Я уже рассказывал о работе диода, теперь пришло время рассказать о транзисторах.
Биполярный транзистор (полупроводниковый триод) состоит из трех слоев полупроводника: p-n-p или n-p-n. Соответственно есть два p-n перехода, включенных навстречу друг другу.
При подключении к транзистору внешних источников напряжения по схеме с общей базой напряжение Uэб подводится плюсом к эмиттеру, т.е. p-n переход эмиттер - база включен в прямом направлении. Ширина запирающего слоя (зеленый цвет на рис. 1) уменьшается. Напряжение Uкб подводится минусом к коллектору, p-n переход получает обратное смещение и ширина запирающего слоя увеличивается.
Под действием прямого напряжения, приложенного к эмиттерному переходу, потенциальный барьер понижается и в базу диффундируют (инжектируются) дырки. Инжектированные в базу дырки диффундируют в сторону коллекторного перехода. Так как слой базы конструктивно выполняется очень тонкой, то концентрация основных носителей заряда — свободных электронов — в ней низкая, и почти все инжектированные в базу дырки достигают коллекторного перехода, и перебрасываются полем этого перехода в коллектор, образуя ток коллектора. На своем пути часть дырок рекомбинирует в объеме и на поверхности базы, а также на базовом контакте, образуя ток базы.
Изменяя напряжение Uэб, можно изменять ток базы. а вместе с ним меняется и ток эмиттера и ток коллектора. Причем небольшое изменение тока базы вызывает существенное увеличение тока эмиттера и коллектора.
Можно ли сравнивать полупроводниковый и ламповый триоды? С одной стороны - да: у них одинаковые схемы включения, а с другой стороны - принцип управления у них разный. У лампового триода ток управляющей сетки при отрицательном смещении на ней практически равен нулю. а входное сопротивление стремится к бесконечности. Поэтому изменение анодного тока обусловлено изменением напряжения на управляющей сетке при ее токе равном нулю.
У полупроводникового триода управление происходит путем изменения тока эмиттера и базы, которые отличны от нуля. Поэтому и входное сопротивление транзисторного усилителя (на биполярных транзисторах) гораздо меньше лампового.
Напомню основные схемы включения лампового триода.
Это схемы с общим катодом (А), общей сеткой (Б) и общим анодом (В).
Схемы включения транзисторов напоминают схемы включения ламп.
Здесь схемы называются: с общим эмиттером (3А), с общей базой (3Б) и с общим коллектором (3В). Рабочая точка транзисторов устанавливается резистором R1 (для схем 3А, 3В) или R2 (3Б). В самом общем случае (если нет других требований) подбором номинала этих резисторов устанавливают на коллекторе (3А, 3Б) или эмиттере (3В) напряжение, равное половине напряжения питания. Следует помнить, что увеличение сопротивления резисторов R1 (3А) и R2 (3Б) приводит к увеличению напряжения на коллекторах транзисторов. В схеме 3В увеличение сопротивления R1 ведет к уменьшению напряжения на эмиттере транзистора.
Особенности разных видов схем включения транзисторов я собрал в таблице.
Всем здоровья и успехов!