5.1. A bipoláris tranzisztor felépítése, jelképi jelölése, működése, feszültség- és áramviszonyai

iDevice ikon

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, emiatt a bázisréteg vezetőképessége kisebb a másik kettőhöz viszonyítva.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.