243 (49)

243

Podstawowa struktura tranzystora bipolarnego

obwodu sterowanego (wyjściowego). Z uwagi na dążenie do uzyskania jak największego wzmocnienia napięciowego obwód wyjściowy powinien mie<5 właściwości źródła prądowego. Źródło prądowe można obciążyć bardzo dużą rezystancją; wówczas niewielkie przyrosty prądu wywołują bardzo duże przyrosty napięcia na rezystancji obciążenia. Z rozdziału 3 wiadomo, że złącze p-n, spolaryzowane w kierunku zaporowym, ma właściwości źródła o stałej wydajności prądowej, gdyż w szerokim zakresie zmian napięcia polaryzacji lub rezystancji obciążenia prąd w obwodzie jest wielkością stałą, określoną prądem nasycenia złącza p-n (rys. 5.3). Jeżeli potrafimy sterować prąd I_s, to uzyskamy wzmacniacz o bardzo

^,-4	0 2
f		■e- g-bj
/
		-U

Rys. 5.4

Zmiany charakterystyki I,(U) spowodowane zmianami koncentracji nośników mniejszościowych wskutek oświetlenia złącza

Rys. 5.3

Złącze p-n spolaryzowano w kierunku zaporowym jako źródło o stałej wydajności prądowej; Ji_L rezystancja obciążenia:/,— wsteczny prąd nasycenia złącza p-n

dużym wzmocnieniu napięciowym. (Chcielibyśmy, aby wzmacniacz działał tylko w kierunku od wejścia do wyjścia. Prąd I_s powinien wuęc zależeć tylko od sygnału wejściowego. Zauważmy, ze brak zależności prądu I_s od napięcia wyjściowego jest cechą korzystną nie tylko ze względu na możliwość uzyskania dużego wzmacniacza napięciowego, lecz również dlatego, że zostaje wyeliminowane niepożądane oddziaływanie sygnału wyjściowego na wejściowy). Z rozdziału 3 wiadomo, że prąd I_s jest prądem nośników mniejszościowych, zależnym wprost proporcjonalnie od koncentracji tych nośników. Z kolei koncentrację nośników mniejszościowych można zmieniać różnymi sposobami. Między innymi oświetlenie złącza lub wzrost temperatury powodują zwiększenie koncentracji nośników mniejszościowych—przeto zwiększenie prądu I_s (rys. 5.4). Dodatkową liczbę nośników mniejszościowych można również, wprowadzić do bazy złącza p-n z obwodu zewnętrznego, jeżeli kontakt bazy z obwodem zewnętrznym będzie miał właściwości wstrzykiwania. Takie właściwości ma złącze p-n spolaryzowane w kierunku przewodzenia. Zatem kontakt metalu z bazą złącza należy zamienić na złącze n-p. W ten sposób powstaje struktura dwuzłączowa n-p-n. Polaryzacja złącza pierwszego w kierunku przewodzenia powoduje wstrzykiwanie elektronów z obszaru N do obszaru P będącego wspólną bazą obu złączy. Elektrony dostarczane do obszaru P — jako nośniki mniejszościowe — biorą udział w prądzie I_s drugiego złącza spolaryzowanego w kierunku zaporowymi (oczywiście pod warunkiem, że baza będzie cienka). W ten sposób obwód wyjściowy ma właściwości sterowanego źródła prądowego, gdyż wszelkie zmiany prądu płynącego przez pierwsze złącze w kierunku przewodzenia powodują proporcjonalne zmiany prądu I_s drugiego złącza. Kolejne fazy rozumowania prowadzącego do utworzenia tranzystora, czyli struktury' mającej pożądane właściwości wzmacniacza sygnałów elektrycznych, przedstawiono na lys. 5.5.

Analogicznie rozumując można by zaproponować również tranzystor w postaci struktury p-n-p, w którym pierwsze złącze spolaryzowane w kierunku przewodzenia wstrzy-«•