Найважливішою умовою ефоктивноє роботи БТ є мала ширина базової області(як правило менша одного мікро метра) саме завдяки цьому більша частина носіїв заряду інжектованих з емітера в базу невстигає рекомбінувати в базі і досягає колектора. Поведемо аналіз процесів які відбуваються в ПН переходах транзистора типу ПНП намалюнку 2.1 показана зонна діаграма транзисторної структури до утворення контакту між областями а наиалюнку 2.2 після контакту. З малюнку 2 видно що емітерний і колекторний ПН переходи утворюють два напрямлені на зустріч ПН переходи,тому струм через таку структуру проходити не може. Якщо до емітерного переходу прикласти напругу Uеб а до другого ПН переходу зворотну Uке то висота потенціального барєру 1го ПН переходу знизиться а 2го зросте малюнок 3.2, при цьому вільні електрони (емітера можуть вільно долати невисокий потенціальний барєр еміітерного переходу проникаючи в П провідник базу), зввідки вони ‘ скочуються’ у наступний ПН (колектор) анбуваючи під дією електричного поля колекторного переходу значної енергії, яка залежить від прикладиної до цього ПН переходу зовнішньої напруги і яку вони віддають у злвнішне коло оскільки Uеб>>Uке то такий транзистор можна використовувати для підсилення потужності. в= = в-коефіцієнт підсилення транзистора.Схеми ввімкненя біпорлярних транзисторів.
Розрізняють 3 можтиві схеми ввімкненя транзисторів: з спільним емінером, колектором, базою.
Дана терміологія вказує яка з областей транзистора є спільною для вхідного і вихідного кіл транзистора. Розглянемо підсилювальні властивості кожної із вказаних схем ввімкненя транзистора.
У схемі з спільною базою малюнок 4.1 вхідний сигнал Uвх прикладається до переходу база-емітер струм що прозодить через цей ПН перехід є вхідним струмом схеми Івх=Іе, оскільки прямозміщений ПН перехід має малий опір то ця схема має низкий вхідний опір (=10 Ом), що і є істотним недоліком оскільки цей опір шунтує опір навантаження попереднього каскаду і знижує підсилення цього каскаду по напрузі і потужності. Тому між каскадами зібраними за схемою з спільною базою приходиться включати спеціальні узгоджуючі пристрої (наприклад понижуючий трансформатор), обмежує застосування цієї схеми в підсилювальних пристроях.
оскільки вихідний опір цієї схеми (опір зворотньо зміщеного ПН переходу К-Б) дуже великий що дозволяє що дозволяє вмикати у вихідне коло транзистора джерело великої напруги (100-200 вольт) ця схема забеспечує високий коефіцієнт підсилення по напрузі
.;
У схемі з спільним емітиром (малюнок 4.2) вхідний сигнал також прикладається до переходуемітер база ,але вх дний струм Івх у цій схемі є малий за величиною струм бази Івх=Іб тому вхідний опір каскаду із спільним емітером значно вищий (Укілька сот разів ) ніж вхідний опір каскаду із спільною базою і складає до 1000 Ом тому у багато каскадних підсилювачах ввімкнених за схемою з спільним емітером можна обійтися без спеціальних погоджувальних пристроїв. Найважливішою перевагою схеми із спільним емітером є великий коефіцієнт підсилення по струму, вихідним струмом у цій схемі е струм колектора Ік, тому воефіцієнт по струму в цій схемі буде рівний:
враховуючи що Іб=Іе-Ік; при д=0,98, Кі50; Кu для цієї схеми дещо нищий ніж для попередьньої схеми, оскільки опір транзистора (ебк) є дещо більший ніж опір зворотно зміщеного ПН переходу база колектор, як у схемі з спільною базою.
У схемі із спільним колектором (малюнок 4.3) вхідний струм є струм бази, а вихідним є струм емітара оскільки порівняно з попередьньою схемою (СЕ) вхідний і вихідний опори практично ті самі то Кі майже такий самий як і в попередній схемі. Вхідний опір схеми з спільним колектором є дуже великий оскільки область колектора є слабо легованою тому ця схема має Кu менше 1, і застовується в основному для узгодження опорів між окремими каскадами багато каскадного підсилювача.
Основним показником транзисторного каскаду є:
1.коєфіцієнт підсилення по струму ; Івх , Івих –зміна вхідного і вихідного струмів.
2.коефіцієнт підсилення по напрузі ;Uвх , Uвих –зміна вхідної і вихідної напруг.
3.коефіцієнт підсилення по струму .
Показники схем ввімкнення:
Ввімкнення БТ | Кі | Ku | Кр | Rвх
СБ | До 1 | До 1000 | До 1000 | Одиниці-десятки
СЕ | 10-100 | До 100 | До 10000 | сотні
СК | 10-100 | До 1 | До 100 | 10-ки тисяч
Статичні характеристики біполярних транзисторів.
статичні характеристики БТ відображають між струмами і наругами на вході і виході схеми. Найбільшого поширення отримали вхідні і вихідні статичні характеристики для двох основних схем ввімкнення- СБ, СЕ. На діаграмі 1 представлена вхідна характеристика СБ, яка представляє собою залежністьструму емітера Іе від наппруги емітер база Uеб при сталому значенні напруги бази Uб. З діаграми видно що ця характеристика аналогічна ВАХ характеристиці ПН переходу для прямого зміщення причому збільшення напруги колектор-база слабо впливає на струм емітера. На діаграмі 2 представлені вихідні характеристики схеми з спілюною базою, звідси видно що при нормальній полярності напруги база-колектор коли колекторний перехід працює у зворотному напрямку вихідні характеристики представляють собою майже прямі лінії з невеликим нахилом оскільки колекторний струм створюється за рахунок дифузії носіїв заряду які проникають з емітера через базу в колектор, то струм колектора залежить практично від струму емітера і майже не залежить від напруги база-колектор прикладеної до колекторного переходу. Струм колектора відмінний від нуля навіть тоді коли струм емітера рівний нулю і створюється завдяки зворотногу струму комекторного переходу Іколектор-база нольове (Іеб0). При зміні полярності напруги база-колектор (Uбк) струм колектора (Ік) різко зменшується і досягає 0 при значення напруги