А в т о р ы – с о с т а в и т е л и :

Приложение
ЭЛЕМЕНТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СХЕМОТЕХНИКИ.
Биполярный транзистор. Это полупроводниковый усилительный прибор с двумя близко расположенными p–n переходами, включенными встречно (рис. 1):
К
К
Б
К
К
Э
Э
Б
Э
Э
n–p–n
p–n–p
Р и с . 1. Схемотехника биполярного транзистора
Транзистор имеет три вывода, называемые базой, эмиттером,
коллектором соответственно. В зависимости от типа чередующихся
полупроводников различают транзисторы n–p–n и p–n–p типов.
Структура биполярного транзистора n–p–n типа приведена на
рис. 2.
n
p
К
Б
n
Э
Р и с . 2. Структура биполярного n–p–n транзистора
В электрическую цепь транзистор включается, как показано на
рис. 3.
При подаче только напряжения Екэ ток в этой цепи протекать не
будет. Если на нижний p–n переход подать напряжение Ебэ в прямой
полярности, то электроны из нижней n-области (для n–p–n транзистора) будут диффундировать в p-область, создав значительный ток Iэ.
Так как ширина средней p-области очень мала, то электроны не
126
+
Iк
Eкэ
+
Eбэ Iб
–
Iэ
–
Iк
–
–
Eбэ Iб
+
n–p–n
Eкэ
+
Iэ
p–n–p
Р и с . 3. Включение транзистора в электрическую цепь
успев рекомбинировать с дырками p-области (их концентрация мала)
приблизятся к верхнему p–n переходу и, будучи захвачеными его
ускоряющим полем, перейдут в верхнюю n-область.
Некоторая
часть
электронов,
рекомбинировавшихся
в
p-области, создадут незначительный ток Iб.
Таким образом, нижняя область (эмиттер) эмитирует электроны в
среднюю область (базу), откуда они собираются полем верхней области (коллектором).
Следовательно, изменение тока в цепи коллектора достигается
изменением концентрации носителей заряда в области базы, что обеспечивается изменением величины тока, протекающего в цепи э–б.
Биполярный транзистор управляется входным током, а
Iк = Iэ – Iб = Iэ ( = 0,95 … 0,99),
откуда UбэIэ << UкэIк . Последнее выражение показывает усилитель  – коэффициент усиные свойства транзистора. Отношение I к
Iб
ления транзистора по току.
Можно выделить три режима работы транзистора: отсечки, насыщения – нелинейные режимы и активный режим – линейный (рис. 4).
Iк
насыщение
отсеч.
акт.
Uбэ
Р и с . 4. Режимы работы транзистора
127
Полевой транзистор. Это полупроводниковый прибор в канале
проводимости которого присутствует полупроводник только одного типа (униполярный транзистор). Транзисторы этого типа управляются
напряжение или электрическим полем. Отсюда и их название – полевые.
Полевые транзисторы с управляющим n–p переходом
Структура полевого транзистора представлена на рис. 5.
З
p
И
С
С
З
И
n-канал
n
б)
а)
Р и с . 5. Структура полевого транзистора с управляющим n–p переходом – а;
его обозначение на электронной схеме - б
Выводы полевого транзистора называют соответственно: исток
(аналогичен эмиттеру), сток (аналогичен коллектору) и затвор (аналогичен базе).
Если на затвор относительно истока подается напряжение UЗИ в
запирающей полярности, то в p–n переходе возникает обедненный носителями заряда слой. Изменяя напряжение на затворе от нуля до некоторой достаточно большой величины можно расширять область p–n
перехода и регулировать ток через канал сток–исток, величина которого определяется напряжением UСИ и сопротивлением канала.
Полевые транзисторы с изолированным затвором. В этой
группе транзисторов затвор представляет собой тонкую пленку металла, изолированную от полупроводника. В зависимости от вида
изоляции различают МДП и МОП транзисторы.
У МОП транзисторов в качестве диэлектрика служит слой окиси
кремния SiO2.
Канал может быть n и p типов, встроенным (созданным при изготовлении) и индуцированным (т. е. наводящимся под влиянием
напряжения UЗИ).
128
Обозначения полевых транзисторов этого типа на электрических
схемах приведено на рис. 6.
С
П
И
З
З
n-канал,
встроенный
С
П
И
p-канал,
индуцированный
Рис. 6. Обозначение полевых транзисторов с изолированным
затвором на электрических схемах
Особенностью полевых транзисторов является отсутствие тока в
цепи затвора.
129