Я хоч і вчуся на електроніка і з транзисторами ніби як на ти. але, все одно, час від часу виникають різні питання, на які не можу сам собі відповісти.
Розглянемо типову вступну схему з чудової книги Джонса:
Розглянемо випадок, ключ розімкнути. Струм не тече, перехід колектор-база зміщений у зворотному напрямку. В цьому випадку - струм витоку, обумовлений неосновними носіями, які виникають в результаті теплових коливань приблизно дорівнює (струм база-колектор). Умовно приймемо, що коефіцієнт посилення транзистора, тоді струм (струм колектор-емітер).
Як це фізично можна пояснити? Візьмемо, наприклад колектор, ось в результаті теплових коливань там з'явилася зайва дірка - як неосновної носій вона переходить в базу (рекомбенірует). Чому, як відповідна реакція на це - з емітера раптом має повалити 100 електронів до колектора? Невже одна дірка може дати такий ефект?
Адже ми взагалі говоримо про коефіцієнт посилення, і взагалі про транзисторі, як про що підсилює пристрої тільки тоді, коли перехід (в даному випадку база-емітер) зміщений на достатню напругу - для кремнієвого транзистора це 0.6. 0.7 В. Тобто тільки при цьому напрузі створюється достатня електричне поле, що реалізує необхідні умови для того, щоб електрони з емітера могли спокійно добиратися до колектора. А в разі струму витоку як це відбувається? Звідки береться це посилення в сто і більше разів?
Знаю, звичайно, що фізичне пояснення струму в напівпровідниках (та й металах теж) - дуже складний процес, і без квантової фізики тут нікуди. Але може хтось підкаже будь-яке доступне пояснення?
Re: Транзистор - рух електронів, струм витоку.
Адже ми взагалі говоримо про коефіцієнт посилення, і взагалі про транзисторі, як про що підсилює пристрої тільки тоді, коли перехід (в даному випадку база-емітер) зміщений на достатню напругу - для кремнієвого транзистора це 0.6. 0.7 В.
Ну так якщо база, як кажуть, "висяча", то породжені тепловими коливаннями "зайві", неосновні дірки з колектора полетять в базу і будуть заряджати її позитивно. Поки база не зарядиться настільки, що з емітера полетять електрони. Деяка (мала) частина цих електронів буде компенсувати потік неосновних дірок, що летять з колектора (буде відбувається рекомбінація), а більша, "підхоплена" полем колекторної батареї, полетить в колектор.
Візьмемо, наприклад колектор, ось в результаті теплових коливань там з'явилася зайва дірка - як неосновної носій вона переходить в базу (рекомбенірует). Чому, як відповідна реакція на це - з емітера раптом має повалити 100 електронів до колектора?
Коли ця зайва дірка підлітає до емітерной переходу вона своїм полем (у неї ж є своє поле) витягує електрони з емітера. І сотню може витягнути поки не прорекомбінірует, тому що велика ймовірність того, що витягнутий електрон буде "підхоплений" полем колекторної батареї і полетить в колектор, замість того, щоб з цієї діркою прорекомбініровать.
У базі зайвої дірці рекомбинировать ні з чим (ну крім малої кількості неосновних електронів в базі, ніж можна знехтувати), вона може прорекомбініровать тільки в результаті інжекції електронів з емітера в базу. А ймовірність того, що такий електрон саме з діркою і прорекомбінірует, мала. Власне ця ймовірність і є. - коефіцієнт передачі струму емітера, близький до одиниці і звичайним чином пов'язаний з коефіцієнтом передачі струму бази.
А взагалі режим з "висячої" базою - це абсолютно патологічний режим. Але якщо в такому режимі поміряти напругу на базі (але тільки вольтметром з дуже, дуже великим внутрішнім опором!) То близько 0.6В ви і побачите. Ну насправді поменше, щоб зробити струм колектора в один микроампер напруга на базі все ж поменше потрібно.