Transistor Bipolaris Junctionis

Definitio BJT

Transistor Bipolaris Iuncturae (etiam BJT vel BJT Transistor dicitur) est dispositivum semiconductoricum tria terminalia habens, constans duabus iunctionibus p-n quae signum amplificare aut magnificare possunt. Est dispositivum currenti controlatum. Tria terminalia BJT sunt basis, collector et emitter. BJT est genus transistri utentis tam electronos quam foramina ut portatores caricae.

Signum parvae amplitudinis, si ad basin applicatur, in forma amplificata in collectore transistri praebetur. Haec est amplificatio a BJT praebita. Notandum est quod requirit externam alimentationem DC ut processus amplificationis perficiat.

Sunt duo genera transistrorum bipolarium iunctionarum – transistri NPN et transistri PNP. Diagramma horum duorum generum transistrorum bipolarium iunctionarum subiicitur.

Ex figura supra, videre possumus quod omnis BJT tres partes habet nominatas emitter, basis et collector. JE et JC iunctiones emitter et collector respectu repraesentant. Nunc initio sufficit nobis scire quod iunctura emitter-basis est antepropulsata et iunctura collector-basis est retrorsum propulsata. Deinde de his duobus generibus transistrorum dicetur.

Transistor Bipolaris Iunctionae NPN

In transistri bipolari n-p-n (vel npn transistri) unum p-type semiconductorem inter duos n-type semiconductores residet. In diagrammate infra transistri n-p-n ostenditur. Nunc IE, IC sunt currentes emitter et collector respectu et VEB et VCB sunt voltus emitter-basis et collector-basis respectu. Secundum consuetudinem, si pro emitter, base et collector currentes IE, IB et IC in transistri vadunt, signum currentis positivum accipitur, et si ex transistri egreditur, tunc signum negativum accipitur. Tabulare possumus diversos currentes et voltus intra transistri n-p-n.

Transistor Bipolaris Iunctionae PNP

Similiter pro transistor bipolare iunctionae p-n-p (vel pnp transistri), semiconductorem n-type inter duos semiconductores p-type inclusus est. Diagramma transistri p-n-p infra ostenditur.

Pro transistris p-n-p, currentis in transistri per terminalem emitter intrat. Sicut in omni transistri bipolare iunctionae, iunctura emitter-basis est antepropulsata et iunctura collector-basis est retrorsum propulsata. Tabulare possumus currentes emitter, basis et collector, sicut etiam voltus emitter-basis, collector-basis et collector-emitter pro transistris p-n-p.

Principium Operativum BJT

Figura ostendit transistri n-p-n in regione activa praepositum (vide praepositionem transistri), iunctura BE est antepropulsata, iunctura CB autem retrorsum propulsata. Latitudo regionis depletionis iunctionis BE minor est comparata cum latitudine regionis depletionis iunctionis CB.

Antepropulsatio in iunctura BE potentialis barrierae minuit, permitens electronibus fluere ab emitter ad basin. Quia basis tenuis et levis est, paucissima foramina habet. Circa 2% electronum a emitter provenientium recombiniunt cum foraminibus in basi et effluunt per terminalem basis.

Hoc constituit currentem basalis, qui fluit propter recombinationem electronorum et foraminum (notandum est quod directio conventionalis currentis contra directionem fluxus electronorum est). Reliquus magnus numerus electronum transibit iunctionem collector retrorsum propulsatam constituendo currentem collector. Ita secundum KCL,

Currentis basalis est minimus comparatus cum currente emitter et collector.

Hic, maior pars portatorum caricae sunt electroni. Operatio transistri p-n-p eadem est atque n-p-n, sola differentia est quod maiori portatores caricae sunt foramina potius quam electroni. Pars modica currentis fluit propter portatores caricae majoritatis et pars maxima currentis fluit propter portatores caricae minoritatis in BJT. Hinc vocantur dispositiva portatorum caricae minoritatis.

Circuitus Aequivalens BJT

Iunctura p-n repraesentatur diodo. Quia transistri duas iunctiones p-n habet, aequivalens est duobus diodes coniunctis retro ad retro. Hoc vocatur analogia duorum diodorum BJT.

Characteristica Transistorum Bipolarium Iunctionarum

Tres partes BJT sunt collector, emitter et basis. Antequam de characteristica transistrorum bipolarium iunctionarum agamus, noscere debemus de modis operationis huius generis transistrorum. Modus sunt

• Modus Basis Communis (CB)

• Modus Emitter Communis (CE)

• Modus Collector Communis (CC)

Omnes tres genera modorum infra ostenduntur.

Nunc ad characteristica BJT, sunt diversa characteristica pro diversis modis operationis. Characteristica nihil aliud est quam formae graphicae relationum inter diversas variabiles currentis et voltus transistri. Characteristica pro transistris p-n-p dantur pro diversis modis et parametri.

Characteristica Basis Communis

Characteristica Input

Pro transistri p-n-p, currentis input est currentis emitter (IE) et voltus input est voltus collector-basis (VCB).

Cum iunctura emitter-basis sit antepropulsata, ideo graphus IE versus VEB similis est characteristicae antepropulsatae diodi p-n. IE crescit pro VEB fixo quando VCB crescit.

Characteristica Output

Characteristica output ostendit relationem inter voltus output et currentis output IC est currentis output et voltus collector-basis et currentis emitter IE est currentis input et operatur ut parameter. Figura infra ostendit characteristica output pro transistri p-n-p in modo CB.

Ut scimus pro transistris p-n-p IE et VEB sunt positivi et IC, IB, VCB sunt negativi. Sunt tres regiones in curva, regio activa, regio saturationis et regio cut-off. Regio activa est regio ubi transistri normaliter operatur.

Hic iunctura emitter est retrorsum propulsata. Nunc regio saturationis est regio ubi ambo iunctiones emitter-collector sunt antepropulsatae. Et denique, regio cut-off est regio ubi ambo iunctiones emitter et collector sunt retrorsum propulsatae.

Characteristica Emitter Communis

Characteristica Input

IB (currentis basis) est currentis input, VBE (voltus basis-emitter) est voltus input pro modo CE (Emitter Communis). Itaque, characteristica input pro modo CE erit relatio inter IB et VBE cum VCE ut parameter. Characteristica ostenditur infra.

Typica characteristica input CE similes sunt characteristicae antepropulsatae diodi p-n. Sed cum VCB crescit, latitudo basis decrescit.

Characteristica Output

Characteristica output pro modo CE est curva vel graphus inter currentem collector (IC) et voltum collector-emitter (VCE) cum currente basis IB ut parameter. Characteristica ostenditur infra in figura.

Sicut characteristica output transistri common-base, etiam CE modus habet tres regiones nominatas (i) regio activa, (ii) regio cut-off, (iii) regio saturationis. Regio activa habet iunctionem collector retrorsum propulsatam et iunctionem emitter antepropulsatam.

Pro regio cut-off, iunctura emitter leviter retrorsum propulsata est et currentis collector non totaliter intercluditur. Et denique pro regio saturationis, ambo iunctiones collector et emitter sunt antepropulsatae.