Принцип действия и схемы включения транзистора
Наличие трех выводов у транзистора позволяет применять три различных схемы включения транзистора в электрическую цепь. Эти схемы показаны на рис.2 и называются, соответственно схемами с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК). Название определяется названием электрода транзистора, который является общим для входного и выходного сигналов (см. рис.2).
Рассмотрим принцип работы n – p – n транзистора, включенного по схеме с общей базой (рис.1, б; 2, а). В активном режиме эмиттерный переход смещен в прямом направлении, коллекторный – в обратном. Эмиттер инжектирует электроны в базовую область. Если концентрация носителей в эмиттере 
много больше, чем концентрация примеси в базе 
( 
), то ток электронов 
, инжектируемых в базу, будет практически равен полному току эмиттера 
. Эффективность эмиттера характеризуют коэффициентом инжекции
,
который должен быть близок к единице.
Часть электронов рекомбинирует с дырками базы. Но, если толщина базы 
- диффузионной длины пробега электронов в базе, то большинство электронов достигнет коллектора. Коллекторный переход смещен в обратном направлении, поэтому открыт для неосновных носителей, каковыми являются электроны в p – базе. Поэтому они захватываются полем коллекторного p – n перехода и попадают в коллектор (экстракция электронов коллектором). Эффективность перемещения электронов через базу определяется коэффициентом переноса χ 
, где 
- ток электронов, достигших границы области пространственного заряда (ОПЗ) коллекторного перехода со стороны базы. При малом отношении 
значение 
близко к единице. Полный ток коллектора 
может превышать ток 
, связанный с инжекцией электронов из эмиттера. Во – первых, электроны при повышенном обратном напряжении на ОПЗ коллектора 
могут вызвать ударную ионизацию носителей заряда. Лавинное умножение в ОПЗ коллектора увеличивает все токи, пересекающие переход в М раз, где М коэффициент лавинного умножения. Лавинное умножение носителей сопровождается шумами и приводит к нестабильной работе транзистора. Такой режим не используется при усилении сигналов. Для этого задают такое обратное напряжение , при котором M 
1, т.е. лавинное умножение носителей в коллекторном p – n переходе практически отсутствует. Во – вторых, даже при токе эмиттера 
через коллекторный p – n переход протекает обратный ток, обусловленный обратным напряжением на переходе, как в обычном изолированном p – n переходе:
(2.1)
где 
- обратный ток насыщения коллекторного перехода; знак минус в правой части обусловлен выбором положительного направления тока на рис 1, б. Обозначив управляемую эмиттером составляющую тока коллектора через 
, для полного тока коллектора получим:
(2.2)
где 
- коэффициент передачи тока эмиттера.
Индекс N обозначает нормальное включение транзистора (рис.1, б), когда эмиттер инжектирует электроны, а коллектор их собирает. В (2.2) входит величина - падение напряжения на ОПЗ коллектора. Отметим, что под и 
понимают разность потенциалов на границах ОПЗ коллекторного и эмиттерного переходов. Они отличаются от показанных на рис.1 напряжений 
и 
на величину падения напряжения на квазинейтральных областях базы, эмиттера и коллектора. Мы будем считать, что , , полагая, что токи эмиттера, базы и коллектора и создаваемые ими падения напряжения малы.