И В. С. Ямпольсний о основы автоматики и электронно- вычислительной техники нститутов

Биполярный транзистор — это монокристалл полупроводника, со­стоящий из трех областей с чередующимися типами проводимости р—л—р или п—р—л. К крайним областям, называемым коллекто­ром (К) и эмиттером (Э), присоединяется источник постоянного тока (рис. 2.12, а). Для транзистора л—р—«-структуры с коллек­тором соединяется положительный, а с "эмиттером — отрицательный полюс внешней батареи. Однако тока в цепи Э^К не будет, так как основные носители в базе (дырки) не могут двигаться к положительному полюсу коллекторной батареи, а основные носите­ли в коллекторе (электроны) — к отрицательному полюсу батареи. Иначе говоря, коллекторный (верхний) переход заперт для основных носителей тока и все напряжение коллекторной батареи прило­жено'к верхнему переходу. Ток в цепи эмиттер—коллектор поте­чет, если в базе появится достаточное количество неосновных носи­телей (электронов), для которых верхний переход открыт. Осуще­ствить инжекцию (впрыскивание, эмиссию) электронов в область

\ I I

0,2 0* 0,6 u_s._3i В 5

к

а

6

₊ is

базы можно, подав на нее положительное напряжение {относи­тельно эмиттера). При этом открывается нижний переход и начи­нается переход электронов из эмиттера в базу. Здесь для них возможны два исхода. Первый: электрон, приблизился к дырке, и они рекомбинируют. При этом появляется рекомбинационный ток базы, протекающий в цепи эмиттер — база — внешняя батарея. Если толщина базы мала, то реализуется второй исход: большая часть диффундирующих электронов, не успев рекомбинировать с дыр­ками, подойдет к верхнему коллекторному переходу. Здесь они будут захвачены полем коллекторного р—я-перехода (которое для электронов является ускоряющим) и перейдут в верхнюю я-область.
В результате появится коллекторный ток в цепи эмиттер — база — коллектор — коллекторная батарея.
Проходная характеристика маломощного биполярного транзисто­ра, т. е. зависимость тока (/_и) в выходной цепи от напряжения на входных электродах (i/бэ), показана на рисунке 2.12, б. Из характеристики видно, что для компенсации запирающего напря­жения эмиттерного р -- я-перехода достаточно подать на базу на­пряжение в десятые доли вольта. Для транзистора, характеристики которого приведены на рисунке, при напряжении Ue^OJ В происхо­дит полная компенсация контактной разности потенциала перехода эмиттер—база. При этом концентрации электронов в эмиттере и базе (из-за диффузии) становятся равными и ток коллектора дости­гает максимально допустимого значения. Такой режим, при котором сопротивление цепи эмиттер—коллектор минимально, называется режимом насыщения. При напряжении £/_вэ, меньшем 0,5 В, тормо­зящий потенциал эмиттерного перехода не компенсируется внешней батареей и препятствует диффузии электронов в базу, поэтому hzzO. Транзистор находится в режиме отсечки, сопротивление цепи эмиттер—коллектор максимальное (более 10^б Ом), т. е. транзистор заперт. Режимы насыщения и отсечки — основные режимы работы транзисторов в цифровых схемах.
Условные обозначения биполярных транзисторов я—р—я- и - Р—п—р-типа показаны на рисунке 2.12.