Dvipolio tranzistoriaus tyrimas

2.1 Dvipolis tranzistorius kaip dviejų diodų sistemaDvipolis tranzistorius buvo išrastas 1948 Bell'o laboratorijoje (JAV), siekiant sukurtipuslaidininkinį prietaisą, kuris galėtų atlikti stiprintuvo funkcijas ir pakeistų tuo metu paplitusiaselektronines lempas. Maždaug du dešimtmečius nuo jo išradimo dvipolis tranzistorius buvopagrindiniu skaitmeninės elektronikos komponentu. Nors per pastaruosius dešimt metų dvipolįtranzistorių išstūmė MOS tranzistorius, tačiau dvipoliai tranzistoriai ir dabar yra naudojami tuomet,kai reikalingas ypač didelis greitaeigiškumas (pvz., emiterinio ryšio logikos elementuose beimikrobangiuose galios stiprintuvuose) arba kai dirbama su aukštos galios signalais.Vienmatis dvipolis tranzistorius – tai trijų sluoksnių sistema, kurioje plonas p tipo sluoksnisyra tarp dviejų n tipo sluoksnių, arba atvirkščiai. Prie kiekvienos iš šių trijų sričių yra prijungtaselektrodas. Taigi, dvipolis tranzistorius turi tris elektrodus. Dvipoliame tranzistoriuje svarbus irelektronų, ir skylių judėjimas. Iš čia kilo pavadinimas “dvipolis”.Kadangi dvipolį tranzistorių sudaro dvi pn sandūros, jį galima sukonstruoti iš dviejųpriešpriešiais sujungtų pn diodų. Priklausomai nuo n ir p sričių tarpusavio išsidėstymo, skiriami npnir pnp tranzistoriai. Toliau bus kalbama tik apie npn tranzistorių (pnp tranzistoriaus veikimas yraanalogiškas, tačiau elektronai ir skylės apsikeičia vaidmenimis).Kaip ir diodo atveju, dvipolio tranzistoriaus analizę pradėsime nuo jo energijos juostųdiagramos (žr. 1 pav.). Kaip matome šioje diagramoje, npn tranzistoriaus n tipo sritys vadinamosemiteriu ir kolektoriumi, o vidurinė p sritis vadinama baze.Normalioje veikoje, kuri vadinama tiesiogine aktyviąja veika, prie emiterio ir bazėssandūros yra prijungta tiesioginė įtampa, o prie kolektoriaus ir bazės sandūros yra prijungta atgalinėįtampa. Jeigu p srities (bazės) storis būtų žymiai didesnis už elektronų difuzijos nuotolį (kaip 1 pav.vidurinėje diagramoje), tuomet visi į bazę injektuotieji el