Биполярным транзистором называют полупроводниковый электропреобразовательный прибор, токи в котором обусловлены движением носителей заряда двух знаков — электронов и дырок. В нем имеются три разделенные двумя р — n-переходами области полупроводника с чередующимися типами проводимости.
В транзисторе типа n — р — n крайние области обладают проводимостью «-типа, средняя область — проводимостью р-типа. В транзисторе типа р — n — р проводимость крайних областей — р-типа, а средней — n-типа. Области полупроводника получили название: область эмиттера — поставляет носители заряда, создающие токи в транзисторе; область базы — накапливает поставляемые в базу носители заряда; область коллектора—собирает инжектированные в область базы из эмиттера носители заряда. Между базой и эмиттером имеется р —n-переход, называемый эмиттер-ным, а между коллектором и базой — коллекторным.
Транзисторы изготовляют различными технологическими методами. Одним из первых был метод сплавной технологии. Для изготовления германиевого транзистора типа р — n — р в пластинку из германия с проводимостью n-типа вплавляют кристаллики трехвалентного элемента, например индия. В процессе плавления индий проникает внутрь германия и на границе между пластинкой германия и кристаллом индия образуется тонкий слой германия с проводимостью p-типа. Между этим слоем и германием с проводимостью «-типа возникает р — n-переход.
В транзисторе, изготовляемом методом планарной технологии, электроды прибора располагаются в одной плоскости — на поверхности кристалла.
Кристалл полупроводника, в котором образованы области эмиттера, базы и коллектора, крепят в специальном кристалло-держателе и размещают в герметизированном металлическом, пластмассовом или стеклянном корпусе. Включают транзистор по схеме с общим эмиттером, общей базой или общим коллектором. Чаще включают транзистор по схеме с общим эмиттером. Между электродами создают напряжения. В зависимости от их полярности и величины различают режимы работы транзисторов: активный, отсечки, насыщения.
Активный режим характерен наличием токов в цепях электродов транзистора и возможностью управлять их величиной. Для его реализации на переход база — эмиттер подают прямое напряжение, на переход коллектор — база — обратное.
Рассмотрим процессы в транзисторе типа n — р —n, включенном по схеме с общим эмиттером и работающем в активном режиме. Концентрации основных носителей заряда в области эмиттера, базы и коллектора неодинаковы. В единице объема их больше всего в области эмиттера, меньше в коллекторе и еще меньше в базе. Прямое напряжение на эмиттерном переходе вызывает перемещение электронов из эмиттера в базу и дырок из базы в эмиттер. В цепи эмиттера протекает ток iэ-Проникшие из базы в область эмиттера дырки рекомбинируют с электронами, концентрация которых в эмиттере является высокой. Перешедшие в область базы электроны лишь в небольшой части вступают во взаимодействие с дырками, так как концентрация дырок в области базы является низкой. От 90 до 99,9 % инжектированных из эмиттера электронов диффундируют в области базы, толщина которой очень мала. Поэтому за короткий промежуток времени электроны достигают коллекторного перехода, где имеется сильное электрическое поле, вызванное напряжением t/кэ- Это поле вызывает переход электронов в область коллектора. Появляется коллекторный ток. Кроме этих процессов, наблюдается переход дырок из области коллектора, где они являются неосновными носителями заряда, в область базы и неосновных носителей заряда в базе — электронов — в область коллектора. Эти носители заряда создают небольшой по величине обратный ток коллекторного перехода /КБ0. Таким образом, коллекторный ток обусловлен практически перемещением через коллекторный переход части проникших из эмиттера электронов. Для оценки соотношения между потоками носителей заряда, переходящих из эмиттера в базу и из базы в коллектор, вводякоэффициент передачи тока эмиттера а = ik/iэ.Он показывает,какую часть тока эмиттера составляет коллекторый ток.
