Розглянемо активний режим роботи транзистора. Між одним шаром (емітером – «випромінювачем» вільних зарядів) та іншим шаром (базою – «передавачем» вільних зарядів) подають пряму напругу, тобто на один р-n-перехід. Між іншим шаром (колектором – «одержувачем» електронів) і базою подають зворотну напругу, тобто на другий р-n-перехід. В результаті один р-n-перехід буде відкритий, а другий р-n-перехід – закритий. Отже, у колі «емітер – база» буде протікати прямий електричний струм, а в колі «база – колектор» – зворотний електричний струм:
Iе = Iк + Iб , (10.1)
де Iе – сила струму, який протікає в емітері, А;
Iк – сила струму, який протікає в колекторі, А;
Iб – сила струму, який протікає в базі, А.
Таким чином, транзистор можна розглядати як пристрій, що розподіляє електричний струм (який протікає через один електрод – емітер), між двома іншими електродами (базою і колектором) у визначеному співвідношенні. Ця властивість транзистора використовується для підсилення електричного сигналу. Відношення зміни сили струму, який протікає в колекторі (DIк), до зміни сили струму, який протікає в базі (DIб), при незмінній напрузі між емітером і колектором називають коефіцієнтом передачі базового струму:
. (10.2)
Для транзисторів різних типів b = 15 – 500, тобто сила електричного струму, який протікає в колекторі, набагато більше сили струму, який протікає в базі.
Отже, якщо струм у базі, буде вхідним сигналом, а струм у колекторі – вихідним сигналом, то транзистор буде працювати в режимі підсилення вхідного електричного сигналу. У цьому випадку загальною точкою вхідного і вихідного електричного кола є емітер, а схему називають «із загальним емітером» (рис.10.14). Схему «із загальною базою» використовують для підсилення напруги (рис.10.15).
Запитання для самоконтролю
1. Який електронний пристрій називається біполярним транзистором?
2. Як біполярний транзистор позначається на принциповій електричній схемі?
3. Опишіть пристрій біполярного транзистора.
4. Перелічіть режими роботи біполярного транзистора.
5. Опишіть включення біполярного транзистора в режимі підсилення струму.
6. Що розуміється під коефіцієнтом передачі базового струму?
7. Опишіть включення біполярного транзистора в режимі підсилення напруги.
напівпровідник перемінний струм транзистор
Лабораторне заняття 16
«Основи електроніки»
1. Виконати завдання інформаційно-репродуктивного і практично-стереотипного характеру, користуючись таблицями.
Таблиця 10.1
|
Номер запитання, завдання |
Запитання, завдання |
Номер відповіді |
|
1. |
Які речовини називають напівпровідниками? |
|
|
2. |
Якими властивостями володіють напівпровідники? |
|
|
3. |
Як утворюються напівпровідники? |
|
|
4. |
Що є носіями зарядів у напівпровідниках n-типу? |
|
|
5. |
Як утворюються напівпровідники n-типу? |
|
|
6. |
Що є носіями зарядів у напівпровідниках р-типу? |
|
|
7. |
Як утворюються напівпровідники р-типу? |
|
|
8. |
Як утворюються напівпровідники р-n-типу? |
|
|
9. |
Що розуміється під р-n-переходом? |
|
|
10. |
Що розуміється під замикаючим шаром? |
|
|
11. |
Що розуміється під прямим струмом і прямою напругою напівпровідника? |
|
|
12. |
Опишіть роботу напівпровідника р-n-типу при прямій напрузі. |
|
|
13. |
Що розуміється під зворотним струмом і зворотною напругою напівпровідника? |
|
|
14. |
Опишіть роботу напівпровідника р-n-типу при зворотній напрузі. |
|
У разі вірного виконання завдання åнепар – åпар = 9
Таблиця 10.1а
|
Номер відповіді |
Відповідь |
|
1. |
Електрони під дією прикладеної зворотної напруги з n-шару почнуть надходити в джерело, з якого будуть проникати в р-шар, заповнюючи дірки (тобто відбудеться розширення замикаючого шару). Цей процес припиниться, коли товщина замикаючого шару стане пропорційною прикладеній напрузі джерела. У напівпровіднику буде відбуватися незначний упорядкований і спрямований рух зарядів (зворотний електричний струм) доти, поки до нього прикладена зворотна напруга від джерела електрорушійної сили. |
|
2. |
Місце з'єднання р-шару та n-шару, у якому електрони n-шару заповнюють дірки р-шару. |
|
3. |
Місце з'єднання р-шару та n-шару, у якому утворюється шар речовини, який не має вільних зарядів (тобто має великий опір). |
|
4. |
Різниця потенціалів і електричний струм, якщо від джерела електрорушійної сили до р-шару напівпровідника прикласти позитивний потенціал, а до n-шару – негативний потенціал. |
|
5. |
Якщо з'єднати напівпровідник р-типу з напівпровідником n-типу. |
|
6. |
Електрони під дією прикладеної прямої напруги з n-шару почнуть проникати в р-шар, заповнюючи дірки. Нестача електронів в n-шарі та дірок у р-шарі компенсується за рахунок джерела електрорушійної сили: електрони від джерела надходять в n-шар, а з р-шару електрони надходять у джерело, утворюючи в цьому шарі дірки. Цей упорядкований і спрямований рух вільних зарядів у напівпровіднику (прямий електричний струм) відбувається доти, поки до нього прикладена пряма напруга від джерела електрорушійної сили. |
|
7. |
Різниця потенціалів і електричний струм, якщо від джерела електрорушійної сили до р-шару напівпровідника прикласти негативний потенціал, а до n-шару – позитивний потенціал. |
|
8. |
Речовини, у яких валентна зона та зона провідності розділені забороненою зоною, ширина якої набагато менше, ніж у діелектриків; при цьому їх електропровідність знаходиться між провідниками та діелектриками. |
|
9. |
Електрони. |
|
10. |
– при прямій напрузі проводить електричний струм в одному напряму (є провідником), а при зворотній напрузі практично не проводить електричний струм (є діелектриком); – при збільшенні температури питомий опір знижується. |
|
11. |
У результаті хімічного донорно-акцепторного зв'язку. |
|
12. |
Якщо в хімічний елемент IV групи внести в якості домішки хімічний елемент III групи, то при кімнатній температурі атоми домішки захоплюють електрони в деяких атомів хімічного елемента IV групи для утворення хімічного зв'язку. У результаті ці атоми, які розташовані у вузлах кристалічної решітки, стають позитивними іонами, навколо яких знаходяться нейтральні атоми. Нейтральні атоми, що знаходяться біля іона, віддають свої електрони позитивному іону, роблячи його нейтральним; при цьому вони самі стають позитивними іонами. Отже, місце позитивного іона увесь час міняється, начебто переміщається позитивний заряд, що дорівнює за модулем заряду електрона. |
|
13. |
Якщо в хімічний елемент IV групи внести домішку (хімічний елемент V групи), то при кімнатній температурі атоми домішки віддають 5-й електрон, що не бере участь у створенні хімічного зв'язку. У результаті атоми домішки, які розташовані у вузлах кристалічної решітки, стають позитивними іонами, а в отриманій речовині з'являються вільні електрони. |
|
14. |
Дірки (відсутності електронів в атомах напівпровідника), які мають позитивний заряд, що дорівнює за модулем заряду електрона. |
