежно від схеми ввімкнення). Це найбільш поширений режим, він застосовується для підсилення, в цьому режимі є лінійна залежність між струмати.
ІІ – режим насичення, до обох переходів прикладена напруга прямої полярності. Цей режим застосовується для комутації, коефіцієнт підсилення в цьому режимі наближається до одиниці. Спадок напруги емітер – колектор дуже малий, але дуже зменшується швидкодія.
ІІІ – режим відсікання – до обох переходів прикладена напруга зворотної полярності. Цей режим теж належить до імпульсних режимів роботи. Застосовується коли потрібно швидко припинити протікання струму через транзистор.
Технологія виготовлення транзисторів
Сплавні транзистори
Конверційні
Сплавно – дифузійні
Епітаксійні транзистори
Меза транзистори
Планарні
Планарно – епітаксійні
Йоно – імплантацій ні
Основні параметри транзисторів
Pcmax – максимальна допустима потужність, яка розсіюється на колекторному переході. Її ще ототожнюють з максимальною потужністю, яка розсіюється на транзисторі. Площа колекторного переходу є набагато більша ніж площа емітерного переходу, тому що в ній розсіюється основна потужність, [Вт]
Icmax – максимально допустимий струм, через колектор транзистора, [A], [мА]
Ucbmax – максимально допустима напруга між колектором і базою [В]
Ibmax - максимальний струм бази, [A], [мА]
Ibmax << Icmax
h21E = β – це коефіцієнт підсилення по струму для схеми зі спільним емітером (10 ÷ 1000)
fmax – [МГц] – максимальна частота підсилення. Частота при якій коефіцієнт підсилення по струму стає рівним одиниці.
Ico – початковий зворотній струм колектора [A], [мА]
Не допускається робота транзистора з колом бази. Якщо коло бази розірване, то весь Ico буде протікати через базово – емітер ний перехід, цей струм підсилиться в β разів і через колектор – емітер буде протікати струм, який рівний β Ico , це буде досить великий струм і він призведе до збільшення температури. Збільшення температури призведе до зростання Ico, далі процес проходить швидко і призводить до руйнування транзистора.
Корпуси транзисторів бувають:
Герметичні, металево – скляні (найдорожчі)
Полімерні, або пластикові корпуси (найбільш поширені)
Безкорпусні