Вопрос 1. Устройство и физические процессы в биполярном транзисторе

Средний слой кристалла называют базой. Ее толщина мала, составляет несколько микрометров и концентрация примесей здесь значительно меньше, чем в соседних слоях. Крайние слои называют эмиттером (Э) и коллектором (К).

Для нормальной работы транзистора между его выводами должны быть включены источники питания. Если источники включены так, что оба перехода П1, П2 находятся под обратным напряжением, то токи транзистора практически равны нулю - этот режим называют отсечкой. Если переходы транзистора имеют прямое смещение, то их сопротивление мало, и транзистор можно рассматривать как узел цепи. Такой режим работы называют насыщением. В усилительном каскаде транзистор работает в активном режиме, при этом эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный - в обратном (рис.2.1). Прямосмещенный эмиттерный переход имеет небольшое сопротивление - несколько Ом. Коллекторный переход, при отсутствии инжекции из эмиттера, имеет очень большое сопротивление - несколько МОм, поэтому в цепь коллектора можно включать нагрузку с большим сопротивлением, практически не изменяя тока коллектора.

Под действием источника Е _э основные носители заряда из эмиттера преодолевают n - p -переход и попадают в область базы, где частично рекомбинируют с основными носителями заряда базы, образуя ток базы I _б. Так как концентрация дырок (для n - p - n -типа) и электронов (для p - n - p -типа) в базе мала, то не все инжектированные из эмиттера заряды рекомбинируют. Большинство зарядов, вследствие диффузии и поля источника Е _к, преодолевает коллекторный переход и образуют ток коллектора.

Коэффициент передачи тока эмиттера

a =D I _к / D I _э при U _кб= const.

В современных транзисторах база очень тонкая и a =0,99 и больше.

Когда I _э=0, то будет небольшой ток через коллекторный переход I _ко, обусловленный движением неосновных носителей заряда.