Транзистор (в отличие от электронной лампы) допускает инверсное (обратное) включение, при котором коллектор выполняет роль эмиттера, а эмиттер коллектора. Эта осЛенность транзистора позволяет значительно упростить ряд электронных схем, в которых в процессе работы производится последовательная смена направлений передачи сигналов (меняются вход и выход элементарной схемы). Кроме того, ряд параметров транзистора при его инверсном включении улучшается. Например, уменьшаются остаточные параметры (что очень важно при использовании транзистора в качестве электронного ключа), увеличивается граничная частота транзистора в схеме с инверсным общим эмнттером, уменьшается внутренняя обратная связь, уменьшается зависимость параметров транзистора и его режима от действия различных дестабилизирующих факторов и т. п. Поэтому, несмотря на уменьшение инверсных коэффициентов передачи тока эмиттера и тока базы, при создании некоторых специальных схем может оказаться целесообразным использование инверсного включения транзистора; следует иметь в виду, что в обычной схеме включения транзистор, нагруженный на индуктивность, при резком переключении может на короткое время попадать в инверсный режим. Необходимость знакомства с инверсным режимом объясняется также тем, что ряд параметров транзистора при его обычном включении выражается через инверсные параметры.

Знание особенностей инверсного режима поможет читателю глубже уяснить себе физические процессы, протекающие в транзисторе, даст ему представление о широких (далеко не исчерпанных) возможностях его применения.

Книга рассчитана на подготовленных радиолюбителей, знакомых с основами транзисторной техники, общие основные сведения о которых приведены в ней лишь в том минимальном объеме, который необходим для изложения вопросов инверсного режима и сопоставления инверсных параметров с обычными. При изложений материала основной упор сделан на наиболее распространенную схему включения транзистора с общим эмиттером и рассмотрены основные аспекты инверсного включения транзистора по этой схеме.

Автор

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О СПОСОБАХ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА

Транзисторы представляют собой трехслойную полупроводниковую структуру, образующую два взаимодействующих р-п перехода (рис. В монокристалле транзистора можно выделить три области: эмиттерную, базовую и коллекторную. Переход, который образуется на границе областей эмиттер - база, называется эмиттерным, а на границе база - коллектор - коллекторным. Проводимость базы может быть как дырочной, так и электронной; соответственно различают транзисторы со структурами п-р-п и р-п-р (рис. Ьа).

Принцип работы транзисторов обоих типов одинаков, за исключением того, что в транзисторе типа п-р-п ток, текущий через базу от эмиттера к коллектору, создают электроны, а в транзисторе типа р-п-р этот ток создают дырки.

На схемах эмиттер изображают стрелкой, которая указывает прямое направление тока эмиттерного перехода (рис. 1,5). В нормальном усилительном режиме работы транзистора эмнттерный переход включают в прямом направленти, а коллекторный - в обратном (рис. 1,6).

Рассматривая трехслойную полупроводниковую структуру, можно убедиться, что у транзистора нет принципиальных различий между эмиттерным и коллекторным переходами и (при включении транзистора в схему) их можно поменять местами, т. е. коллекторный переход использовать в качестве эмиттерного, а эмиттерный ~ в качестве коллекторного. Но при конструировании кристалла всегда добиваются того, чтобы прямой ток эмиттерного перехода практически целиком замыка. ся через коллекторную цепь и основной

параметр тршзистора ~ дифференциальный коэффициент передачи тока эмиттера

а =

был близок к единице (а = 0,93-0,99). Для этого необходимо выполнение следующих основных условий:

1. База транзистора должна быть настолько тонкой, чтобы инжектированные в нее носители могли относительно свободно достигать коллекторного перехода.

2. Эмиттерная область в сравнении с областью базы должна иметь большую концентрацию примеси [большую концентрацию основных носителей (рис. Le)], чтобы прямой ток змпттера в основном определялся носителями, инжектируемыми эмиттером в базу.