Что такое транзистор с биполярным переходом?
Биполярный транзистор, правильно известный как транзистор с биполярным переходом или BJT, представляет собой универсальное дискретное полупроводниковое устройство. Дискретные полупроводники варьируются от диодов и выпрямителей до BJT, и это конкретное устройство предназначено в первую очередь для выполнения одной функции в качестве отдельного полупроводника, в отличие от необходимости встраивать несколько полупроводниковых компонентов в интегральную схему на печатной плате (PCB).Транзисторы с биполярным переходом представляют собой твердотельные трехконтактные компоненты (база, коллектор и эмиттер), изготовленные из трех слоев кремния. Существует два основных типа, а именно PNP (положительный-отрицательный-положительный) и NPN (отрицательный-положительный-отрицательный). Как и у всех транзисторов, основная функция BJT, как правило, заключается в функционировании в качестве переключателя или для усиления, фильтрации и выпрямления мощности. Биполярные транзисторы - это устройства, управляемые током, что означает, что гораздо меньший базовый ток вызывает протекание большего тока от эмиттера к коллектору. В то время как трансформаторы могут усиливать либо ток, либо напряжение, транзисторы могут усиливать и то, и другое. В своей наиболее распространенной конфигурации эмиттера BJT естественным образом усиливает ток, но при интеграции в схему его можно легко заставить усиливать выходное напряжение. Поэтому биполярные транзисторы часто используются в качестве метода усиления сигнала в широком спектре схем, систем и типов изделий.BJT были одними из первых функциональных транзисторных устройств, когда-либо созданных. Самые ранние биполярные транзисторы были результатом предприимчивой работы, проделанной известными послевоенными физиками и инженерами Бардином, Браттейном и Шокли. Первоначально разработанные Bell Laboratories в конце 1940-х годов, BJT быстро стали универсальным стандартом в последующие десятилетия. Примечательно, что их трио изобретателей в конечном итоге было удостоено Нобелевской премии 1956 года за их усилия по внедрению транзисторов с биполярным переходом в массовое производство.Транзисторы с биполярным переходом могут усиливать как аналоговые, так и цифровые сигналы, а также иметь возможность переключать источник питания постоянного тока или функционировать в качестве генератора. Хотя BJT предназначены в первую очередь для усиления (аналогового) тока, они также могут функционировать в качестве электронного (цифрового) переключателя в схемотехнике.
Типы BJT
В конструкции транзистора с биполярным переходом три слоя полупроводникового материала соединены между собой. В зависимости от того, как расположены эти слои, мы получаем два основных типа биполярных транзисторов - PNP или NPN.Полупроводник - это тип материала, который пропускает через себя определенный уровень потока электронов. Следовательно, он не является ни настоящим проводником, ни изолятором. На общий уровень проводимости данного полупроводникового материала можно повлиять путем введения различных примесей на стадии изготовления в процессе, известном как легирование.Воздействуя на количество электронов в полупроводниковом материале, легирование может либо увеличивать, либо уменьшать как его проводимость, так и направление протекания тока от слоя к слою. Это будет зависеть от типа добавленной или удаленной примеси и способа расположения слоев.В BJT один или два из его полупроводниковых слоев будут легированы для увеличения количества электронов, что сделает его отрицательно заряженным, или N-типа. С другой стороны, оставшиеся один или два слоя будут легированы дырками для введения дефицита электронов, что сделает их положительно заряженными, или P-типа.В зависимости от типа и расположения легированных слоев в полупроводниковом сэндвиче BJTs направление протекания тока через BJT может быть изменено. В результате получаются два основных типа конструкции биполярных транзисторов. PNP-транзистор имеет слой полупроводника N-типа, расположенный между двумя слоями материала P-типа, а для NPN-транзистора верно обратное:
Aббревиатуры PNP (положительный-отрицательный-положительная) и NPN (отрицательный-положительный-отрицательная) обозначают порядок расположения слоев полупроводника в многослойном устройстве. BJT.
Ток будет течь либо в одном направлении, либо в другом, в зависимости от такого расположения слоев кремния.
NPN-транзисторы имеют кусок кремния P-типа (база), зажатый между двумя кусками кремния N-типа (коллектор и эмиттер). Это наиболее распространенная конфигурация базы.
PNP-транзисторы меняют этот порядок в обратном порядке.
Наиболее часто используемой конфигурацией транзистора является NPN-транзистор.
