12.3 : Принцип работы BJT

Биполярный переходной транзистор (BJT), в частности PNP-транзистор в конфигурации с общей базой, эффективно усиливает или переключает электронные сигналы, управляя потоком носителей заряда. В данном обсуждении речь пойдет о его работе в активном режиме.

В конфигурации PNP эмиттер сильно легирован положительными носителями заряда (дырками), а база слегка легирована отрицательными носителями заряда (электронами). Эта установка обеспечивает прямое смещение через переход эмиттер-база, уменьшая потенциальный барьер и позволяя дыркам диффундировать из эмиттера в базу. Эти отверстия затем пытаются пройти к коллектору. Во время этого пути некоторые дырки рекомбинируют с электронами в базе, уменьшая количество носителей, достигающих коллектора и внося свой вклад в ток базы. Одновременно с этим термически генерируемые коллектором электроны движутся к базе, увеличивая ток коллектора.

Основным компонентом эмиттерного тока являются эти диффузионные дырки. Ток базы возникает из-за разницы между током эмиттера и током коллектора, что имеет решающее значение для поддержания нейтральности заряда базы. Эффективность транзистора измеряется коэффициентом усиления по току, который включает в себя два критических фактора: эффективность эмиттера и коэффициент транспортировки базы. Эффективность эмиттера показывает долю носителей, инжектированных из эмиттера, которые вносят вклад в выходной ток. В отличие от этого, коэффициент транспортировки базы отражает долю этих носителей, которые достигают коллектора. В идеале оба значения должны стремиться к единице, что означает эффективный транспорт носителей и минимальную рекомбинацию.

Более того, любой ток утечки между коллектором и базой, когда переход эмиттер-база открыт, включается в расчет тока коллектора с точки зрения коэффициента усиления по току. Эта утечка указывает на неэффективность работы, влияющую на работу транзистора в электронных схемах.