Bipoláris tranzisztorok - tranzisztorok - transznisztriai rádió amatőr portál

Tranzisztorok - bipoláris tranzisztor

A bipoláris tranzisztor olyan elektroonverziós félvezető eszköz, amely egy vagy több elektromos átmenetet tartalmaz, amelyek elektromos jelek erősítésére, átalakítására és generálására szolgálnak.

A sík bipoláris tranzisztor eszköze az ábrán látható.

Ábra. 1 - A síkbeli tranzisztor eszközének elve.

Az egész tervet egy szilícium lap, vagy germánium vagy más félvezetővel végzik, amelyben három, különböző típusú elektromos vezetőképességű régiót hoznak létre. Az ábrán az n-p-n típusú tranzisztor, amelyben a középső régió furat típusú, és a szélsőséges régió elektronikus villamos vezetőképességgel.

A középső régiót alapnak hívják. az egyik szélsőséges régió az emitter. a másik egy kollektor. Ennek megfelelően a tranzisztorban két p-n-csomópont: emitter - az alap és az emitter és a kollektor között - az alap és a kollektor között. A bázisterületnek nagyon vékonynak kell lennie, sokkal vékonyabb, mint az emitter és a kollektor terület (az ábrán aránytalanul látható). Ettől függ a tranzisztor jó működésének feltétele.

A tranzisztor három üzemmódban működik, attól függően, hogy a feszültsége a csomópontokban van-e. Amikor az aktív üzemmódban működik az emitter csatlakozáson, a feszültség közvetlen, a kollektoron pedig fordított feszültség van. A cut-off üzemmódban fordított feszültséget alkalmaznak mindkét csatlakozásnál. Ha ezeket az átmeneteket közvetlenül alkalmazzák, a tranzisztor telített üzemmódban működik.

Vegyünk egy n-p-n tranzisztort a no-load üzemmódban, amikor csak két tápfeszültség E1 és E2 csatlakozik. Az emitter csatlakozásnál a feszültség közvetlen, a kollektoron egy, a fordított feszültség (2. Ennek megfelelően az emittercsatlakozás ellenállása kicsi, és egy normál áramot kapunk, az E1 feszültség elegendő egy tizediknél. A kollektor csatlakozási ellenállása nagy, és az E2 feszültség általában tízvolt.

Ábra. 2 - Az elektronok és lyukak mozgása az n-p-n típusú tranzisztorban.

Ennek megfelelően, mint korábban, sötét kis körök nyilakkal - elektronok, piros lyukak, nagy körök - pozitívan és negatívan töltődtek az adományozók és akceptorok atomjai.

A áram-feszültség jellemző a emitter csomópontjának egy félvezető dióda karakterisztikájú az egyenáram, és az áram-feszültség karakterisztika hasonló a kollektor rétegdióda IV jellemző fordított aktuális.

A tranzisztor elve a következő. Az ub-e emittercsatlakozás közvetlen feszültsége befolyásolja az emitter és a kollektor áramát, és annál magasabb, annál nagyobb ezek az áramok. A kollektoráram változása csak kissé kisebb, mint az emitteráram változásai. Kiderül, hogy az alap-emitter csomóponton, vagyis a bemeneti feszültségen a feszültség szabályozza a kollektor áramot. Ez a jelenség az elektromos oszcillációk csillapításán alapul, egy tranzisztor segítségével. Tekintsük a fizikai folyamatokat.

Amint az ub-e közvetlen bemeneti feszültsége növekszik, a potenciális gát az emitter-csomópontban csökken, és ennek megfelelően az ezen a kereszteződésen átfolyó áram nő. Ennek az áramnak az elektróit injektálják az emitterből az alapba, és a diffúzió áthaladnak az alapon keresztül a kollektor csomópontba, növelve a kollektor áramot. Mivel a kollektor csomópont fordított feszültség alatt működik, akkor ebben az átmenetben térfogat-töltések vannak (az ábrán, nagy körökben). Közöttük elektromos mező keletkezik, amely elősegíti (kitermelés) az emitterből érkező elektronok kollektor átmenete révén, azaz elektronokat vonnak be a kollektor csomópont területére.

Ha a bázis vastagsága elég kicsi, és a lyukak koncentrációja nem magas, akkor az elektronok többsége az alapon áthaladva nincs ideje újraegyesíteni az alap lyukakkal, és eléri a kollektor csatlakozást. Az elektronok csak egy kis hányada rekombinálódik az alapban, lyukakkal. Ennek eredményeképpen létrejön az alapáram. A jelenlegi bázis használhatatlan és még káros is. Kívánatos, hogy a lehető legkisebb legyen. Ezért van az alapterület nagyon vékony és csökkenti a lyukak koncentrációját. Ezután egy kisebb számú elektron újrahasznosítja a lyukakat, és ismét az alapáram elhanyagolható lesz.

Ha az emittercsatlakozásra nincs feszültség, akkor feltételezhetjük, hogy ebben a csomópontban nincs áram. Ezután a kollektor csatlakozási területe jelentős ellenállást mutat az egyenárammal szemben, mivel a fő töltéshordozókat eltávolítják ebből az átmenetből, és az e hordozók által kimerített régiók mindkét határon létrejönnek. Nagyon kicsi fordított áram folyik a kollektor csomóponton, amelyet a kisebbségi fuvarozók egymás felé történő átadása okoz.

Ha a bemeneti feszültség hatására jelentős emitteráram keletkezik, akkor az elektront be kell fecskendezni az emitter oldalába, amely ezen a területen nem fő hordozók. Elérik a kollektor csomópontot anélkül, hogy rekonstruálni kezdték a lyukakat, amikor áthaladtak az alapon. Minél több kibocsátó áram, annál több elektron érkezik a kollektorhoz, annál kevésbé válik ellenállás, ezért nő a kollektoráram.

Az analóg jelenségek a p-n-p típusú tranzisztorokban fordulnak elő, csak az elektronokat és lyukakat kell kicserélni helyeken, valamint az E1 és E2 források polaritását.

Eltekintve a folyamatok számos jelenség. Amikor a feszültséget a kollektor találkozásánál lavina történik ott töltetsokszorosítás okai elsősorban ionizáció. Ez a jelenség az alagút hatás okozhat elektromos hiba, ami a növekvő áram bemegy a túlmelegedés. Minden is előfordul, mint a diódák, de a tranzisztor kollektor árama a túlzott termikus elszabadult nélkül előfordulhatnak elektromos meghibásodások, azaz. E. hőmegfutást is előfordulhat anélkül, hogy növelné a kollektor feszültsége, amíg bontás.

Amikor a feszültségek megváltoznak a kollektoron és az emitter csatlakozásán, a vastagság változik, aminek következtében az alap vastagsága megváltozik. Ezt a jelenséget az alapvastagság modulációjának nevezik. Különösen fontos, hogy figyelembe vegye a kollektor-alapfeszültséget, ahogy a kollektor vastagsága nő, az alapvastagság csökken. Egy nagyon vékony talppal előfordulhat a szorító hatás (az alap ún. "Lyukasztása") - a gyűjtőcsatlakozás csomópontja az emitter csomóponttal. Ebben az esetben az alapterület eltűnik, és a tranzisztor normálisan működik.

A hordozóknak az emitterből az alapba történő befecskendezésének növekedésével a bázisban kisebb töltéshordozók felhalmozódnak, vagyis ezeknek a hordozóknak a koncentrációja és teljes töltése nő. De a csökkentett befecskendezéssel csökken a koncentráció és a töltés ezen adatátvitelben az adatbázishoz képest, és ezt a folyamatot a kisebbségi töltéshordozóknak az adatbázisban történő újraindításának nevezték.

Végül pedig egy szabály: a tranzisztorok működése közben meg kell tiltani a bázisáramkör megszakítását, ha a kollektor áramellátása nincs bekapcsolva. A bázisáramkör tápfeszültségét, majd a kollektor áramkörét is be kell kapcsolnia, de nem fordítva.