7.1. A bipoláris tranzisztor felépítése, jelképi jelölése, működése, feszültség- és áramviszonyai
A bipoláris tranzisztor három szennyezett félvezető réteget tartalmazó eszköz, amelynek mindhárom félvezető rétegét kivezetéssel látják el, ezeket elektródáknak nevezzük. A három réteg sorrendje kétféle lehet: N-P-N vagy P-N-P. Ez alapján megkülönböztetünk NPN, illetve PNP tranzisztorokat. A három kivezetést emitternek, bázisnak és kollektornak nevezzük.
A három kivezetés segítségével működtetjük a tranzisztort.
Az egyes elektródák jele és szerepe a tranzisztor működtetésében:
- - emitter (E): a töltéshordozókat kibocsátó elektróda,
- - bázis (B): vezérlésre szolgáló elektróda,
- - kollektor (C): töltéshordozókat gyűjtő elektróda.
A tranzisztorok bázisrétegének szélessége sokkal kisebb, mint a kollektor és az emitter rétegé. Az emitter és kollektor megközelítőleg azonos szennyezettségű, és erősebben szennyezett, mint a bázistartomány.
A bázisréteg kisebb szélessége és alacsony szennyezettsége miatt a szabad töltéshordozók száma kicsi, e miatt a bázisréteg vezetőképessége kisebb a másik kettőhöz viszonyítva.
35. ábra
Tekintsük át az N-P-N tranzisztor működését (A P-N-P működése ugyanez ellentétes polaritásokkal.).Az N-P-N tranzisztor lineáris erősítőként való működtetéséhez az szükséges, hogy a bázisra pozitívabb feszültséget adjunk, mint az emitterre (nyitóirányba feszítjük elő), illetve a bázis - kollektor PN - átmenetnél pedig a kollektornak pozitívabbnak kell lennie, mint a bázisnak (záróirányba feszítjük elő). Ha a tranzisztor ezeket az előfeszítéseket nem kapja meg, akkor nem működik.
A nyitóirányú bázis - emitter feszültség hatására az emitterből az elektronok elindulnak a bázis felé és az ott lévő szabad lyukakkal rekombinálódnak. Ebből a rekombinációból létrejön a bázis áram. Az elektronok nagyobbik része átrepül a vékony bázis rétegen, és a kollektoron keresztül semlegesítődik a kollektorra kapcsolt nagy pozitív feszültségen. Ez lesz a kollektor áram.