Транзистор это устройство, преобразовывающее сопротивление, которое пришло на смену лампам в 1950-х годах. В этом приборе есть три вывода, позволяющие усиливать ток или управлять им в электронной схеме.
Биполярный транзистор отличается от “обычно” тем, что в нем используется два перехода, которые образуют специальный запорный слой, позволяющий малому току руководить большим.
Это устройство может использоваться как инструмент, для управления сопротивлением и в качестве ключа. Транзисторы биполярного типа делятся на два вида: рnр и nрn.
Сначала поговорим про p-n переход. Название этого явления образовано от наименований химических элементов (полупроводников), которые используются в нем — германий и кремний.
Дополнительный элемент (пятивалентный мышьяк) является “донором”, материалом отдающим электрон. А бор создает дополнительную «ячейку» для этого электрона. Первый элемент в данном случае является негативным, а второй позитивным.
Во время взаимодействия позитивных и негативных элементов устанавливается состояние равновесия и максимально снижается содержание носителей заряда.
Необходимо учитывать, что при прямом взаимодействии качественного перехода не произойдет. При этом нужно сплавить материалы, или “забить” в кристаллические решетки ионы легирующих элементов.
В процессе соединения этих элементов создается слой, обладающий односторонней проводимостью. Чаще всего используется для работы диода.
Биполярный тип рnp-транзистора (устройство прямой проходимости) был изначально изготовлен из кристаллов германия, являющегося n-элементом и вплавлений в него капель индия, p-элемента.
Он называется диффузным или сплавным именно из-за способа, которым соединяются эти два элемента.
Германий здесь называется базой, а капли индия эмиттером и коллектором. Если в данном устройстве провести ток между каплями индия, то в цепь направится слабый ток.
При использовании небольшого тока между германием и индием (у базы напряжение составит примерно 0,3 В) и ток небольшой величины пойдет из эмиттера в германий.
В таком случае база быстро потеряет излишек отрицательно заряженных частиц, уходящих в индий.
Биполярный тип npn-транзистора включает в себя эмиттер изготовленный из элемента N-типа, а база из P-типа. Используя это сочетание мы получаем устройство с обратной проводимостью.
В такой ситуации чаще всего донором выбирают мышьяк у которого есть “лишние” электроны. С их изобретением поменялась и технология изготовления этих устройств. Сейчас биполярного типа транзисторы собираются с использованием планарной технологии.
Очень часто биполярные транзисторы используются при прямом включении.
Для биполярных транзисторов существует два главных режима работы, в которых используются “большие” и “малые” (производительность на малом участке своих возможностей) сигналы.
“Большие” сигналы используются в ключевом режиме, при котором биполярный транзистор выкладывается “на полную”. Данный режим приводит в работу импульсные и силовые устройства.
В наше время существуют так называемые IGBT-транзисторы, где установлен затвор, который изолируют от канала. Их применяют в сильных силовых ключах и других устройствах.
Так как такие транзисторы позволяют получать очень большой ток и смогут переносить сильное напряжение.
