Призначення, принцип побудови та режими роботи транзисторів.

Транзистори – це напівпровідникові трьохелектродні електроперетворювальні прилади, як правило, з двома взаємодіючими p - n -переходами, в яких вхідний струм керує вихідним струмом шляхом перетворення вихідного опору.

Конструктивно являють собою монокристалічну пластину (кристал), у якій створені три області з типами електропровідності, що чергуються, розділені двома р - п -переходами.

Середня область називається базою (Б), одна крайня – емітером (Е),
а друга – колектором (К).

Емітер і колектор завжди мають той самий тип провідності, протилежний типу провідності бази. Наприклад, якщо емітер і колектор типу р -, то база буде типу п -, і навпаки: якщо емітер і колектор типу п -, то база повинна бути р -типу.

Емітер – найбільш високолегована (найбільш низькоомна) область транзистора; колектор – також легована область, але значно слабкіша; база –найнижчелегована (найбільш високоомна) область.

Між емітером і базою розташовується емітерний перехід (ЕП), а між колектором і базою – колекторний перехід (КП). Через ЕП здійснюється інжекція носіїв заряду НЗ з емітера в базу, а через КП – екстракція їх з бази в колектор, при цьому емітер є постачальником інжектованих НЗ, а колектор – їх збирачем. Площа КП звичайно в 2...3 рази більша площі ЕП. Якщо емітер і колектор ідентичні, то ідентичними будуть і ЕП та КП. Транзистор у цьому випадку симетричний. Найбільше поширення одержали несиметричні транз., у яких ступені легування емітера і колектора різні.

Усі три області транзистора мають металеві виводи, які утворюють невипрямні (омічні) переходи метал – напівпровідник. Транзистори розміщуються в герметичних корпусах, які можуть бути металокерамічними, металоскляними або пластмасовими. В окремих випадках транзистори можуть бути безкорпусними.

За матеріалом виготовлення транзистори поділяються на германієві, кремнієві й арсенід-галієві.

За порядком чергування типів провідності областей транзистори поділяються на р - п - р і п - р - п. Напрямок стрілки показує тип провідності емітера: стрілка всередину – провідність типу “ p ”, а назовні – типу “ n ”. Крім того, стрілка показує напрямок струму в колі.

При вмиканні транзистора розрізняють вхід і вихід, під якими мають на увазі точки прикладення вхідної і вихідної змінних напруг. Вхід і вихід мають по два виводи, а сам транзистор має лише три виводи. Тому один з виводів транзистора завжди є спільним для входу і виходу. Таким виводом може бути будь-який з електродів: емітер, база або колектор, внаслідок цього розрізняють схеми вмикання:

- зі спільною базою (ССБ),

- спільним емітером (ССЕ)

- спільним колектором (ССК).

Режими роботи транзисторів визначаються станом ЕП і КП, які можуть бути відкритими (при прямому зміщенні) і закритими (при зворотному зміщенні). У транзисторній електроніці розрізняють такі режими:

1) режим відсічки (РВ) – обидва переходи закриті;

2) режим насичення (РН) – обидва переходи відкриті;

3) активний режим (АР) – ЕП відкритий, КП закритий;

4) інверсний режим (ІАР) – ЕП закритий, КП відкритий.

5) режим множення (РМ), якому відповідають відкритий ЕП і пробій КП.

Режими РH і РВ широко застосовуються в імпульсних (цифрових) пристроях, АР – у підсилювальних схемах, а РМ – у генераторах пилкоподібних напруг.