Bipolyar tranzistor

Bipolyar tranzistor – uch elektrodli yarimoʻtkazgichli qurilma, tranzistorlar turlaridan biri. Yarimoʻtkazgich strukturasida ikkita p-n birikmasi hosil boʻladi, ular orqali zaryad oʻtkazish ikki qutbli tashuvchilar – elektronlar va teshiklar tomonidan amalga oshiriladi. Shuning uchun qurilma maydon (unipolyar) tranzistoridan farqli oʻlaroq, „bipolyar“ (ingliz tilidan. Bipolyar) deb nomlangan tranzistor .

GOST 2.730 boʻyicha davrlarda bipolyar tranzistorlarni belgilash. Oʻqning yoʻnalishi faol rejimda emitent birikmasi orqali oqim yoʻnalishini koʻrsatadi va n-p-n va p-n-p tranzistorlarini koʻrsatish uchun ishlatiladi. Doira individual holatda tranzistorni, yoʻqligi – mikrosxemaning bir qismi sifatida tranzistorni anglatadi.

U elektr tebranishlarini kuchaytirish yoki yaratish uchun elektron qurilmalarda, shuningdek, kommutatsiya elementida (masalan, TTL davrlarida) foydalaniladi.

Qurilma

frame| Transistorli qurilmaning eng oddiy vizual diagrammasi

Planar bipolyar npn tranzistorining soddalashtirilgan tasavvurlar diagrammasi.

Bipolyar tranzistor oʻzgaruvchan turdagi nopoklik oʻtkazuvchanligiga ega boʻlgan uchta yarimoʻtkazgich qatlamidan iborat: emitent („E“, inglizcha E bilan belgilanadi), tayanch („B“, inglizcha B) va kollektor („K“, inglizcha C) . Qatlamlarning almashinish tartibiga qarab n-p-n (emitter – n-yarimoʻtkazgich, asos – p-yarim oʻtkazgich, kollektor – n-yarim oʻtkazgich) va p-n-p tranzistorlar farqlanadi. Superoʻtkazuvchilar toʻgʻrilanmaydigan kontaktlar qatlamlarning har biriga ulanadi.

Superoʻtkazuvchilar turlari nuqtai nazaridan emitent va kollektor qatlamlari farq qilmaydi, ammo ishlab chiqarish jarayonida ular qurilmaning elektr parametrlarini yaxshilash uchun doping darajasida sezilarli darajada farqlanadi. Kollektor qatlami engil doping bilan qoplangan, bu esa ruxsat etilgan kollektor kuchlanishini oshiradi. Emitent qatlami katta miqdorda qoʻllanadi: emitent ulanishining teskari kuchlanishining kattaligi juda muhim emas, chunki tranzistorlar odatda oldinga yoʻnaltirilgan emitent aloqasi boʻlgan elektron zanjirlarda ishlaydi. Bundan tashqari, emitent qatlamining ogʻir dopingi asosiy qatlamga ozchilik tashuvchisini yaxshiroq inʼektsiya qilishni taʼminlaydi, bu umumiy tayanch davrlarida oqim oʻtkazish koeffitsientini oshiradi. Asosiy qatlam engil doping bilan qoplangan, chunki u emitent va kollektor qatlamlari orasida joylashgan va yuqori elektr qarshiligiga ega boʻlishi kerak.

Ish printsipi

Faol kuchaytiruvchi ish rejimida tranzistor yoqilgan boʻlib, uning emitent birlashmasi oldinga yoʻnaltirilgan (ochiq) va kollektor birikmasi teskari yoʻnaltirilgan (yopiq).

n-p-n tranzistorida emitentdagi koʻpchilik zaryad tashuvchilar (elektronlar) tayanch hududiga ochiq emitent-bazaning ulanishi (inʼektsiya qilinadi) orqali oʻtadi. Ushbu elektronlarning baʼzilari bazadagi (teshiklar) koʻpchilik zaryad tashuvchilar bilan qayta birlashadi. Biroq, asos juda nozik va nisbatan engil doplanganligi sababli, rekombinatsiya vaqti nisbatan uzoq boʻlganligi sababli, emitentdan yuborilgan elektronlarning aksariyati kollektor hududiga tarqaladi. Teskari yoʻnalishli kollektor birikmasining kuchli elektr maydoni bazadan (elektronlardan) ozchilik tashuvchilarni ushlaydi va ularni kollektor qatlamiga oʻtkazadi. Shunday qilib, kollektor oqimi amalda emitent oqimiga teng boʻladi, bazadagi kichik rekombinatsiya yoʻqolishi bundan mustasno, bu asosiy oqimni tashkil qiladi.

Ishlash rejimlari

Kuchlanishi </br> emitentda </br> asos, </br> kollektor </br> ($U_{E},U_{B},U_{C}$)	Tarafsizlik </br> oʻtish </br> tayanch-emitter </br> npn turi uchun	Tarafsizlik </br> oʻtish </br> asosiy kollektor </br> npn turi uchun	Rejim </br> npn turi uchun
$U_{E}<U_{B}<U_{C}$	bevosita	teskari	normal </br> faol rejim
$U_{E}<U_{B}>U_{C}$	bevosita	bevosita	toʻyinganlik rejimi
$U_{E}>U_{B}<U_{C}$	teskari	teskari	kesish rejimi
$U_{E}>U_{B}>U_{C}$	teskari	bevosita	teskari </br> faol rejim
Kuchlanishi </br> emitentda </br> asos, </br> kollektor </br> ($U_{E},U_{B},U_{C}$)	Tarafsizlik </br> oʻtish </br> tayanch-emitter </br> pnp turi uchun	Tarafsizlik </br> oʻtish </br> asosiy kollektor </br> pnp turi uchun	Rejim </br> pnp turi uchun
$U_{E}<U_{B}<U_{C}$	teskari	bevosita	teskari </br> faol rejim
$U_{E}<U_{B}>U_{C}$	teskari	teskari	kesish rejimi
$U_{E}>U_{B}<U_{C}$	bevosita	bevosita	toʻyinganlik rejimi
$U_{E}>U_{B}>U_{C}$	bevosita	teskari	normal </br> faol rejim

Toʻyinganlik rejimi

Ikkala p-n birikmasi ham oldinga yoʻnaltirilgan (ikkalasi ham ochiq). Emitent va kollektor p-n oʻtish joylari oldinga yoʻnalishda tashqi manbalarga ulangan boʻlsa, tranzistor toʻyinganlik rejimida boʻladi. Emitent va kollektor birikmalarining diffuziya elektr maydoni tashqi manbalar Ueb va Ucb tomonidan yaratilgan elektr maydoni tomonidan qisman zaiflashadi. Natijada, asosiy zaryad tashuvchilarning tarqalishini cheklaydigan potentsial toʻsiq kamayadi va emitent va kollektordan poydevorga teshiklarning kirib borishi (inʼektsiya) boshlanadi, yaʼni oqimlarning emitent va kollektori orqali oʻtadi. tranzistor, emitentning toʻyingan oqimlari deb ataladi (I _{E. biz}) va kollektor (I _{K. biz}).

Kollektor-emitterning toʻyinganlik kuchlanishi (U _{KE. us}) – ochiq tranzistorda kuchlanishning pasayishi (R _{SI ning semantik analogi. ochiq} maydon tranzistorlari). Xuddi shunday, bazaviy emitentning toʻyinganlik kuchlanishi (U _{BE. us}) – ochiq tranzistorda tayanch va emitent orasidagi kuchlanishning pasayishi.

Asosiy sozlamalar

• Joriy uzatish koeffitsienti.
• kirish empedansi.
• chiqish oʻtkazuvchanligi.
• Teskari kollektor-emitter oqimi.
• Yoqish vaqti.
• Asosiy oqim uzatish nisbatining cheklash chastotasi.
• Teskari kollektor oqimi.
• Maksimal ruxsat etilgan oqim.
• Umumiy emitentli zanjirda oqim oʻtkazish koeffitsientining kesish chastotasi .

Adabiyot

• Основы теории транзисторов. 
• Генерирование колебаний и формирование радиосигналов.