Транзисторы относятся к многополюсным электронным приборам и предназначены, в первую очередь, для усиления электрических сигналов. Название транзистор (transistor) является сокращением от словосочетания transfer resistor - управляемый резистор. Исходя из этого, в простейшем случае, транзистор можно представить в виде переменного резистора, управляемого внешним напряжением, как это показано на рисунке 1 (слева). По принципу действия транзисторы подразделяются на два основных класса: биполярные транзисторы и полевые (униполярные) транзисторы. В биполярных транзисторах физические процессы определяются движением носителей заряда обоих знаков – основных и неосновных, что отражено в их названии. В полевых (униполярных) транзисторах используется движение носителей одного знака (основных носителей). Обобщенная структура транзистора, представлена на рисунке 1 (справа). Она состоит из источника свободных носителей заряда, приемника свободных носителей заряда, канала и управляющей системы.
Рисунок 1 - Обобщенная структура транзистора
Источник свободных носителей заряда предназначен для образования свободных носителей заряда (СНЗ). В электронных приборах СНЗ образуются на границе двух сред (металл-вакуум, P-N переход и т. д.). В конкретных электронных приборах источником СНЗ является катод (эмиттер, исток). В качестве свободных носителей заряда могут выступать отрицательно заряженные частицы (электроны) или положительно заряженные частицы (дырки). В соответствии с этим различают электронные приборы с N-каналом и P-каналом.
Приемник свободных носителей заряда предназначен для создания направленного движения и приема СНЗ. Для создания такого потока в электронных приборах с N-каналом на приемник надо подавать напряжение больше нуля, а с P-каналом – напряжение меньше нуля. В конкретных электронных приборах приемником является анод (коллектор, сток).
Канал – это пространство между источником и приемником, по которому перемещаются свободные носители заряда.
Управляющая система предназначена для управления потоком СНЗ. Изменяя напряжение или ток управляющего полюса, можно изменять в широких пределах ток приемника (диаметр потока СНЗ, плотность потока СНЗ или пространственное положение потока СНЗ). В конкретных электронных приборах управляющей системой является сетка (база, затвор).
Главная особенность управляющей системы многополюсных электронных приборов заключается в том, что конструктивно она выполняется так, что небольшие изменения тока или напряжения на управляющем полюсе приводят к значительному изменению тока приемника, т. е.
За счет этого многополюсные электронные приборы позволяют усиливать электрические сигналы. Действительно, мощность, расходуемая в управляющей системе, будет определяться выражением:
Мощность, выделяемая в цепи приемника, на нагрузочном элементе будет определяться выражением:
При выполнении вышеуказанного условия следует, что:
Посмотрите связанные статьи:
Условные обозначения, структура и режимы работы биполярного транзистора
Характеристики биполярных транзисторов
Параметры биполярных транзисторов
Обеспечение режима работы
с помощью автономного источника питания и делителя напряжения