עקרון העבודה של הטרנזיסטור

ישנם סוגים שונים של טרנזיסטור זמיןבשוק, אבל לשם הבנה, נשקול מצב emitter משותף של טרנזיסטור NPN. בשביל זה בואו נזכור את התכונות המבניות הבסיסיים של טרנזיסטור צומת nipn דו קוטבית. אזור emitter שלה הוא מסוממים בכבדות רחב ומכאן מספר אלקטרונים חופשיים (ספקים הרוב) הוא גדול כאן. אזור אספן הוא גם רחב יותר, אבל זה מסוממים למדי ומכאן מספר אלקטרונים חופשיים הוא לא כמו אזור פולט. אזור הבסיס הוא diffused בין emitter רחב יותר באזור אספן אבל אזור הבסיס הוא די רזה לעומת פולט החיצוני אזור אספן וגם זה מסוממים מאוד ולכן מספר חורים (ספקים הרוב) הוא די קטן כאן.

עכשיו, אנחנו לחבר סוללה אחת בין emitterואת אספן. מסוף הפולט של הטרנזיסטור מחובר למסוף השלילי של הסוללה. מכאן צומת emitter-base הופך מוטה קדימה, ואת צומת אספן הבסיס הופך מוטה הפוך. במצב זה, זרם לא יזרוםהמכשיר. לפני המעבר למכשיר של המכשיר, נזכור את הפרטים הקונסטרוקטיביים והסמים של טרנזיסטור NPN. כאן אזור פולט הוא רחב יותר מסוממים מאוד. לפיכך הריכוז של נשאי הרוב (אלקטרונים חופשיים) באזור זה של הטרנזיסטור הוא גבוה מאוד. אזור הבסיס, לעומת זאת, הוא דק מאוד הוא בטווח של כמה מיקרומטרים ואילו אזור פולט ואספן נמצאים בטווח של מילימטר. סימום של שכבת P-type באמצע נמוך מאוד, וכתוצאה מכך, יש מספר זעיר מאוד של חורים הנוכחי באזור זה. אזור אספן הוא רחב יותר כפי שכבר אמרנו וסמים כאן הוא מתון ולכן מספר מתון של אלקטרונים חופשיים הנוכחים באזור זה.

המתח כולו מוחל בין פולט לביןאספן הוא ירד בשני מקומות. אחד הוא לעבר פוטנציאל המכשול קדימה על פני צומת emitter-base וזה בערך 0.7 וולט במקרה של טרנזיסטורים שנעשו סיליקון. החלק הנותר של המתח המופעל יורד כמחסום הפוך לאורך צומת אספן הבסיס. מה יכול להיות המתח על פני המכשיר את הפוטנציאל המכשול הקדמי לאורך צומת בסיס emitter תמיד נשאר 0.7 וולט ושאר מתח המקור הוא ירד על פני צומת אספן הבסיס כמו פוטנציאל המכשול לאחור. זה אומר שאף אחד מתח אספן יכול להתגבר על פוטנציאל המכשול קדימה. לכן באופן אידיאלי אף אחד האלקטרונים החופשיים באזור emitter יכול לחצות את פוטנציאל המכשול קדימה יכול לבוא לאזור הבסיס. כתוצאה הטרנזיסטור ינהג כמו מתג כבוי.

הערה: במצב זה הטרנזיסטור לאלבצע כל זרם אידיאלי, לא תהיה ירידה מתח בהתנגדות החיצונית ומכאן מתח המקור כולו (V) יירד על פני הצמתים כפי שמוצג באיור לעיל.

עכשיו תן לנו לראות מה קורה אם נשתמש aמתח חיובי במסוף הבסיס של המכשיר. במצב זה, צומת ה- emitter הבסיסית מקבלת מתח בודד ובוודאי, היא יכולה להתגבר על המכשול הפוטנציאלי העתידי ולפיכך נושאי הרוב, כלומר, אלקטרונים חופשיים באזור הפולט יעברו את הצומת ויגיעו לאזור הבסיס שבו הם מקבלים מספר קטן מאוד של חורים כדי recombine. אבל בשל השדה החשמלי על פני הצומת, האלקטרונים החופשיים נודדים מאזור פולט מקבלים אנרגיה קינטית. אזור הבסיס הוא כל כך רזה כי electrons חינם מגיע emitter לא מקבלים מספיק זמן כדי recombine ולכן לחצות את אזור דלדול מוטה הפוכה ובסופו של דבר מגיעים לאזור אספן. מאחר שיש מחסום הפוך על פני צומת אספן הבסיס, הוא לא יפריע לזרימת האלקטרונים החופשיים מהבסיס לאספן, שכן האלקטרונים החופשיים באזור הבסיס הם נושאי המיעוט.

בדרך זו, אלקטרונים לזרום מן emitter כדיאספן ולכן אספן כדי פולט זרם זורם מתחיל. כמו ישנם כמה חורים הקיימים באזור הבסיס חלק האלקטרונים הקרובים לאזור emitter יהיה recombine עם חורים אלה ולתרום בסיס הנוכחי. בסיס זה הנוכחי הוא די קטן מאשר אספן כדי פולט הנוכחי. כמו כמה אלקטרונים כולו נודדים מאזור פולט לתרום בסיס הנוכחי, השאר חלק גדול מהם לתרום הנוכחית דרך אזור האספן. הנוכחי דרך emitter נקרא emitter הנוכחי, הנוכחי דרך אספן נקרא אספן הנוכחי זרם זעיר זורם דרך הטרמינל הבסיס נקרא בסיס הנוכחי. מכאן כאן emitter הנוכחי הוא סכום הנוכחי זרם זרם אספן.

עכשיו תן לנו להגדיל את מתח הבסיס להחיל. במצב זה בשל מתח קדימה קדימה על פני צומת emitter בסיס באופן יחסי יותר אלקטרונים חופשיים יבואו מאזור emitter לאזור הבסיס עם אנרגיה קינטית יותר. זה גורם לעלייה יחסית של אספן הנוכחי. בדרך זו, על ידי שליטה על אות בסיס קטן, אנחנו יכולים לשלוט די גדול אספן האות. זהו עקרון העבודה הבסיסי של טרנזיסטור.