Tranzistorul Bipolar

Tranzistoarele bipolare (TB) sunt dispozitive semiconductoare alcatuite dintr-o succesiune de trei regiuni realizate prin impurificarea aceluiasi cristal semiconductor, regiunea centrala fiind mult mai ingusta si de tip diferit fata de regiunile laterale. Regiunea centrala este mult mai slab dotata cu impuritati decat celelalte regiuni si se numeste baza (B). Una dintre regiunile laterale, puternic dotata cu impuritati, se numeste emitor (E), iar cealalta, mai saraca in impuritati decat emitorul, se numeste colector (C). Regiunile TB formeaza cele doua jonctiuni ale acestuia.

Structura TB:

Structurile celor doua tipuri de TB reprezinta modelele structurale unidimensionale ale acestora. denumirile regiunilor extreme sunt corelate cu functiile lor. E este sursa de purtatori, care determina in general curentul prin tranzistor, iar C colecteaza purtatorii ajunsi aici. B are rolul de a controla (modifica) intensitatea curentului prin tranzistor in functie de tensiunea dintre B si E.

Tranzistorul transfera curentul din circuitul de intrare de rezistenta mica in circuitul de iesire de rezistenta mare, de unde si denumirea de tranzistor (TRANSISTOR = TRANSFER RESISTOR).

Simboluri TB:

Sensurile curentilor si tensiunilor:

Conform notatiilor din figura 1 la bornele tranzistorului se pot scrie ecuatiile:

Functionarea tranzistorului la variatii lente in timp sau curent continuu estedescrisa de ecuatiile Ebers-Moll.

Modelul Ebers-Moll este valabil pentru orice polaritate a tensiunilor aplicate din exterior, adica pentru orice situatie de polarizare a jonctiunilor.

Sensurile tensiunilor si curentilor din ecuatii corespund notatiilor din figura 1 pentru fiecare tip de tranzistor. Functionarea dispozitivului este complet determinata daca se stiu parametrii: αF , αR , IES , ICS , unde :

αF se numeste factor de transfer direct in curent in conexiune baza comuna

αR se numeste factor de transfer invers in curent in conexiune baza comuna

IES si ICS sunt curentii de saturatie ai celor doua jonctiuni

CONEXIUNI FUNDAMENTALE ALE TRANZISTORULUI BIPOLAR

Asa cum am mai spus TB trebuie tratat ca un diport (cuadripol), dar având doar trei borne, una dintre ele va fi comuna circuitelor de intrare si iesire. TB are trei noduri de conectare fundamentale:

– conexiunea BC (cu baza comuna) (fig. a);

– conexiunea EC (cu emitorul comun) (fig. b);

– conexiunea CC (cu colectorul comun) (fig. c).

Regimuri de functionare. Se definesc in functie de polarizarile aplicate jonctiunilor:

Caracteristicile tranzistorului in conexiunea baza comuna (BC) :

Acestea se definesc privind tranzistorul ca pe un cuadripol.