องค์ประกอบของกระแสไฟฟ้าในทรานซิสเตอร์

นิยามองค์ประกอบของกระแสทรานซิสเตอร์

องค์ประกอบของกระแสในทรานซิสเตอร์ประกอบด้วยกระแสอีมิตเตอร์ (IE) กระแสเบส และกระแสคอลเลกเตอร์

ในทรานซิสเตอร์ NPN กระแสไหลเนื่องจากอิเล็กตรอน ในขณะที่ในทรานซิสเตอร์ PNP กระแสไหลเนื่องจากโฮล ทำให้ทิศทางของกระแสตรงข้ามกัน ลองสำรวจองค์ประกอบของกระแสในทรานซิสเตอร์ PNP ที่มีการกำหนดฐานร่วมกัน จุดต่อระหว่างอีมิตเตอร์และเบส (JE) มีการอัดขั้วในทิศทางเดียวกับกระแส และจุดต่อระหว่างคอลเลกเตอร์และเบส (JC) มีการอัดขั้วในทิศทางตรงข้ามกับกระแส ภาพแสดงองค์ประกอบของกระแสทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง

เราทราบว่า กระแสเข้าสู่ทรานซิสเตอร์ผ่านอีมิตเตอร์ และกระแสที่เรียกว่ากระแสอีมิตเตอร์ (IE) กระแสนี้ประกอบด้วยสองส่วน คือ กระแสโฮล (IhE) และกระแสอิเล็กตรอน (IeE) IeE เกิดจากการผ่านของอิเล็กตรอนจากเบสไปยังอีมิตเตอร์ และ IhE เกิดจากการผ่านของโฮลจากอีมิตเตอร์ไปยังเบส

ในทรานซิสเตอร์อุตสาหกรรม อีมิตเตอร์ถูกดอปมากกว่าเบส ทำให้กระแสอิเล็กตรอนน้อยมากเมื่อเทียบกับกระแสโฮล ดังนั้น กระแสอีมิตเตอร์ทั้งหมดเกิดจากการผ่านของโฮลจากอีมิตเตอร์ไปยังเบส

บางส่วนของโฮลที่ข้ามจุดต่อ JE (จุดต่ออีมิตเตอร์) จะรวมกับอิเล็กตรอนที่อยู่ในเบส (N-type) ดังนั้น ไม่ใช่โฮลทั้งหมดที่ข้าม JE จะไปถึง JC โฮลที่เหลือจะไปถึงจุดต่อคอลเลกเตอร์ซึ่งทำให้เกิดส่วนของกระแสโฮล (IhC) จะมีการรวมตัวของโฮลในเบสและกระแสที่ออกจากเบสจะเป็น

อิเล็กตรอนในเบสที่หายไปเนื่องจากการรวมตัวกับโฮลที่ถูกฉีดผ่าน JE จะถูกทดแทนด้วยอิเล็กตรอนที่เข้ามาใหม่ โฮลที่มาถึงจุดต่อคอลเลกเตอร์ (JC) จะข้ามเข้าสู่พื้นที่คอลเลกเตอร์

เมื่อวงจรอีมิตเตอร์ถูกเปิดวงจร แล้ว IE = 0 และ IhC = 0 ในกรณีนี้ เบสและคอลเลกเตอร์จะทำงานเหมือนไดโอดที่ถูกอัดขั้วในทิศทางตรงข้าม ที่นี่ กระแสคอลเลกเตอร์ IC จะเท่ากับกระแสอิ่มตัวในทิศทางตรงข้าม (ICO หรือ ICBO)

ICO เป็นกระแสเล็กๆ ที่ผ่านไดโอด PN junction ซึ่งเกิดจากพาหะประจุต่ำที่ถูกผลักดันโดยแรงดันอุปสรรค กระแสตรงข้ามนี้จะเพิ่มขึ้นหากจุดต่อถูกอัดขั้วในทิศทางตรงข้าม และจะมีทิศทางเดียวกับกระแสคอลเลกเตอร์ กระแสจะมีค่าอิ่มตัว (I0) ที่แรงดันอัดขั้วตรงข้ามระดับปานกลาง

เมื่อจุดต่ออีมิตเตอร์ถูกอัดขั้วในทิศทางเดียวกับกระแส (ในช่วงการทำงานแบบแอคทีฟ) กระแสคอลเลกเตอร์จะเป็น

α เป็นค่าการขยายกระแสสัญญาณขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระแสอีมิตเตอร์ที่ประกอบด้วย IhC

ในทรานซิสเตอร์ PNP กระแสอิ่มตัวในทิศทางตรงข้าม (ICBO) จะประกอบด้วยกระแสที่เกิดจากโฮลที่ผ่านจุดต่อคอลเลกเตอร์จากเบสไปยังคอลเลกเตอร์ (IhCO) และกระแสที่เกิดจากอิเล็กตรอนที่ผ่านจุดต่อคอลเลกเตอร์ในทิศทางตรงข้าม (IeCO)

Total current entering the transistor will be equal to the total current leaving the transistor (according to Kirchhoff’s current law).

พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของกระแส

การขยายกระแส DC (αdc): สามารถเรียกว่าการขยายกระแส DC ของทรานซิสเตอร์ฐานร่วม นี่จะเป็นบวกเสมอและจะน้อยกว่าหนึ่ง

การขยายกระแสสัญญาณขนาดเล็ก (αac): ด้วยแรงดันระหว่างคอลเลกเตอร์และเบสคงที่ (VCB) นี่จะเป็นบวกเสมอและจะน้อยกว่าหนึ่ง