Bagaimana Transistor Berfungsi

Bagaimana Transistor Berfungsi?

Definisi Transistor

Transistor didefinisikan sebagai peranti semikonduktor yang digunakan untuk memperkuat atau mengalihkan isyarat elektronik.

Terdapat pelbagai jenis transistor yang tersedia, tetapi kami akan fokus pada transistor NPN dalam mod penghantar biasa. Jenis ini mempunyai kawasan penghantar yang sangat berdop dan lebar, yang mengandungi banyak elektron bebas (pengangkut majoriti).

Kawasan pengumpul adalah lebar dan sedikit berdop, jadi ia mempunyai lebih sedikit elektron bebas daripada penghantar. Kawasan asas sangat nipis dan sedikit berdop, dengan jumlah lubang yang kecil (pengangkut majoriti). Sekarang, kita sambungkan satu bateri di antara penghantar dan pengumpul. Terminal penghantar transistor disambungkan ke terminal negatif bateri. Oleh itu, persimpangan penghantar-asas menjadi bias maju, dan persimpangan asas-pengumpul menjadi bias songsang. Dalam keadaan ini, tidak akan ada arus yang mengalir melalui peranti. Sebelum pergi ke operasi sebenar peranti, mari kita ingat kembali rincian pembinaan dan dopan transistor NPN. Di sini, kawasan penghantar lebih lebar dan sangat berdop. Oleh itu, kepekatan pengangkut majoriti (elektron bebas) di kawasan ini sangat tinggi.

Kawasan asas, pula, sangat nipis, iaitu dalam lingkungan beberapa mikrometer, manakala kawasan penghantar dan pengumpul dalam lingkungan milimeter. Dopan lapisan p-type tengah sangat rendah, dan hasilnya, terdapat bilangan lubang yang sangat kecil di kawasan ini. Kawasan pengumpul lebih lebar seperti yang telah kita katakan, dan dopan di sini adalah sederhana, dan oleh itu, terdapat bilangan elektron bebas yang sederhana di kawasan ini.

Voltan yang dikenakan antara penghantar dan pengumpul jatuh di dua tempat. Pertama, persimpangan penghantar-asas mempunyai potensi halangan maju sekitar 0.7 volt dalam transistor silikon. Baki voltan jatuh merentasi persimpangan asas-pengumpul sebagai halangan songsang.

Apapun voltan merentasi peranti, potensi halangan maju merentasi persimpangan penghantar-asas sentiasa 0.7 volt, dan baki voltan sumber jatuh merentasi persimpangan asas-pengumpul sebagai potensi halangan songsang.

Ini bermaksud voltan pengumpul tidak dapat mengatasi potensi halangan maju. Oleh itu, elektron bebas di penghantar tidak dapat melintasi ke asas. Akibatnya, transistor bertindak seperti switch mati.

NB: – Pada keadaan ini, transistor tidak mengalirkan arus secara ideal, maka tidak akan ada jatuh voltan pada rintangan luar, oleh itu, seluruh voltan sumber (V) akan jatuh merentasi persimpangan seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas.

Sekarang mari kita lihat apa yang berlaku jika kita menerapkan voltan positif pada terminal asas peranti. Dalam situasi ini, persimpangan penghantar-asas mendapat voltan maju secara individu dan tentunya, ia dapat mengatasi potensi halangan maju, dan oleh itu, pengangkut majoriti, iaitu elektron bebas di kawasan penghantar akan melintasi persimpangan dan masuk ke kawasan asas di mana mereka mendapat bilangan lubang yang sangat sedikit untuk bergabung semula.

Namun, kerana medan elektrik merentasi persimpangan, elektron bebas yang bermigrasi dari kawasan penghantar mendapat tenaga kinetik. Kawasan asas sangat nipis sehingga elektron bebas yang datang dari penghantar tidak mendapat masa yang cukup untuk bergabung semula dan akhirnya melintasi kawasan deplesi yang dibias songsangkan dan akhirnya tiba di zon pengumpul. Kerana terdapat halangan songsang merentasi persimpangan asas-pengumpul, ia tidak akan menghalang aliran elektron bebas dari asas ke pengumpul kerana elektron bebas di kawasan asas adalah pengangkut minoriti.

Dengan cara ini, elektron mengalir dari penghantar ke pengumpul dan oleh itu, arus pengumpul ke penghantar bermula. Karena terdapat beberapa lubang di kawasan asas, sebahagian elektron yang datang dari kawasan penghantar akan bergabung semula dengan lubang-lubang ini dan menyumbang kepada arus asas. Arus asas ini agak lebih kecil daripada arus pengumpul ke penghantar.

Beberapa elektron dari penghantar menyumbang kepada arus asas, sementara kebanyakan melalui pengumpul. Arus penghantar adalah jumlah arus asas dan pengumpul. Jadi, arus penghantar adalah hasil tambah arus asas dan pengumpul.

Sekarang mari kita meningkatkan voltan asas yang diterapkan. Dalam situasi ini, disebabkan oleh peningkatan voltan maju merentasi persimpangan penghantar-asas, lebih banyak elektron bebas akan datang dari kawasan penghantar ke kawasan asas dengan lebih banyak tenaga kinetik. Ini menyebabkan peningkatan arus pengumpul secara proporsional. Dengan cara ini, dengan mengawal isyarat asas yang kecil, kita dapat mengawal isyarat pengumpul yang agak besar. Ini adalah prinsip asas kerja transistor.