雙極晶體管

術語“雙極晶體管”與這樣一個事實有關，即在這些晶體管中使用兩種類型的載流子：電子和空穴。對於晶體管的製造，使用與晶體管相同的半導體材料二極管.

雙極型晶體管採用三層半導體結構，由半導體製成不同的電導率兩個 p — n 結是通過交替類型的導電性（p — n — p 或 n — p — n）創建的。

雙極晶體管在結構上可以是未封裝的（圖 1，a）（例如用作集成電路的一部分）並且在典型情況下是封閉的（圖 1，b）。雙極晶體管的三個引腳稱為基極、集電極和發射極。

雙極晶體管

米。 1. 雙極晶體管：a) 無封裝的 p-n-p 結構，b) 有封裝的 n-p-n 結構

根據一般結論，您可以獲得雙極晶體管的三種連接方案：共基極 (OB)、共集電極 (OK) 和共發射極 (OE)。讓我們考慮一下晶體管在共基極電路中的工作情況（圖 2）。

米。 2.雙極晶體管原理圖

發射極將基極載流子注入（傳遞）到基極，在我們的 n 型半導體器件示例中，這些將是電子。選擇源使得 E2 >> E1。電阻Re限制開路p—n結的電流。

E1=0時，通過集電極節點的電流很小（由於少數載流子），稱為初始集電極電流Ik0。如果E1>0，則電子越過發射極的p—n結（E1正嚮導通）進入核心區。

底座採用高電阻（雜質濃度低）製成，因此底座中的孔洞濃度低。因此，少數進入基極的電子與其空穴複合，形成基極電流Ib。同時，在 E2 側的集電極 p-n 結中作用比在發射結中強得多的場將電子吸引到集電極。因此，大部分電子到達收集器。

發射極和集電極電流是相關的發射極電流傳輸係數

在 Ukb = 常量。

對於現代晶體管，總是 ∆Ik < ∆Ie，並且 a = 0.9 — 0.999。

在所考慮的方案中 Ik = Ik0 + aIe »Ie。因此，該電路共基極雙極晶體管具有低電流比。因此，它很少被使用，主要是在高頻設備中，就電壓增益而言，它比其他設備更可取。

雙極型晶體管的基本開關電路是共發射極電路（圖 3）。

米。 3. 根據共發射極方案導通雙極晶體管

為她上基爾霍夫第一定律我們可以寫成 Ib = Ie — Ik = (1 — a) Ie — Ik0。

鑑於 1 — a = 0.001 — 0.1，我們有 Ib << Ie » Ik。

求集電極電流與基極電流之比：

這種關係稱為基極電流傳遞係數...在 a = 0.99 時，我們得到 b = 100。如果基極電路中包含一個信號源，那麼相同的信號，但被電流放大 b 倍，將流入集電極電路，形成電阻Rk兩端的電壓遠大於信號源電壓...

評估雙極晶體管在各種脈沖和直流電流、功率和電壓下的工作情況，併計算偏置電路、穩定模式、輸入和輸出伏安特性 (VAC) 系列。

一系列輸入 I - V 特性建立了輸入電流（基極或發射極）在 Uk = const 時對輸入電壓 Ube 的依賴性，圖 1。 4、a.三極管的輸入I—V特性類似於直連二極管的I—V特性。

輸出系列 I - V 特性建立了集電極電流對特定基極或發射極電流（取決於具有共發射極或共基極的電路）下的電壓的依賴性，圖 1。 4、乙。

米。 4、雙極型晶體管的電流-電壓特性：a——輸入，b——輸出

除了電氣 n-p 結，基於肖特基金屬-半導體-勢壘接觸的結在高速電路中得到廣泛應用。在這種轉換中，沒有時間分配給基極中電荷的積累和吸收，晶體管的操作僅取決於勢壘電容的再充電速率。

米。 5.雙極型晶體管

雙極晶體管的參數

主要參數用於評估晶體管的最大允許工作模式：

1) 最大允許的集電極-發射極電壓（對於不同的晶體管 Uke max = 10 — 2000 V），

2）最大允許集電極功耗Pk max — 據他介紹，晶體管分為低功率（最高0.3 W）、中功率（0.3 — 1.5 W）和高功率（1、5 W以上），中大功率晶體管通常配備特殊的散熱片——散熱片，

3) 最大允許集電極電流 Ik max — 高達 100 A 及以上，

4）限制電流傳輸頻率fgr（h21變為1時的頻率），雙極型晶體管據此劃分：

技術科學博士，L.A. Potapov 教授