Біполярним транзистором називають напівпровідниковий прилад, основу якого складають два електронно-діркових переходи, які взаємодіють, та який має три або більше виводів. Біполярний транзистор здатний підсилювати, виконувати генераторні та ключові функції.

На рис. 10.10 зображено макет транзистора винахідника і вченого Вільяма Бредфорда Шоклі, американського фізика, дослідника напівпровідників.

Матеріали, методи отримання р-л-переходів, параметри та конструктивне оформлення сучасних транзисторів досить різноманітні.

Транзистор, у якого тип електропровідності областей змінюється у такому порядку: р (емітер), л (база), р (колектор), називають транзистором типу р-п-р. Він може бути виготовлений на основі кремнію л-типу. Якщо як базу використовувати германій або кремній p-типу, а емітерний і колекторний переходи утворити за допомогою донорних матеріалів, то отримаємо транзистор типу л-р-л. Такі транзистори застосовують у високочастотних схемах.

Принцип дії транзисторів обох типів однаковий. Відмінність у тому, що полярність увімкнення джерел живлення Bail і Bat2 для них протилежна (рис. 10.11). На цьому рисунку зображена схема із загальним емітером на біполярних транзисторах, відповідно, л-р-л і р-п-р типів. У транзисторі типу л-р-л колекторний струм створюється рухом дірок, а у транзисторі типу р-п-р - рухом електронів.

Зазначимо, що назви «емітер» (інжектор, випромінювач носіїв заряду), «колектор» (збирач носіїв) та «база» відповідають функціональному призначенню цих частин біполярного транзистора.

Полярність електродів транзисторів показана на рис. 10.12, причому база заземлена (потенціал дорівнює нулю).

Розглядаючи послідовність прошарків біполярного транзистора, неважко переконатись, що дієздатність приладу збережеться, якщо емітер та колектор поміняти місцями. Але вмикати транзистор у схему слід у суворій відповідності з позначенням його виводів згідно із типом транзистора.

Незалежно від типу транзистора {р-п-р або п-р-п) застосовують три основні схеми його увімкнення: зі спільною базою, зі спільним емітером, зі спільним колектором.

Коефіцієнтом підсилення сигналу назвемо відношення його приросту на виході до приросту на вході:

(індекс справа вгорі відповідає схемі увімкнення). Отже, коефіцієнт підсилення за струмом:

за напругою:

за потужністю:

Тут R_H - опір навантаження;

вхідний опір транзистора, уві

мкненого за схемою зі спільною базою. Значення

лежать у межах від одиниць до десятків Ом.

Вхідні та вихідні характеристики транзистора отримують експериментально, перехідні характеристики можуть бути побудовані на основі сімейства вихідних характеристик.

При розрахунку кіл транзистори представляють у вигляді чотириполюсників. При цьому параметри транзистора характеризують коефіцієнтами чотириполюсника. Для біполярного транзистора ці коефіцієнти прийнято називати h-параметрами, їх можна визначити розрахунком або експериментально.

Слід зазначити, що одним із суттєвих недоліків транзисторів є відносно висока нестабільність їхніх параметрів та характеристик. Причини нестабільності такі: розкид параметрів у процесі виготовлення однотипних транзисторів; вплив температури навколишнього середовища; вплив радіоактивних випромінювань; зміна параметрів за зміною частоти підсилювальних сигналів; зміна параметрів при старінні транзисторів з плином часу.

Для транзисторів характерний також відносно високий рівень власних шумів, що викликаються тепловими флуктуаціями щільності носіїв зарядів.

Це матеріал з підручника "Електротехніка та основи електроніки" Гуржій 2020