ез емітерний перехід. Інжектіруемие дірки, потрапляючи в базовий шар, підвищують концентрацію дірок в базі поблизу емітера в порівнянні з рівноважною концентрацією. Виникає градієнт концентрації дірок в базі і розвивається дифузійне рух дірок в базі в сторону колектора, тобто в напрямку меншої концентрації. Концентрація дірок в базі на кордоні з колекторним переходом встановлюється близькою до нуля, оскільки дійшли до колекторного переходу під дією дифузії дірки (які є для бази неосновними носіями) прискорюються полем колекторного переходу, зміщеного в зворотному напрямку, і переносяться в колектор. Таким чином, струм колектора створюється за рахунок збільшення дрейфовой складової струму колекторного переходу, обумовленого інжекцією дірок з емітера в базу.
Ширина базового шару дуже мала, значно менше дифузійної довжини. Тому час життя неосновних носіїв заряду в базі у багато разів більше часу, необхідного для дифузії до колекторного переходу.
У сталому режимі об'ємний заряд дірок в базі скомпенсований об'ємним зарядом електронів, тобто база є електрично нейтральною. Електрони, компенсуючі об'ємний заряд дірок, надходять по ланцюгу бази від джерела Uеб.
Наявність дірок і електронів в базі призводить до того, що в процесі дифузії деяка частина дірок рекомбінує з електронами. В результаті кількість дірок, що дійшли до колектора, буде менше кількості дірок, що надійшли з емітера, і відповідно діркова складова колекторного струму Iкр буде менше дірочкою складової емітерного струму Iер.
Рекомбінація дірок з електронами створює недолік електронів, потрібних для компенсації дірок, постійно входять до бази з емітера. Необхідні електрони надходять по ланцюгу бази від джерела, створюючи базовий струм рекомбінації Iбр. Отже, різниця між дірковими складовими емітерного і колекторного струмів являє собою струм бази, обумовлений рекомбінацією:
Iер - Іяр=Iбр
Колекторний р-n перехід призначений для перекладу своїм полем дірок, які досягли його, в колекторних область. У ньому відбувається екстракція дірок з бази в колектор.
Діркова складова колекторного струму транзистора пов'язана з струмом емітера співвідношенням
Iкр=a Iе
де a - коефіцієнт передачі струму емітера,
Способи наближення до одиниці коефіцієнта a засновані на збільшенні різниці концентрацій основних носіїв заряду в шарах емітера і бази, збільшенні часу життя дірок в базі, зменшенні ширини базового шару у створенні прискорюючого поля в шарі бази (a=0,950 .... 0,998).
Наявність колекторного переходу, включеного в зворотному напрямку, призводить до появи додаткової некерованою складової струму колектора, обумовленої протіканням зворотного струму колекторного перехіда Iко. Як відомо зворотний струм. Iко, переходу малий, він створюється дрейфом неосновних носіїв заряду, в даному випадку він визначається вихідними рівноважними концентраціями дірок в базі і електронів в колекторі. Оскільки концентрації неосновних носіїв заряду залежать від температури, величина зворотного струму також залежить від неї, тому цей струм часто називають тепловим, як і для діода. Від величини струму емітера Iко не залежить.
Таким чином, струм колектора Ік складається з доречний складової Iкр і теплового струму Iко.
Ік=Iкр + Iко
струм бази Іб дорівнює алгебраїчній сумі електронної складової струму емітера Iеп, рекомбинационной складової Iбр теплового струму Iко:
Iб=Iеп + Iбр - Iко
Управляюче властивість транзистора, що характеризує зміна вихідного (колекторного) струму Iн під дією вхідного (емітерного) струму Iе (або напруги Uбе), обумовлюється зміною доречний складової колекторного струму Iкр за рахунок зміни доречний складової емітерного струму Iер. Отже, біполярний транзистор управляється струмом
Ік=a Iе + Iко (1)
Основне співвідношення для струмів на виводах транзистора відповідає першим законом Кірхгофа:
Iе=Ік + Iб
З урахуванням теплового струму Iко і коефіцієнта передачі струму емітера, a струм Iб можна виразити таким чином:
Iб=Iе - Ік=(1-a) Iе - Iко
звідки видно, що струм бази є незначним в порівнянні з струмом емітера.
Статичні вольт-амперні характеристики транзистора
При використанні транзистора в різних схемах практичний інтерес представляють залежності напруги і струму вхідного ланцюга (вхідні ВАХ) і вихідний ланцюга (вихідні ВAX). Статичні характеристики знімають при відносно повільних змінах струму і напруги (по постійному струму). Вид характеристик залежить від способу включення транзистора.
Вихідні характеристики транзистора в схемі з ПРО відображають залежності струму колектора I к від напруги U кб при фіксованому струмі емітера I е (рис. 2, а):
