12.3 : עקרון העבודה של BJT

טרנזיסטור ביפולרי (BJT), במיוחד טרנזיסטור PNP בתצורת בסיס משותף, מגביר או מחליף אותות אלקטרוניים ביעילות על ידי שליטה בזרימת נושאי המטען. דיון זה מתמקד בהפעלתו במצב הפעיל.

בתצורת PNP, הפולט מאולח בכבדות עם נושאי מטען חיוביים (חורים), בעוד שהבסיס מאולח קלות בנשאים שליליים (אלקטרונים). הגדרה זו מאפשרת הטיה קדימה על פני צומת פולט-בסיס, מקטינה את המחסום הפוטנציאלי ומאפשרת לחורים להתפזר מהפולט אל הבסיס. חורים אלה מנסים לחצות לכיוון הקולט. במהלך המסע הזה, כמה חורים מתחברים מחדש עם אלקטרונים בבסיס, ומפחיתים את מספר הנשאים המגיעים לקולט ותורמים לזרם הבסיס. במקביל, האלקטרונים הנוצרים תרמית של הקולט נעים לעבר הבסיס, ומוסיפים לזרם הקולט.

המרכיב העיקרי של זרם הפולט הם החורים המתפזרים הללו. זרם הבסיס נובע מההבדל בין זרם הפולט לזרם הקולט, שהוא חיוני בשמירה על ניטרליות המטען בבסיס. יעילות הטרנזיסטור נמדדת לפי הרווח הנוכחי שלו, הכולל שני גורמים קריטיים: יעילות הפולט ומקדם העברת בסיס. יעילות הפולט מציינת את חלק הנשאים המוזרקים מהפולט שתורמים לזרם המוצא. לעומת זאת, מקדם ההובלה הבסיסית משקף את שיעור המובילים הללו המגיעים לקולט. באופן אידיאלי, שני הערכים צריכים להתקרב לאחדות, המסמלת הובלה יעילה של מובילים ושילוב מינימלי.

יתרה מכך, כל זרם דליפה בין הקולט לבסיס כאשר צומת הפולט-בסיס פתוח, נכלל בחישוב זרם הקולט במונחים של רווח זרם. דליפה זו מציינת חוסר יעילות תפעולית, המשפיעה על ביצועי הטרנזיסטור במעגלים אלקטרוניים.