Биполярные транзисторы. 
Электротехника и электроника

Биполярный транзистор представляет собой трехслойную структуру из чередующихся полупроводников р — и п — типа (рис. 6.6).

Слои и присоединенные к ним выводы имеют названия: эмиттер (Э), база (Б) и коллектор (К). В транзисторе создается два р-пперехода (рис. 6.6): база-эмиттер ПБЭ и база-коллектор ПБК. В режиме усиления к эмиттерному переходу ПБЭ. прикладывается прямое напряжение UБЭ, а к коллекторному переходу ПБК — обратное напряжение UKБ.

Рассмотрим принцип действия на примере р-п-ртранзистора (рис. 6.7) Через открытий эмиттерный переход ПБЭ источником UБЭ создается прямой ток Iу образуемый инжекцией (движением) как дырок 15, так и электронов 6. Дырки 15, пройдя открытый переход ПБЭ, попадают в область базы, где их дальнейшее движение осуществляется по двум направлениям. Первое направление образуют дырки типа 5, которые встречаются в базе с электронами 6 и, рекомбинируя с ними, образуют нейтральные атомы 7. Так как в рекомбинации участвуют электроны 6, поступающие на базу от источника UБЭ, то за счет рекомбинации создается ток базы IБ. Второе направление образуют не прорекомбинировавшие дырки 14, которые достигают границы коллекторного перехода ПБK и, подхваченные ускоряющим полем ЕБК этого перехода, проходят в коллектор и образуют эмиттерную составляющую IЭ тока коллектора IK. Причем эта составляющая меньше тока эмиттера (< 1) на величину тока базы 1Б. Так как рекомбинация дырок в базе, осуществимая в результате встречи их с электронами базы маловероятна из-за малой толщины базы и малой концентрации электронов в ней, то подавляющая часть дырок достигает коллектора. Значит эмиттерная составляющая тока коллектора практически равна прямому току эмиттерного перехода. Кроме тока IЭ через коллекторный переход течет обратный ток Iк. обp, вызванный в нем источником UКБ, который включен к переходу в обратном направлении. Так как обратный ток на 3−5 порядка меньше прямого тока, то в режиме инжекции ток коллектора IK практически равен IЭ. А при отсутствии инжекции, когда IБ = 0, ток коллектора IK уменьшается в 103 105 раз и становится равным току Iк. обpПричем, так как указанное изменение тока коллектора IK происходит при одном и том же напряжении на коллекторе UKБ, то это эквивалентно изменению сопротивления коллекторного перехода в103 105 раз.

Из приведенного описания видно, что назначение базы состоит в том что база вызывает из эмиттера на себя поток. зарядов, которые с приобретенной при этом скоростью проходят через базу, как через сито и достигают коллектора. Причем, так как ток базы IБ мал. то, очевидно, и мощность источника UБЭ, используемая для управления токами IБ, IЭ и IK, также мала. Таким образом, биполярный транзистор управляется током, подводимым к базе. Основными параметрами транзистора являются коэффициента передачи тока эмиттера и базы :

Коэффициент называют коэффициентом усиления транзистора по току. Характерные значения напряжений UБЭ и UK для биполярных транзисторов составляют UБЭ? 0,3 0,7 В и UK = 3 500 В.