Polarizarea Tranzistorului

Tranzistoarele reprezintä cea mai importantä clasä de dispozitive electronice deoarece au proprietatea de a amplifica semnalele electrice. Denumirea de TRANZISTOR provine din reunirea cuvintelor din limba engleză TRANsfer-reZISTOR, care indicä proprietatea principalä a dispozitivului. Tranzistoarele bipolare au fost realizate pentru prima dată in anul 1949 si constituie si la ora actualä componente importante ale circuitelor eleetronice si integrate. In functionare intervin ambele tipuri de purtätori de sarcinä electrica (goluri si electroni), ceea ce justificä denumirea de BIPOLAR.

Tranzistoarele bipolare utilizeazä proprietätile jonctiunii pn si pot fi realizate cu o singurä jonctiune (tranzistoare unijonctiune sau, prescurtat, TUJ) si cu mai multe jonctiuni. Prin denumirea de tranzistor bipolar cu jonetiuni, se intelege tranzistorul bipolar cu douä jonctiuni; in acest capitol se va utiliza denumirea prescurtatä de „tranzistor" prin care se va intelege „tranzistor bipolar cu jonctiune".

1.1. PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE A TRANZISTOARELOR BIPOLARE

Un tranzistor este constituit din trei domenii semiconduetoare de con-ductibilitate diferitä (alternante), realizate pe acelasi monocristal, in succesiunea pnp (fig., a) sau npn (fig., b). Semiconductoarele vecine constituie douä jonetiuni pn. Proprietätile acestor jonetiuni vor fi determinate de particularitatile domeniilor semiconduetoare (dimensiuni, dopări cu impuritäti).

In figura de mai jos este prezentatä o structurä pnp la care grosimea regiunii din mijloc este mare in comparatie cu lungimea de difuzie a purtatorilor minoritari {Lp); in aceastä situatie, jonctiunile lucreazä independent. Curentii care apar prin jonctiuni la polarizarea directä a jonetiunii J1 si inversä a jonctiunii J2 sunt prezentati in figura a. Bistributia concentratiei purtatorilor minoritari de sarcinä in regiunile neutre perturbate are forma din figura b.

Tranzistoarele bipolare se realizeazä cu regiunea din mijloc foarte ingustä in comparatie cu lungimea de difuzie a purtatorilor minoritari, deci regiunea din mijloc este un domeniu semiconductor subtire. Aceastä regiune este denumitä BAZÄ— de la primele tranzistoare realizate cu domeniile laterale punctiforme si care se obtineau pe regiunea din mijloc considerata drept suport (bazä). Una din regiunile laterale, puternic dopatä cu impuritäti in comparatie cu baza, furnizeazä purtätorii mobili de sarcinä pentru componenta principalä a curentului prin tranzistor; aceastä regiune, care emite purtätorii de sarcinä, este denumitä EMITOR. Cealaltä regiune lateralä colecteazä purtätorii de sarcinä si este denumitä COLECTOR.

Regiunile laterale cu acelasi tip de conductibilitate nu se realizeazä simetrice. Datoritä acestui fapt este necesar sä se precizeze care regiune lateralä este emitorul si care este colectorul.

In structura unui tranzistor (pnp in cazul fig. ce urmeaza) apar douä jonctiuni; jonc¬tiunea dintre emitor si bazä, numitä jonctiunea emitoare, jonctiunea emitorului (JE) sau jonctiunea emitor-baza si jonctiunea dintre colector si bazä, numitä jonctiunea colectoare, joncfiunea colectorului (JC) sau jonctiunea colector-bazä. La echilibru termic, in regiunile de trecere, de grosimi lE0 si lco, se manifestä barierele de potential U0E si Uoc, si cimpurile electrice interne avind sensurile din figura.

In mod frecvent tensiunile care se aplicä determinä polarizarea directä a jonctiunii emitorului si inversä a jonc¬tiunii colectorului. Prin regiunea ingustä a bazei apare o influentä reciprocä intre cele douä jonctiuni, acest efect este pus in evidentä in figura 4, in care s-au re-prezentat fluxurile de purtätori de sarcinä care circulä prin diferitele regiuni ale unui tranzistor pnp. Sägetile indicä sensul in care circulä fluxurile de purtä¬tori de sarcinä, iar märimea componentei curentului este sugeratä de märi¬mea sägetii. Natura fluxului de purtä¬tori este indicatä prin cercuri pentru goluri si cercuri pline pentru electroni.

Dacä se neglijeazä cäderile de tensiune pe rezistentele de volum ale regiunilor neutre ale domeniilor semiconductoare, tensiunile de polarizare UEB siUCB se vor regäsi pe regiunile de trecere, de rezistentä mare.