Transistor bipolare. Il principio di funzionamento, progettazione e schema di inclusione

Descrizione generale

Transistor bipolare È un trasduttore elettrico di tipo a semiconduttore progettato per amplificare la potenza dei segnali ed è costituito da tre zone con tipi alternati di conduttività elettrica. Grazie alla sua versatilità, tali dispositivi oggi sono ampiamente utilizzati in una varietà di amplificatori, dispositivi a impulsi e generatori. Il primo transistor bipolare era di tipo puntuale ed era caratterizzato da un'insufficiente stabilità del lavoro. Transistor bipolari attualmente prodotti ed utilizzati di tipo piatto, che sono molto più affidabili e di ampia funzionalità.

Struttura a transistor bipolare

Questo dispositivo è costituito da tre aree di semiconduttori (elettrodi). I due estremi hanno lo stesso tipo di conduttività elettrica, e quello centrale è opposto a loro. Questa struttura è chiamata npn-structure. Il transistor bipolare è incluso nel circuito elettrico attraverso i conduttori esterni dei suoi elettrodi. Una caratteristica di questo dispositivo sono le diverse dimensioni delle sue aree estreme. Il più piccolo di essi, chiamato emettitore, svolge la funzione di creare un potente flusso di portatori carica elettrica (elettroni), che permea l'intera struttura del dispositivo. Pertanto, la caratteristica principale dell'emettitore è un alto grado di doping. L'altra zona estrema del transistor di questo tipo - il collettore - è destinata a raccogliere il flusso emesso, che causa la sua grande dimensione nella struttura del transistor. La zona di mezzo, a sua volta, è chiamata la base.

Tipi e principio di funzionamento

Il transistor bipolare può essere prodotto con varie tecnologie - con il metodo di fusione, diffusione e altro, che determina in gran parte le caratteristiche tecniche del dispositivo. Per quanto riguarda il materiale con cui sono realizzati tali dispositivi, vengono utilizzate lastre di silicio o germanio per creare una struttura a tre strati. L'elettrodo della parte di base è sempre spostato verso l'emettitore, il che conferisce al dispositivo una certa asimmetria. La larghezza della parte centrale, che dipende dalle frequenze a cui opera il transistor, può variare entro certi limiti. Più bassa è la frequenza del dispositivo, più ampia è la sua base. Il funzionamento del dispositivo si basa sul controllo del movimento dei portatori di carica in conformità con le tensioni applicate alle sue transizioni.

Schema di inclusione

Il più usato è un circuito di questo tipo, che viene utilizzato per accendere un transistor di questo tipo con un'uscita emettitore comune. Gli elementi principali di questo schema sono alimentazione il transistor stesso e il componente di resistenza. Questi elementi formano un circuito lineare a cascata in cui, a causa del flusso di correnti controllate, si forma una tensione amplificata di natura variabile all'uscita del circuito. Tutti gli altri elementi di tale catena svolgono un ruolo puramente ausiliario. Ad esempio, un condensatore esegue una funzione di separazione. In assenza di questo elemento, il circuito della sorgente di ingresso sarebbe caratterizzato da corrente continua dalla fonte di alimentazione. Nella maggior parte dei circuiti elettrici, un transistor bipolare viene utilizzato come componente a quattro poli. In altre parole, come un dispositivo con due pin di input e output. Poiché i transistor di questo tipo hanno solo tre contatti, per utilizzare questi dispositivi come quadrupoli, è necessario rendere comune uno dei contatti. Di regola, questo è fatto da un elettrodo emettitore. Pertanto, viene spesso utilizzato un transistor bipolare emettitore comune.