Устройство биполярного транзистора

Биполярный транзистор – это полупроводниковый триод с двумя взаимодействующими p-n переходами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции носителей заряда. Они способны усиливать электрическую мощность и предназначены для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний. Биполярными они называются, так как играют роль оба типа носителей: электроны и дырки.

Транзистор имеет три слоя, соответственно три электрода и два p-n перехода (см. рисунок 2.1). Площадь между n₁-p намного меньше, чем между p-n₂. Структура транзистора несимметрична. Слой, сильно легированный с меньшей площадью, служащий для инжекции носителей в базу, называется эмиттером (Э). Слой с большей площадью, служащий для экстракции носителей из базы и собирающий эти носители, называется коллектором (К). Средний слой, управляющий движением носителей от эмиттера к коллектору, называется базой (Б).

Через базу осуществляется также связь двух p-n переходов, которые называются соответственно эмиттерным (ЭП) и коллекторным (КП) переходами. Взаимодействие переходов обеспечивается очень малой толщиной базы между переходами (несколько десятков микрометров). Транзисторы с однородной базой называются бездрейфовыми, с неоднородной – дрейфовыми. В зависимости от последовательности расположения типов слоев полупроводника различают транзисторы n-p-n- (см. рисунок 2.2,а) и p-n-p (см. рисунок 2.2,б)- типов.

В микросхемах главным образом используются n-p-n- типа, а p-n-p-типа –в сочетании с n-p-n и пара называется комплементарной.

В зависимости от напряжения смещения переходов различают три режима включения: активный, отсечки и насыщения.

Если в прямом направлении включен ЭП, а КП – в обратном, то такой режим называется нормальным активным или усилительным. В инверсном активном режиме ЭП смещен в обратном направлении, а КП – в прямом.

В режиме отсечки оба перехода смещены в обратном направлении, и транзистор заперт. В режиме насыщения оба перехода смещены в прямом направлении, т.е. открыты.