різкої асиметрії емітерного переходу (N d е gt; gt; N АБ) він характеризується односторонньою інжекцією: потік електронів, інжектіруемих з емітера в базу, значно перевершує зустрічний потік дірок, інжектіруемих з бази в емітер.
.1.2 Режими роботи транзистора
В залежності від того, в яких станах знаходяться переходи транзистора, розрізняють режими його роботи. Оскільки в транзисторі є два переходу (емітерний і колекторний), і кожен з них може знаходитися в двох станах (відкритому і закритому), розрізняють чотири режими роботи транзистора. Основним режимом є активний режим, при якому емітерний перехід знаходиться у відкритому стані, а колекторний - у закритому. Транзистори, що працюють в активному режимі, використовуються в підсилювальних схемах. Крім активного, виділяють інверсний режим, при якому емітерний перехід закритий, а колекторний - відкритий, режим насичення, при якому обидва переходу відкриті, і режим відсічення, при якому обидва переходу закриті.
Рис. 2. Умовні позначення npn- і pnp-транзисторів
Поряд з транзисторами npn- структури, існують транзистори із симетричною їй pnp-структурою, в яких використовується потік дірок. Умовні позначення npn- і pnp-транзисторів, використовувані в електричних схемах, наведені на рис.2. Стрілка на виведенні емітера показує напрямок емітерного струму в активному режимі. Гурток, що позначає корпус дискретного транзистора, в зображенні безкорпусних транзисторів, що входять до складу інтегральних мікросхем, не використовується. Принцип роботи npn- і pnp-транзисторів однаковий, а полярності напруг між їх електродами і напрямки струмів в ланцюгах електродів протилежні. У сучасній електроніці найбільшого поширення набули транзистори npn-структури, які, завдяки більш високим значенням рухливості і коефіцієнта дифузії електронів в порівнянні з дірками (mn gt; mp; D n gt; D p ), володіють великим посиленням і меншою інерційністю, ніж транзистори pnp- структури. Тому нижче розглядаються саме npn- транзистори.
1.1.3 Принцип роботи біполярного транзистора
Розглянемо в першому наближенні фізичні процеси, що протікають в транзисторі в активному режимі, і постараємося оцінити, яким чином ці процеси дозволяють посилювати електричні сигнали.
Рис. 3. Принцип роботи біполярного транзистора
Для простоти аналізу будемо використовувати плоску одновимірну модель транзистора, представлену на рис.3. Ця модель передбачає, що pn- переходи транзистора є плоскими, і всі фізичні величини в структурі, зокрема, концентрації носіїв заряду, залежать тільки від однієї поздовжньої координати x, що відповідає нескінченним поперечним розмірами структури. З урахуванням того, що в реальній структурі транзистора ширина бази значно менше поперечних розмірів переходів, плоска одномірна модель досить добре відображає процеси, що протікають в транзисторі. Розглянемо спочатку статичну ситуацію, при якій на переходи транзистора від зовнішніх джерел живлення подаються постійні напруги u ЕБ і u КБ - див. рис. 4. Зауважимо, що наведений малюнку транзистор включений за схемою із загальною базою. Напруги u ЕБ lt; 0 і u КБ gt; 0 забезпечують відкритий стан емітерного переходу і закрите стан колекторного переходу, що відповідає активному режиму роботи транзистора. Через відкритий емітерний перехід протікають основні носії заряду. Через різку асиметрії емітерного переходу инжекцию через нього можна вважати односторонньої, тобто достатньо розглядати тільки потік електронів, інжектіруемих з емітера в базу (рис. 4). Цей потік дуже сильно залежить від напруги на емітерний перехід u ЕБ , експоненціально зростаючи із збільшенням ч u ЕБ ч. інжектувати в базу електрони виявляються в ній надлишковими (нерівновагими) неосновними носіями заряду. Внаслідок дифузії вони рухаються через базу до колекторного переходу, частково рекомбініруя з основними носіями - дірками.
Рис. 4. Схема найпростішого підсилювального каскаду на транзисторі, включеному за схемою ПРО
достигнувшие колекторного переходу електрони екстрагуються полем закритого колекторного переходу в колектор. У зв'язку з тим, що в колекторному переході відсутня потенційний бар'єр для електронів, що рухаються з бази в колектор, цей потік у першому наближенні не залежить від напруги на колекторному переході <...
