المعرفة الأساسية ومبدأ عمل الترانزستور

والميزة المشتركة لها هي أنها تحتوي على ثلاثة أقطاب كهربائية، وهو أصل الاختصار "الترانزستور". بشكل عام، الجزء الداخلي من الترانزستور عبارة عن هيكل ثلاثي الطبقات يتكون من أشباه الموصلات من النوع P وأشباه الموصلات من النوع N، والتي تنقسم إلى نوع NPN ونوع PNP وفقًا للترتيب الهرمي.
الهيكل ثلاثي الطبقات المذكور أعلاه هو المناطق الثلاث لل الترانزستور. الطبقة الرقيقة في المنتصف هي المنطقة الأساسية، والطبقتان الأخريان من النوع N أو النوع P. من بينها، الطبقة ذات الحجم الصغير نسبيًا وتركيز حامل الأغلبية المرتفع نسبيًا ومنطقة الباعث والطبقة الأخرى هي منطقة المجمع. هذه الخاصية الهيكلية الداخلية لل الترانزستور هو الوضع الداخلي لل الترانزستور لتكون قادرة على تضخيم.
وتؤدي كل منطقة من المناطق الثلاث إلى ثلاثة أقطاب كهربائية، وهي القاعدة (ب)، والباعث (هـ)، والمجمع (ج).
كما هو موضح في الشكل ب، يمكن للهيكل ثلاثي الطبقات أن يشكل تقاطعين PN، يُطلق عليهما تقاطع الباعث وتقاطع المجمع. اتجاه السهم في الترانزستور يشير الرمز إلى اتجاه تقاطع الباعث.
هناك نوعان من تقاطعات PN مع الموصلية أحادية الاتجاه في الهيكل الداخلي لل الترانزستور، لذلك بالطبع يمكن استخدامه كعنصر تبديل، ولكن في نفس الوقت، يمكن استخدامه كعنصر تبديل الترانزستور هو أيضًا عنصر تضخيم. إن مظهره هو الذي يعزز التطور السريع للتكنولوجيا الإلكترونية.

2. تأثير التضخيم الحالي لل الترانزستور
يجب أن يكون مصدر جهد التيار المستمر Vcc أكبر من Vbb، بحيث تلبي الدائرة الظروف الخارجية للتضخيم: يكون تقاطع الباعث متحيزًا للأمام، والمجمع متحيزًا للخلف. إن تغيير المقاومة القابلة للتعديل Rb والتيار الأساسي IB وتيار المجمع Ic وتيار الباعث IE سوف يتغير جميعها، ويمكن استخلاص الاستنتاجات التالية من نتائج القياس:
(1) IE = IB + IC (وفقًا لنظرية كيرشوف الحالية)
(2) IC ≈ IB ×؟ (؟ يسمى عامل التضخيم الحالي، والذي يمكن أن يميز قدرة التضخيم الحالية لل الترانزستور)
(3) △ IC ≈ △ IB ×؟
يتضح مما سبق أن ملف الترانزستور هو جهاز تناظري مع تضخيم التيار.

3. مبدأ التضخيم الترانزستور
ما يلي يستخدم NPN الترانزستور كمثال لتوضيح قانون حركة الناقل الداخلي ومبدأ التضخيم الحالي،
1. انتشار الإلكترونات من منطقة الباعث إلى منطقة القاعدة: نظرًا لأن تقاطع الباعث في انحياز أمامي، فإن غالبية الحاملات (الإلكترونات الحرة) في منطقة الباعث تستمر في الانتشار إلى منطقة القاعدة، وتجديد الإلكترونات بشكل مستمر من الطاقة العرض، وتشكيل باعث IE الحالي.
2. انتشار وإعادة تركيب الإلكترونات في منطقة القاعدة: نظرًا لأن منطقة القاعدة رقيقة جدًا، فإن تركيز حامل الأغلبية (الفتحة) منخفض جدًا، لذلك لا يمكن إعادة دمج سوى جزء صغير من الإلكترونات المنتشرة من الباعث مع فتحات منطقة القاعدة لتكوين التيار الأساسي IB صغير نسبيًا، ويمكن أن تنتشر معظم الإلكترونات المتبقية إلى حافة تقاطع المجمع.
3. تجمع منطقة المجمع الإلكترونات المنتشرة من منطقة الباعث: بسبب الانحياز العكسي لوصلة المجمع، يمكن سحب الإلكترونات التي تنتشر من منطقة الباعث إلى منطقة القاعدة وتصل إلى حافة منطقة المجمع إلى منطقة المجمع، وبالتالي تشكيل IC أكبر الحالي.

4. خصائص الإدخال والإخراج الترانزستور
خاصية الإدخال الترانزستور يشير إلى منحنى العلاقة بين تيار القاعدة IB وجهد باعث القاعدة UBE عندما يكون جهد باعث المجمع UCE ثابتًا.
بالنسبة لأنابيب السيليكون، عندما يتجاوز UCE 1 فولت، فإن وصلة المجمع قد وصلت إلى ما يكفي من التحيز العكسي لسحب معظم الإلكترونات المنتشرة من منطقة الباعث إلى منطقة القاعدة إلى منطقة المجمع. إذا تمت زيادة UCE في هذا الوقت، وطالما بقي UBE دون تغيير (عدد الإلكترونات المنبعثة من منطقة الانبعاث إلى منطقة القاعدة ثابت)، فإن IB سيبقى دون تغيير بشكل أساسي. وهذا يعني أنه عندما يتجاوز UCE 1V، فإن منحنيات خصائص الإدخال تتطابق بشكل أساسي.
يمكن ملاحظة من الشكل أنه مثل خاصية الفولت أمبير للثنائي، فإن خاصية الإدخال للثنائي الترانزستور لديها أيضا منطقة ميتة. فقط عندما يكون UBE أكبر من جهد المنطقة الميتة، فإن التيار الأساسي IB لـ الترانزستور سيظهر. عادةً ما يكون جهد المنطقة الميتة لأنبوب السيليكون حوالي 0.5 فولت، وأنبوب الجرمانيوم حوالي 0.1 فولت. في ظل ظروف العمل العادية، يكون جهد توصيل الباعث UBE لأنبوب السيليكون NPN من 0.6 إلى 0.7 فولت، ويكون جهد توصيل الباعث UBE لأنبوب الجرمانيوم PNP من -0.2 إلى -0.3 فولت.
خاصية الإخراج لل الترانزستور يشير إلى منحنى العلاقة بين IC الحالي للمجمع والجهد UCE للباعث عندما يكون التيار الأساسي IB ثابتًا. تحت IB مختلف، يمكن الحصول على منحنيات مختلفة، وبالتالي فإن خصائص الإخراج لـ الترانزستور هي مجموعة من المنحنيات. عادةً ما يتم تقسيم منحنى خاصية الإخراج إلى ثلاثة مجالات عمل:
1. منطقة التكبير: الجزء الأفقي تقريبًا من منحنى خاصية الإخراج هو منطقة التكبير. في منطقة التضخيم، IC = IB ×؟، نظرًا لأن معاملات التضخيم الحالية متساوية تقريبًا تحت IBs المختلفة، فإن منطقة التضخيم تسمى أيضًا المنطقة الخطية. ل الترانزستور للعمل في منطقة التضخيم، يجب أن يكون تقاطع الباعث في انحياز أمامي، ويجب أن يكون تقاطع المجمع في انحياز عكسي. بالنسبة لأنابيب السيليكون، ينبغي تصنيع UBE>0 وUBC<0.
2. منطقة القطع: المنطقة الواقعة أسفل منحنى IB = 0 تسمى منطقة القطع. في الواقع، بالنسبة لأنبوب السيليكون NPN، عندما UBE <0.5V، يبدأ في القطع، ولكن من أجل جعل الترانزستور يتم قطعه بشكل موثوق، وغالبًا ما يتم استخدام UBE<0V. في هذا الوقت، يكون كل من تقاطع الباعث وتقاطع المجمع في انحياز عكسي.
3. منطقة التشبع: الجزء الحاد من منحنى خاصية الإخراج هو منطقة التشبع. في هذا الوقت، تغيير البكالوريا الدولية ليس له تأثير يذكر على IC، و؟ منطقة التضخيم لم تعد قابلة للتطبيق على منطقة التشبع. في منطقة التشبع، UCE