ترانزیستور پیوندی دو قطبی

توضیحاتی جامع و کاربردی در مورد ترانزیستور پیوندی دو قطبی

آشنایی اولیه با ترانزیستور پیوندی دو قطبی

ساختمان ترانزیستور

BIT از اتصال سه لایه بلور نیمه هادی تشکیل می شود. لایه وسطی بیس (B) و دو لایه جانبی، یکی امیتر (E) و دیگری کلکتور (C) نام دارند. نوع بلور بیس با نوع بلورهای امیتر و کلکتور متفاوت است. در ترانزیستورهای PNP ، بیس از بلور نوع N و امیتر و کلکتور از نوع P هستند. در ترانزیستورهای NPN ، پس از بلور نوع P و دو لایه دیگر از نوع N ساخته می شوند. در شکل 1.4 ساختمان ترانزیستورهای PNP و NPN به طور نمادین نشان داده شده است.

معمولا میزان ناخالصی در لایه امیتر بیش از دو لایه دیگر است. همچنین عرض لایه بیس کمتر و عرض لایه کلکتور بیشتر از لایه های دیگر است.

شکل ترانزیستور

در مدارهای الکترونیکی ترانزیستورهای NPN و PNP را با علائم شکل 3.4 نمایش می دهند. با توجه به علائم مداری ترانزیستورهای NPN و PNP ملاحظه می کنیم که جهت پیکان، در واقع جهت جریان مستقیم پیوند بیس امیتر را نشان می دهد. مثلا در ترانزیستورهای NPN که بیس از نوع P و اميتر از نوع N است. جهت جریان مستقیم این پیوند از P به N یعنی از بیس به سمت امیتر می باشد. که این همان جهت پیکان به کار رفته در علامت مداری این ترانزیستور است.

با توجه به وجود دو پیوند P-N در هر ترانزیستور. و از آنجا که هر پیوند P-N از نظر نوع بایاس دارای دو حالت مستقیم و معکوس است. می توان در حالت کلی چهار حالت مختلف بایاس را برای یک ترانزیستور در نظر گرفت و به آنها نام مناسبی اختصاص داد. در جدول 1.4 چگونگی نامگذاری رایج برای حالت های مختلف بایاس ترانزیستور دیده می شود.

در کاربردهای خطی و به ویژه تقویت کننده ها معمولا ترانزیستورها در ناحیه فعال باباس می شوند. در حالی که در کاربردهایی از قبیل مدارهای منطقی و کلیدهای دیجیتال معمولا از ترانزیستورها در دو ناحیه قطع و اشباع استفاده می شود. بایاس ترانزیستور در حالت فعال معکوس، در عمل کاربرد چندانی ندارد.

اساس کار ترانزیستور در ناحیه فعال

در مقدمه این بخش به این موضوع اشاره کردیم که ترانزیستور را می توان به صورت یک منبع جریان کنترل شده با جریان در نظر گرفت. برای درک این مطلب، بهتر است ترانزیستور بایاس شده توسط منابع DC به صورت شکل زیر را مورد مطالعه قرار دهیم. همان گونه که ملاحظه می شود در این شکل ترانزیستور توسط منابع VEE و VCC در ناحیه فعال با یاس شده است. در اینجا بحث خود را به ترانزیستور PNP اختصاص می دهیم. توصیف عملکرد ترانزیستورهای NPN نیز چندان تفاوتی ندارد. زیرا در ترانزیستور NPN الکترونهای آزاد نقشی را که حفره ها در نوع PNP ايفا می کند، به عهده خواهند داشت.

ترانزیستور پیوندی دو قطبی

در ناحیه فعال همان طور که در شکل بالا ملاحظه می شود. پیوند کلکتور – بیس (CB) به صورت معکوس و پیوند امیتر – بیس (EB) به صورت مستقیم بایاس می شود. ابتدا بایاس معکوس پیوند کلکتور-بیس را در نظر میگیریم و فرض میکنیم پیوند امیتر – بیس مدار باز باشد. در فصل های قبل آموختیم که جریان معکوس یک پیوند P-N تقریبا ثابت و مستقل از ولناز خارجی دو سر پیوند است. همچنین، دیدیم که اگر چنانچه بخواهیم جریان معکوس پیوند را افزایش دهیم باید به نحوی میزان حاملهای اقلیت را بالا ببریم. مثلا در دیود نوری با تابش فوتون های نورانی و تحریک الکترون های ظرفیت میزان حاملهای اقلیت را افزایش می دهیم.

در واقع ازدیاد حاملهای اقلیت به هر شکل دیگری نیز که صورت پذیرد باعث افزایش جریان معکوس پیوند می شود. در شکل ۴-۵ به جای امیتر یک مولد حفره فرضی در مجاورت بیس قرار داده شده است. این مولد فرضی در هر ثانیه * حامل اقلیت به لایه N تزریق می کند. همانطور که ملاحظه می شود با افزایش * جریان معکوس پیوند کلکتور-بیس افزایش می یابد در حالی که مستقل از ولتاژ معکوس پیوند باقی می ماند.

یک وسیله مناسب برای تزریق حفره، یک پیوند P-N در حالت بایاس مستقیم است. در چنین بیوندی، چنانچه چگالی ناخالصی های طرف P خیلی بزرگتر از چگالی ناخالصی ها در طرف N باشد. می توان گفت جریان عمدتا ناشی از تزریق حفره ها از طرف P به N است.

آدرس : تهران – بلوار کشاورز- خیابان 16 آذر جنب انتشارات دانشگاه تهران – پلاک 45 – طبقه 4 – واحد9

همه روزه از ساعت 9 تا 16.00 واتساپ و تلگرام : 09059626900 ایمیل : info@rahyaranlms.ir

تلفن : 66176196 (021)

ساعات اداری : شنبه – پنجشنبه : 09:00 – 16:00

وب سایت: www.kishtech.ir www.kishindustry.ir www.rahyaranlms.ir www.kishindustry.com www.portal.kishtech.ir