Самостоятельная работа по предмету: Физические основы компьютера на тему: Транзистор Принял

Принцип работы биполярных транзисторов
Если к транзистору приложить напряжение к эмиттерному переходу в прямом направлении, а к коллекторному переходу в обратном направлении (рис.3), причем Ек>>Еэ (Ек=110В, Еэ=0,11 В), то тогда эмиттерный переход открывается, его потенциальный барьер уменьшается, переход становится более узким, его сопротивление снижается и начинается процесс инжекции носителей заряда из эмиттера в базу (в нашем случае электронов), так как концентрация электронов в эмиттере гораздо выше концентрации дырок в базе. Поэтому база заполняется неосновными носителями заряда и поскольку толщина базы w в реальных транзисторах делается меньше, чем длина свободного пробега электронов L, то лишь малая часть электронов, инжектированных в базу, рекомбинирует с дырками базы. Заряд рекомбинированных электронов остается в базе и для восстановления электронейтральности базы из внешней цепи должен прийти дополнительный положительный заряд, поэтому ток базы представляет собой ток рекомбинации.
Основная часть электронов, инжектированных в базу, не успевает рекомбинировать с дырками и попадает вблизи коллекторного в электрическом поле, которое для них является ускоряющим, поскольку коллекторный переход включен в обратном направлении, а электроны в базе являются неосновными носителями заряда. Поэтому все электроны из базы поступают в коллектор, образуя во внешней цепи коллекторный ток. Кроме тока, вызванного инжектированными в базу неосновными носителями заряда, через коллекторный p-n-переход, смещенный в обратном направлении, протекает обычный обратный неуправляемый ток ко. Таким образом, полный ток в цепи будет равен
э= к+ б+ ко.
Так как база высокоомна, то можно считать, что дырки в эмиттер не переходят, поскольку они еще в базе рекомбинируют с электронами. Рекомбинация дает ток базы, который невелик, потому что концентрация дырок в базе мала.
В данной схеме транзистор включен с общей базой, в которой ток эмиттера является входным током э=вх, а ток коллектора выходным к=вых. Для транзистора важно знать соотношения между входным и выходным током, поэтому для расчета электрических эквивалентных схем вводят следующий параметр - коэффициент передачи по току.
т.е. схема с общей базой не усиливает по току, поскольку всегда. Коэффициент можно еще записать в виде: ,
где -коэффициент инжекции электронов, показывающий какую часть от полного тока эмиттера составляет его электронная составляющая, так как в полный ток эмиттера входит и дырочная составляющая, которая гораздо меньше первой; k-коэффициент переноса электронов через базу, показывающий долю инжектированных электронов, доходящих до коллектора и зависящий от толщины базы, которая в свою очередь, зависит от напряжения на p-n-переходе.
Предположим теперь, что на вход данной схемы поступил переменный сигнал Uвх. В этом случае через открытый эмиттерный переход начнет протекать входной ток эмиттера вх=э=Uвх/Rэ. Ток коллектора примерно равен току эмиттера, тогда на выходе транзистора, на коллекторном переходе, появится переменный сигнал, равный Uвых=Uк= к*Rк. Коэффициент усиления транзистора по напряжению:
Поскольку сопротивление закрытого коллекторного перехода гораздо больше, чем открытого эмиттерного перехода, то коэффициент усиления транзистора по напряжению для данной схемы будет очень большим. Таким образом, схема включения транзистора с обще базой не усиливает сигнал по току, но очень хорошо усиливает сигнал по напряжению. Усиление происходит за счет внешнего источника питания.