Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
Chương V
TRANSISTOR LƯỠNG CỰC
I. CẤU TẠO CƠ BẢN CỦA BJT
ăm 1947
bởi hai nhà bác học W.H.Britain và J.Braden, được c ạo trên cùng một mẫu bán dẫn
Germ nium hay Silicium
ình sau đây mô tả cấu trúc của hai loại transistor lưỡng cực PNP và NPN.
a nhậ vùng phát E được pha đậm (n i lai nhiều), vùng
nền B được pha ít và vùng thu C lại được pha ít hơn nữa. Vùng nền có kích thước rất hẹp
(nh
ỏ nhất trong 3 vùng bán dẫn), kế đến là vùng phát và vùng thu là vùng rộng nhất.
Transistor NPN có đáp ứng tần istor PNP. Phần sau tập trung khảo sát
trên transistor NPN nhưng đối với transistor PNP, các đặc tính cũng tương tự.
II. TRANSISTOR Ở TRẠNG THÁI CHƯA PHÂN CỰC.
ết rằng khi pha chất cho (donor) vào thanh bán dẫn tinh khiết, ta được chất bán
dẫn loại N. Các điện tử tự do (còn thừa c ất cho) có mức năng lượng trung bình ở
gần dải dẫn điện (mức năng lượng Ferm nâng lên). Tương tự, nếu chất pha là chất
nhận (acceptor), ta có chất bán dẫn loại P. Các lỗ trống của chất nhận có mức năng lượng
trung bình nằm gần d
ải hoá trị hơn (mức năng lượng Fermi giảm xuống).
(BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR-BJT)
Transistor lưỡng cực gồm có hai mối P-N nối tiếp nhau, được phát minh n
hế t
a .
H
Cực phát
E
Emitter
B Cực nền (Base)
n+ p n-
T n thấy rằng, ồng độ chất ngoạ
số cao tốt hơn trans
Ta bi
ủa ch
i được
Trang 61 Biên soạn: Trương Văn Tám
.
Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
Khi nối P-N được xác lập, một rào điện thế sẽ được tạo ra tại nối. Các điện tử tự d
trong vùng N sẽ khuếch tán sang vùng P và ngược lại, các lỗ trống trong vùng P khuếch
tán sang v
o
ùng N. Kết quả là tại hai bên mối nối, bên vùng N là các ion dương, bên vùng
P là các ion âm. Chúng
của transistor. Quan sát vùng hiếm, ta
thấy rđã tạo ra rào điện thế.
Hiện tượng này cũng được thấy tại hai nối
ằng kích thước của vùng hiế
m là một hàm số theo nồng độ chất pha. Nó rộng ở
vùng chất pha nhẹ và hẹp ở vùng chất pha đậm.
Hình sau đây mô tả vùng hiếm trong transistor NPN, sự tương quan giữa mức năng
lượng Fermi, dải dẫn điện, dải hoá trị trong 3 vùng, phát nền, thu của transistor.

n+
Vùng phát

Mức Fermi xếp thẳng
Dải hoá trị (valence band)
Hình 2
Trang 62 Biên soạn: Trương Văn Tám
.
Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
III. CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA TRANSISTOR LƯỠNG
CỰC.

phân cực thuận
trong lúc nối thu nền phải được phân cực nghịch.
n nên vùng hiếm hẹp lại. Nối thu nền được phân
cực nghị
hiều điện tử từ cực âm của nguồn V
EE
đi vào vùng phát và khuếch tán sang vùng
nền. Như ta đã biết, vùng nền được pha tạp chất ít và rất hẹp nên số lỗ trống không nhiều,
do đó lượng trống khuếch tán sang vùng phát không đáng kể.
ạch phân cực như sau:
o vùng nền hẹp và ít lỗ trống nên chỉ có một ít điện tử khuếch tán từ vùng phát qua
tái hợp với lỗ trống của vùng nền. H
ầu hết các điện tử này khuếch tán thẳng qua vùng thu
và bị út về cực dương của nguồn V
CC
.
ùng thu chạy về cực dương của nguồn V
CC
tạo ra dòng điện thu I
C


Dòng điện tử
I
B
Dòng điện tử
V
EE
R
E
R
C
V
CC
I
C
I
E
Các điện tử tự do của vùng phát như vậy tạo nên dòng điện cực phát I
E
chạy từ cực
phát E. Các điện tử từ v
ủ
Như vậy, theo định luật Kirchoff, dòng điện I
E
là tổng của các dòng điện I
C
và I
B
.
Ta có:
BCE


Trong 3 cách ráp trên, c
Trong mỗi cách rá
vào ngỏ điện Dòng
rangỏđiệnDòng
đ ên øng = ido lợi Độ
Độ lợi dòng điện của transistor thường được dùng là độ lợi trong cách ráp cực phát
chung và cực nền chung. Độ lợi dòng điện trong cách ráp cực phát chung được cho bởi:
E
I
C
vào ra
Kiểu cực nền chung
I
E
I
B
vào ra
Kiểu cực thu chung
I
B

B
⇒ I
E
= (β
DC
+ 1).I
B
Nhưng: I
E
= I
C
+ I
B
= β
DC
.I
B
+I
B
⇒ I
E
= (β
DC
+ 1).I
B
E
C
DCFB
I
I

C
, ta c:
B
C
E
C
C
B
C
E
I
I
1
I
I
1
I
I
I
I
1 = −=−
Như vậy:
DCDC
11
1
β
−
α
=


C
I
E
I
B
NPN
I
C
I
B
PNP
Hình 5

T
M
Tính β
DC
, I
E
, α
DC
.
ừ Giải: t phương trình:
B
I
C
DC