双极晶体管

术语“双极晶体管”与这样一个事实有关，即在这些晶体管中使用两种类型的载流子：电子和空穴。对于晶体管的制造，使用与晶体管相同的半导体材料二极管.

双极型晶体管采用三层半导体结构，由半导体制成不同的电导率两个 p-n 结是通过交替类型的导电性（p-n-p 或 n-p-n）创建的。

双极晶体管在结构上可以是未封装的（图 1，a）（例如用作集成电路的一部分）并且在典型情况下是封闭的（图 1，b）。双极晶体管的三个引脚称为基极、集电极和发射极。

双极晶体管

米。 1. 双极晶体管：a) 无封装的 p-n-p 结构，b) 有封装的 n-p-n 结构

根据一般结论，您可以获得双极晶体管的三种连接方案：共基极 (OB)、共集电极 (OK) 和共发射极 (OE)。让我们考虑晶体管在共基极电路中的工作（图 2）。

米。 2.双极晶体管原理图

发射极将基极载流子注入（传递）到基极，在我们的 n 型半导体器件示例中，这些将是电子。选择源使得 E2 >> E1。电阻Re限制开路p—n结的电流。

E1=0时，通过集电极节点的电流很小（由于少数载流子），称为初始集电极电流Ik0。如果E1>0，则电子越过发射极的p—n结（E1正向导通）进入核心区。

底座采用高电阻（杂质浓度低）制成，因此底座中的孔洞浓度低。因此，少数进入基极的电子与其空穴复合，形成基极电流Ib。同时，在 E2 侧的集电极 p-n 结中作用比在发射结中强得多的场将电子吸引到集电极。因此，大部分电子到达收集器。

发射极和集电极电流是相关的发射极电流传输系数

在 Ukb = 常量。

对于现代晶体管，总是 ∆Ik < ∆Ie，并且 a = 0.9 — 0.999。

在所考虑的方案中 Ik = Ik0 + aIe »Ie。因此，该电路共基极双极晶体管具有低电流比。因此，它很少被使用，主要是在高频设备中，就电压增益而言，它比其他设备更可取。

双极型晶体管的基本开关电路是共发射极电路（图 3）。

米。 3. 根据共发射极方案导通双极晶体管

为她上基尔霍夫第一定律我们可以写成 Ib = Ie — Ik = (1 — a) Ie — Ik0。

鉴于 1 — a = 0.001 — 0.1，我们有 Ib << Ie » Ik。

求集电极电流与基极电流之比：

这种关系称为基极电流传递系数...在 a = 0.99 时，我们得到 b = 100。如果基极电路中包含一个信号源，那么相同的信号，但被电流放大 b 倍，将流入集电极电路，形成电阻Rk两端的电压远大于信号源电压...

评估双极晶体管在各种脉冲和直流电流、功率和电压下的工作情况，并计算偏置电路、稳定模式、输入和输出伏安特性 (VAC) 系列。

一系列输入 I - V 特性建立了输入电流（基极或发射极）在 Uk = const 时对输入电压 Ube 的依赖性，图 1。 4、a.三极管的输入I—V特性类似于直连二极管的I—V特性。

输出系列 I - V 特性建立了集电极电流对特定基极或发射极电流（取决于具有共发射极或共基极的电路）下的电压的依赖性，图 1。 4、乙。

米。 4、双极型晶体管的电流-电压特性：a——输入，b——输出

除了电气 n-p 结外，肖特基金属-半导体-势垒结也广泛用于高速电路中。在这种转换中，没有时间分配给基极中电荷的积累和吸收，晶体管的操作仅取决于势垒电容的再充电速率。

米。 5.双极型晶体管

双极晶体管的参数

主要参数用于评估晶体管的最大允许工作模式：

1) 最大允许的集电极-发射极电压（对于不同的晶体管 Uke max = 10 — 2000 V），

2）最大允许集电极功耗Pk max — 据他介绍，晶体管分为低功率（最高0.3 W）、中功率（0.3 — 1.5 W）和高功率（1、5 W以上），中大功率晶体管通常配备特殊的散热片——散热片，

3) 最大允许集电极电流 Ik max — 高达 100 A 及以上，

4）限制电流传输频率fgr（h21变为1时的频率），双极型晶体管据此划分：

技术科学博士，L.A. Potapov 教授