Транзистори використовуються для посилення, генерування і перетворення електричних сигналів, а також в цифровій техніці.
Термін «транзистор» походить від двох англійських слів: transfer - перетворювач і resistor - опір.
біполярні транзистори
Визначення "біполярний" вказує на те, що робота транзистора пов'язана з процесами, в яких беруть участь носії заряду двох типів - електрони і дірки.
Біполярний транзистор являє собою пластину напівпровідника з трьома чергуються областями різної електропровідності (рис. 1), які утворюють два р - n переходу. У кожній області свій контактний висновок. Якщо в крайніх областях переважає діркова електропровідність, а в середній електронна (рис. 1, а), то такий прилад називають транзистором структури p - n - р. У транзистора структури n - p - n, навпаки, по краях розташовані області з електронною електропровідністю, а між ними - область з доречний електропровідністю (рис. 1, б).
Мал. 1 Схематичне пристрій і графічне позначення на схемах транзисторів структури p-n-p і n-p-n.
Загальну (середню) область транзистора називають базою, одну крайню область - емітером, другу крайню область - колектором. Це три електрода транзистора.
Існують Сплавний і дифузійно - Сплавний способи виготовлення транзисторів.
Схематичне пристрій і конструкція сплавного транзистора показана на (рис. 2). Прилад зібраний на металевому диску діаметром менше 10 мм. Зверху до цього диску приварений крісталлодержателя, що є внутрішнім висновком бази, а знизу - її зовнішній дротяний висновок. Внутрішні висновки колектора і емітера приварені до тяганини, які упаяні в скляні ізолятори і служать зовнішніми висновками цих електродів. Суцільнометалевий ковпак захищає прилад від механічних пошкоджень і впливу світла.
Мал. 2 Пристрій і конструкція сплавного транзистора
структури p - n - p.
Колектором диффузионно - сплавного транзистора служить пластина вихідного напівпровідника. На поверхню пластини наплавляют дуже близько один від одного два маленьких кульки домішкових елементів. Під час нагрівання до строго певної температури відбувається дифузія домішкових елементів в пластинку напівпровідника. При цьому один кулька (на рис. 3 - правий) утворює в колекторі тонку базову область, а другий (на рис. 3 - лівий) еміттерную область. В результаті в пластині вихідного напівпровідника виходять два р - n переходу, що утворюють транзистор структури р - n - р.
диффузионно - сплавного транзистора структури p - n - p.
Режими роботи біполярного транзистора.
Кожен з переходів транзистора можна включити або в прямому, або в зворотному напрямку. Залежно від цього розрізняють чотири режими роботи транзистора:
Режим відсічення - обидва p-n переходу закриті, при цьому через транзистор зазвичай йде порівняно невеликий струм
Режим насичення - обидва p-n переходу відкриті
Активний режим - емітерний p-n перехід (ЕП) відкритий, а колекторний p-n перехід (КП) закритий
Інверсний - емітерний p-n перехід (ЕП) закритий, а колекторний p-n перехід (КП) відкритий
У режимі відсічення і режимі насичення управління транзистором неможливо. Ефективне управління транзистором здійснюється тільки в активному режимі:
При підключенні емітера до негативного затискача джерела живлення виникає емітерний струм Iе. Так як зовнішня напруга докладено до емітерний переходу в прямому напрямку, електрони долають перехід і потрапляють в область бази. База виконана з p-напівпровідника, тому електрони є для неї неосновними носіями заряду.
Ставлення струмів колектора і емітера характеризує коефіцієнт передачі струму
.
Підсилювальні властивості транзистора випливають з його технологічного виконання і принципу дії.
Підсилювальні властивості транзистора оцінюють зазвичай по величині так званого статичного коефіцієнта передачі струму. який обозначаетсяh21е (або β). Цей коефіцієнт показує, у скільки разів зміна струму колектора більше викликав його зміни струму бази. У більшості справних транзисторів велічінаh21есоставляет від 10-12 до 200-300.
Керуючий властивість транзистора полягає в тому, що великим струмом колектора можна управляти досить маленьким струмом бази. Причому в активному режимі мале зміна струму бази прямо пропорційно великої зміни струму колектора: