Принцип действия транзистора.

Рассмотрим в начале распределение концентрации носителей заряда в слоях транзистора p-n-p типа при отсутствии внешних напряжений. Концентрация основных носителей заряда (ОНЗ) в базе должна быть много меньше концентраций ОНЗ в эмиттере. Это достигается за счёт использования высокоомного исходного полупроводника n-типа. Потенциальный барьер в каждом p-n переходе устанавливается такой величины, чтобы обеспечивалось равновесие диффузионного и дрейфового потоков носителей заряда.

Подключим внешнее напряжение к транзистору таким образом, чтобы эмиттерный переход сместился в прямом направлении, а коллекторный- в обратном (рисунок 1.23).

Рисунок 1.23

Поскольку в эмиттерном переходе внешнее напряжение  действует в прямом направлении, потенциальный барьер для дырок - ОНЗ эмиттерного слоя уменьшается и дырки из эмиттера под действием диффузии будут в большом количестве переходить (инжектировать) в область базы. Аналогично увеличивается поток электронов из базы в эмиттер. Ток эмиттерного перехода можно записать в виде: . Дырочная составляющая тока  в последующем, в основном, достигает коллектора и вызывает коллекторный ток транзистора. Электронная составляющая тока  замыкается по входной цепи через источник питания,  и не используется полезно. Таким образом функцией эмиттерного перехода является инжекция носителей заряда (дырок) в базу.                     Коэффициент инжекции =0.97-0.995. Это достигается за счёт значительного, на два три порядка превышения концентрации ОНЗ в эмиттере над концентрацией ОНЗ в базе. Процессы в базовом слое определяются, в основном, поведением дырок, перешедших в базу через эмиттерный переход. Инжектируемые дырки, попадая в базу, повышают концентрацию дырок в базе в близи эмиттера, что вызывает диффузионное движение дырок в базе в сторону коллектора. Дошедшие до коллекторного перехода дырки ускоряются и перебрасываются в коллектор, создавая коллекторный ток . Наличие дырок и электронов в базе приводит к тому, что в процессе диффузии, некоторая часть дырок рекомбинирует с электронами. Поэтому количество дырок, поступивших из эмиттера не будет равно количеству дырок, дошедших до коллектора ( ). Рекомбинация дырок с электронами создает недостаток электронов в базе. Эти недостающие электроны поступают по цепи базы из источника питания , создавая базовый ток транзистора.

Для определения части дырок, пришедших из эмиттера в коллектор, вводят коэффициент переноса дырок в базе =0,96-0,996.

Для увеличения коэффициента переноса уменьшают толщину базы и увеличивают скорость движения дырок в базе.

Коэффициент передачи тока:

Наличие коллекторного перехода, включенного в обратном направлении , приводит к понижению обратного тока коллекторного перехода , вызванного неосновными носителями заряда  (дырками в базе и электронами в коллекторе). Поскольку концентрация неосновных носителей заряда (НОЗ) зависит от температуры, этот ток часто называют тепловым.

                                                    Рисунок 1.24

Таким образом (рисунок 1.24):

Ток эмиттера: .

 Ток коллектора: .

Ток базы: .

Управляющее свойство транзистора, характеризуется изменением выходного тока под действием подводимого тока  (или напряжения) и вызвано изменением дырочной составляющей коллекторного тока за счёт изменения дырочной составляющей эмиттерного тока.

 Основные соотношения для транзистора: