Как работает транзистор

В полупроводниковых приборах используются особые свойства граничной области называемой p-n переходом. Благодаря тепловому движению электроны диффундируют в дырочную область, а дырки в электронную, оставляя нескомпенсированные заряды. Перейдя в соседнюю область электроны и дырки рекомбинируют между собой при этом образуются нескомпенсированные ионы. На границы между областями возникают разноименно заряженные слои и между ними появляется электрическое поле. Оно препятствует дальнейшее диффузии электронов и дырок и между областями кристалла возникает слой неподвижных зарядов называемый запирающем слоем.

Если электрическое поле внешнего источника имеет такое же направление, что и внутреннее поле p-n перехода, то происходит расширение запирающего слоя, небольшой ток при этом создается  неосновными носителями зарядов. Такое включение p-n перехода называется обратным. Если внешнее электрическое поле имеет направление противоположное внутреннему полю p-n перехода, то электроны и дырки под воздействием этого поля преодолевают область p-n перехода. Происходит разрушение запирающего слоя. Такое включения p-n перехода называют прямым. Сила тока при таком включении p-n перехода значительно  больше, чем при включении в обратном направлении. Приборы в которых применяется свойство односторонней проводимости p-n перехода называются полупроводниковыми диодами. Односторонняя проводимость диода широко используется радиоэлектронных приборах и устройствах. Это наиболее распространенные диоды. Так выглядят они схематически, а это их графическое изображение.

В наиболее распространенном полупроводниковом приборе транзисторе имеется два p-n перехода. Тонкий слой полупроводника между ними называется основание или базой, на этой схеме нижний слой эмиттер, а верхний коллектор. Это графическое изображение транзистора.

При любом включении в электрическую цепь выводах от крайних областей кристалла  эмиттера и коллектора, один из p-n переходов оказывается включенным в обратном направлении, поэтому ток коллекторной цепи транзистора фактически отсутствует. Но если через эмиттерный переход создать небольшой ток, то дырки входят из эмиттера в базу и проникают в коллектор. Управляя током эмиттерного перехода, можно управлять током в цепи коллектора. Поэтому изменение силы тока в цепи эмиттерного перехода приведет к синхронному изменению силы тока в цепи коллектора и напряжение на резисторе, включенного в эту же цепь. Изменение напряжения показывает вольтметр.

В отличие от биполярного транзистора иначе устроен и работает полевой транзистор. Он представляет собой тонкую пластину полупроводника с одним p-n переходом в центральной части. Электрод от которого начинают движения основные носители заряда называется истоком, а электрод к которому они движутся — стоком. Электрод управляющий проводимостью канала называется затвором. Если создать напряжение между истоком и стоком полупроводника, то в узком канале возникает электрический ток. Если подключить отрицательный полюс источника к затвору, запирающий слой расширяется, сужается токопроводящий канал. Управление полевым транзистором осуществляется на затворе, т.е. электрическом поле.Отсюда возникло название полевой транзистор. Так выглядят транзисторы серийно выпускаемые.

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *