1) Устройство и принцип действия [править]

Первые транзисторы были изготовлены на основе германия. В настоящее время их изготавливают в основном из кремния и арсенида галлия. Последние транзисторы используются в схемах высокочастотных усилителей. Биполярный транзистор состоит из трёх различным образом легированныхполупроводниковых зон: эмиттера E, базы B и коллектора C. В зависимости от типа проводимости этих зон различают NPN (эмиттер − n-полупроводник, база − p-полупроводник, коллектор − n-полупроводник) и PNP транзисторы. К каждой из зон подведены проводящие контакты. База расположена между эмиттером и коллектором и изготовлена из слаболегированного полупроводника, обладающего большим сопротивлением. Общая площадь контакта база-эмиттер значительно меньше площади контакта коллектор-база (это делается по двум причинам - большая площадь перехода коллектор-база увеличивает вероятность экстракции неосновных носителей заряда в коллектор и т.к. в рабочем режиме переход коллектор-база обычно включен с обратным смещением, что увеличивает тепловыделение, способствует отводу тепла от коллектора ), поэтому биполярный транзистор общего вида является несимметричным устройством (невозможно путем изменения полярности подключения поменять местами эмиттер и коллектор и получить в результате абсолютно аналогичный исходному биполярный транзистор).

В активном режиме работы транзистор включён так, что его эмиттерный переход смещён в прямом направлении (открыт), а коллекторный переход смещён в обратном направлении (закрыт). Для определённости рассмотрим npn транзистор, все рассуждения повторяются абсолютно аналогично для случая pnp транзистора, с заменой слова «электроны» на «дырки», и наоборот, а также с заменой всех напряжений на противоположные по знаку. В npn транзисторе электроны, основные носители тока в эмиттере, проходят через открытый переход эмиттер-база (инжектируются) в область базы. Часть этих электронов рекомбинирует с основными носителями заряда в базе (дырками). Однако, из-за того что базу делают очень тонкой и сравнительно слабо легированной, большая часть электронов, инжектированных из эмиттера, диффундирует в область коллектора^[1]. Сильное электрическое поле обратно смещённого коллекторного перехода захватывает электроны, и проносит их в коллектор. Ток коллектора, таким образом, практически равен току эмиттера, за исключением небольшой потери на рекомбинацию в базе, которая и образует ток базы (I_э=I_б + I_к). Коэффициент α, связывающий ток эмиттера и ток коллектора (I_к = α I_э) называется коэффициентом передачи тока эмиттера. Численное значение коэффициента α 0.9 — 0.999. Чем больше коэффициент, тем эффективней транзистор передаёт ток. Этот коэффициент мало зависит от напряжения коллектор-база и база-эмиттер. Поэтому в широком диапазоне рабочих напряжений ток коллектора пропорционален току базы, коэффициент пропорциональности равен β = α / (1 − α) =(10..1000). Таким образом, изменяя малый ток базы, можно управлять значительно большим током коллектора.

2) Принцип работы полевых транзисторов

Полевые или униполярные транзисторы разделяются на две категории: с изолированным затвором и с управляющим переходом. Конструкция полевого транзистора с управляющим p-n-переходом в использовании проще биполярного. В системе транзистора с n-каналами носителями заряда есть электроны, движение которых обусловлено от источника с маленьким потенциалом к стоку с большим потенциалом, создавая электрический ток стока Iс. Посередине истока и затвора униполярного транзистора исходит обратное напряжение, которое закрывает p-n-переход, созданный p-областью затвора и n-частью канала. Отсюда следует, что в полевом транзисторе с n-каналом вытекающих напряжений: Uзи≤0, Uси>0. Когда напряжение подается на p-n-переход среди канала и затвора (Рис.2,а) на рубеже канала создается равномерный слой, который обеднен носителями заряда, и который оснащен большим удельным сопротивлением.

Это влияет на уменьшение проводящего канала. Если подать напряжение посередине стока и истока, то обедненный слой искажается, становится неравномерным (Рис. 2,б), так же уменьшаются такие свойства канала как проводимость и усечение. Вольт-амперные характеристики показаны на рис.3. При неизменном напряжении Uзи определяют стоковые или выходные свойства полевого транзистора при зависимости тока стока Iс от Uси напряжения. На стартовом участке характеристик электроэнергия стока возрастает с увеличением Uси, далее осуществляется перекрытие канала, и прирост тока Iс останавливается.