Quomodo Transistor Operatur

Quomodo Transistor Operatur?

Transistoris Definitio

Transistor definitor est ut dispositivum semiconductore ad amplificandum vel commutandum signa electronica.

Diversi genera transistorum sunt praebita, sed nos in NPN transistori modo emittentis communis focalizabimus. Hoc genus habet regionem emittentem valde dotatam et latam, quae continet multos electronos liberos (portatores majoritatis).

Regio collectoris lata est et moderatae dotationis, itaque pauciores electronos liberos habet quam emitter. Regio basis valde tenuis est et leviter dotata, cum parvo numero foraminum (portatores majoritatis). Nunc, coniungimus unam batteriam inter emitter et collector. Terminalis emitter transistri coniungitur ad terminalem negativum batteriae. Itaque iunctura emitter-basis fit praepropulsata, et iunctura basis-collector fit retropropulsata. In hac conditione, nullus fluitus per dispositivum currit. Antequam ad operationem realem dispositivi procedamus, recolamus constructiones et details dotationis NPN transistri. Hic regio emitter lata est et valde dotata. Itaque concentratio portatorum majoritatis (electronorum liberorum) in hac regione transistri valde alta est.

Regio basis, contra, valde tenuis est, in gradu paucorum micrometrorum, dum regiones emitter et collector in gradu millimetrorum sunt. Dotatio medii strati p-typici valde parva est, et proinde numerus foraminum in hac regione valde parvus est. Regio collector lata est, sicut iam diximus, et dotatio hic moderata est, itaque numerus moderatus electronorum liberorum in hac regione praesens est.

Voltus applicatus inter emitter et collector cadit in duobus locis. Primum, iunctura emitter-basis habet potentialem barrierae praepropulsatae circa 0.7 voltus in transistris silicis. Restantia voltage cadit inter iuncturam basis-collector ut barriera retropropulsata.

Quodlibet sit voltus trans dispositivum, potentialis barrierae praepropulsatae inter iuncturam emitter-basis semper manet 0.7 voltus, et restans voltus fontalis cadit inter iuncturam basis-collector ut potentialis barrierae retropropulsatae.

Hoc significat voltus collector non potest superare potentialis barrierae praepropulsatae. Itaque electroni liberi in emitter non possunt transire in basim. Proinde, transistor agit ut clavis off.

NB: – In hac conditione, cum transistor non conducit ullum fluitum idealiter, non erit voltus cadens in resistencia externa, itaque totus voltus fontalis (V) cadit inter iuncturas ut in figura supra ostenditur.

Nunc videamus quid accidat si applicemus voltus positivum ad terminalis basis dispositivi. In hac situacione, iunctura basis-emitter accipit voltus praepropulsatum individualiter et certe, hoc superare potest potentialis barrierae praepropulsatae, itaque portatores majoritatis, id est, electroni liberi in regione emitter transibunt iuncturam et venient in regionem basis ubi pauci foramina recombini possunt.

Sed propter electricum campum trans iuncturam, electroni liberi migrantes ex regione emitter accipiunt energiam kineticam. Regio basis tam tenue est ut electroni liberi ex emitter non habeant sufficientem tempus ad recombinationem, itaque transibunt regionem depletionis retropropulsatae et ultime venient in zonam collectoris. Quia barriera retropropulsata praesens est inter iuncturam basis-collector, non impediet fluitum electronorum liberiorum ex basis ad collector, cum electroni liberi in regione basis sint portatores minoritatis.

In hac via, electroni fluent ex emitter ad collector, et ergo fluitus ab collector ad emitter incipit. Quia pauci foramina praesentes sunt in regione basis, aliqui electroni venientes ex regione emitter recombinent cum his foraminibus et contribuent fluitum basis. Fluitus huius basis multo minor est quam fluitus ab collector ad emitter.

Aliqui electroni ex emitter contribuunt ad fluitum basis, dum plures transibunt collector. Fluitus emitter est totalis fluitus basis et collector. Ergo, fluitus emitter est summa fluitus basis et collector.

Nunc augeamus voltus basis applicatum. In hac situacione, propter voltus praepropulsatum augmentatum inter iuncturam emitter-basis, proportionate plus electronorum liberorum venient ex regione emitter ad regionem basis cum plus energia kinetica. Hoc causat incrementum proportionale fluitus collector. In hac via, per controllandum parvum signum basis, possumus controlare magnum signum collector. Haec est principium operativum basicum transistri.