Запрошуємо до співпраці виконавців курсових та дипломних робіт на взаємовигідних умовах.

Біполярний транзистор

Біполярний транзистор - напівпровідниковий елемент електронних схем, із трьома електродами, один з яких служить для керування струмом між двома іншими. Термін "біполярний" підкреслює той факт, що принцип роботи приладу полягає у взаємодії з електричним полем часток, що мають як позитивний, так і негативний заряд.

Виходи біполярного транзистора називаються емітером, базою й колектором. Струм у транзисторі протікає від емітера, який інжектує носії заряду, до колектора через тонку базу. Величина цього струму визначається напругою між базою й емітором. В залежності від типу носіїв заряду, які використовуються в транзисторі, біполярні транзистори поділяються на транзистори NPN та PNP типу. В транзисторі NPN типу емітер і колектор легуються донорами, а база - акцепторами. В транзисторі PNP типу - навпаки.

Історія винаходу

Біполярний транзистор винайшли в 1947 році Джон Бардін і Волтер Браттейн під кервіництвом Шоклі із Bell Labs за що отримали Нобелівську премію з фізики. Вперше його продемонстрували 16 грудня, а 23 грудня відбулось офіційне представлення винаходу і саме ця дата вважається днем відкриття транзистора. [1]

На рисунку схематично показана будова біполярного транзистора NPN типу. Колектором служить напівпровідник n-типу, легований донорами до невисокої концентрації 1013-1015 см-3. Перед створенням бази напівпровідник покривають фоторезистом і за допомогою літографії звільняють вікно для легування акцепторами. Атоми акцептора дифундують в глибину напівпровідника, створюючи область із доволі високою концентрацією - 1017-1018 см-3. На третьому етапі знову створюється вікно для легування донорами й утворюють емітер із ще вищою концентрацією домішок, необхідною для того, щоб спочатку компенсувати акцептори, а потім створити напівпровідник n-типу

Відношення домішок у емітері й у базі повинно бути якомога більшим для забезпечення гарних характеристик транзистора.

Ще кращих характеристик можна досягти, якщо перехід між базою й емітером зробити гетеропереходом, у якому емітер має набагато більшу ширину забороненої зони, хоча це збільшує собівартість транзистора. В такому випадку на поверхню бази через вікно напилюється інша речовина.

Принцип дії

Дія біполярного транзистора базується на використанні двох p-n переходів між базою та емітором і базою та колектором. В області p-n переходів виникають шари просторового заряду, між якими лежить тонка нейтральна база. Якщо між базою й емітером створити напругу в прямому напрямку, то носії заряду інжектуються в базу й дифундують до колектора. Оскільки вони є неосновними носіями в базі, то легко проникають через p-n перехід між базою й колектором. База виготовляється достатньо тонкою, щоб носії зараду не встигли прорекомбінувати, створивши значний струм бази. Якщо між базою й емітером прикласти запірну напругу, то струм до колектора не протікатиме.

Класифікація

Транзистори класафікуються по вихідному матеріалу, розсіюваній потужності, діапазону робочих частот, принципу дії. В залежносі від вихідного матеріалу їх поділяють на дві групи: германієві та кремнієві. По діапазону робочих частот їх ділять на транзистори низький, середніх і високих частот, по потужності - на класи транзисторів малої, середньої та великої потужності. Транзистори малої потужності ділять на шість груп: підсилювачі низький і високих частот, малошумні підсилювачі, перемикачі насичені, ненасичені та молого струму; транзистори великої потужності - на три групи: підсилювачі, генератори, перемикачі. По технологічних ознаках розрізняють сплавні, сплавно-дифузійні, дифузійно-сплавні, конверсійні, епітаксіальні, планарні, епітаксіально-планарні транзистори.

Позначення типу транзистора

Позначення

1 2 3

Схожі роботи