Conhecimento básico e princípio de funcionamento do transistor

Sua característica comum é possuir três eletrodos, daí a origem da abreviatura "transistor". De um modo geral, o interior do transistor é uma estrutura de três camadas composta por semicondutores do tipo P e semicondutores do tipo N, que são divididos em tipo NPN e tipo PNP de acordo com a ordem hierárquica.
A estrutura de três camadas acima mencionada são as três regiões do transistor. A camada mais fina no meio é a região base, e as outras duas camadas são do tipo N ou do tipo P. Entre elas, a camada com tamanho relativamente pequeno e concentração de portadores majoritários relativamente alta. A área do emissor e a outra camada é a área do coletor. Esta característica estrutural interna do transistor é a condição interna para transistor para poder amplificar.
Cada uma das três regiões leva a três eletrodos, que são base (b), emissor (e) e coletor (c).
Conforme mostrado na Figura b, a estrutura de três camadas pode formar duas junções PN, que são chamadas de junção emissor e junção coletora. A direção da seta no transistor símbolo indica a direção da junção do emissor.
Existem duas junções PN com condutividade unidirecional na estrutura interna do transistor, então é claro que pode ser usado como um elemento de comutação, mas ao mesmo tempo, o transistor também é um elemento amplificador. É a sua aparência que contribui para o rápido desenvolvimento da tecnologia eletrônica.

2. O atual efeito de amplificação do transistor
A fonte de tensão DC Vcc deve ser maior que Vbb, para que o circuito atenda às condições externas de amplificação: a junção do emissor é polarizada diretamente e o coletor é polarizado reversamente. Alterando a resistência ajustável Rb, a corrente de base IB, a corrente de coletor Ic e a corrente de emissor IE mudarão, e as seguintes conclusões podem ser tiradas dos resultados da medição:
(1) IE = IB + IC (de acordo com o teorema atual de Kirchhoff)
(2) IC ≈ IB ×? (? é chamado de fator de amplificação atual, que pode caracterizar a capacidade de amplificação atual do transistor)
(3) △ IC ≈ △ IB ×?
Pode-se perceber pelo exposto que o transistor é um dispositivo analógico com amplificação de corrente.

3. Princípio de amplificação de transistor
O seguinte usa NPN transistor como um exemplo para ilustrar sua lei interna de movimento de portadora e o atual princípio de amplificação,
1. Difusão de elétrons da região emissora para a região base: Como a junção emissora está em polarização direta, a maioria dos portadores (elétrons livres) na região emissora continuam a se difundir para a região base e reabastecem continuamente os elétrons da região de potência. alimentação, formando a corrente do emissor IE.
2. Difusão e recombinação de elétrons na área da base: Como a área da base é muito fina, a concentração do portador majoritário (buraco) é muito baixa, então apenas uma pequena parte dos elétrons difundidos do emissor pode se recombinar com os buracos da área da base para formar A corrente de base IB é relativamente pequena e a maioria dos elétrons restantes pode se difundir para a borda da junção do coletor.
3. A área do coletor coleta elétrons difundidos da área do emissor: devido à polarização reversa da junção do coletor, os elétrons que se difundem da área do emissor para a área da base e atingem a borda da área do coletor podem ser puxados para a área do coletor, formando assim um IC de corrente de coletor maior.

4. Características de entrada e saída de transistor
A característica de entrada do transistor refere-se à curva de relação entre a corrente de base IB e a tensão base-emissor UBE quando a tensão coletor-emissor UCE é constante.
Para tubos de silício, quando o UCE excede 1V, a junção do coletor atingiu polarização reversa suficiente para puxar a maioria dos elétrons difundidos da região emissora para a região base para a região coletora. Se o UCE for aumentado neste momento, enquanto o UBE permanecer inalterado (o número de elétrons emitidos da área de emissão para a área de base for constante), o IB permanecerá basicamente inalterado. Ou seja, quando o UCE ultrapassa 1V, as curvas características de entrada basicamente coincidem.
Pode-se ver na figura que, assim como a característica volt-ampère do diodo, a característica de entrada do transistor também tem uma zona morta. Somente quando UBE for maior que a tensão da zona morta, a corrente de base IB do transistor vai aparecer. Normalmente, a tensão da zona morta do tubo de silício é de cerca de 0.5 V e a do tubo de germânio é de cerca de 0.1 V. Em condições normais de trabalho, a tensão de junção do emissor UBE do tubo de silício NPN é de 0.6 a 0.7 V, e a tensão de junção do emissor UBE do tubo de germânio PNP é de -0.2 a -0.3 V.
A característica de saída do transistor refere-se à curva de relação entre a corrente do coletor IC e a tensão coletor-emissor UCE quando a corrente de base IB é constante. Sob diferentes IB, diferentes curvas podem ser obtidas, de modo que as características de saída do transistor são um conjunto de curvas. Normalmente, a curva característica de saída é dividida em três áreas de trabalho:
1. Área de ampliação: A parte quase horizontal da curva característica de produto é a área de ampliação. Na área de amplificação, IC = IB ×?, como os coeficientes de amplificação atuais são aproximadamente iguais em diferentes IBs, a área de amplificação também é chamada de área linear. Para o transistor para trabalhar na área de amplificação, a junção do emissor deve estar em polarização direta e a junção do coletor deve estar em polarização reversa. Para tubos de silicone devem ser feitos UBE>0 e UBC<0.
2. Área de corte: A área abaixo da curva IB = 0 é chamada de área de corte. Na verdade, para o tubo de silício NPN, quando UBE<0.5V, ele começa a cortar, mas para fazer o transistor cortado de forma confiável, UBE≤0V é frequentemente usado. Neste momento, tanto a junção do emissor quanto a junção do coletor estão em polarização reversa.
3. Área de saturação: A parte íngreme da curva característica de saída é a área de saturação. Neste momento, a mudança do IB tem pouca influência no IC, e o ? da área de amplificação não é mais aplicável à área de saturação. Na região de saturação, UCE