Транзисторы предназначены для усиления электрических сигналов. Биполярные транзисторы усиливают ток. С этой точки зрения транзистор можно считать генератором тока. Упрощенное устройство биполярного транзистора приведено на рисунке 1.
Рисунок 1 Устройство интегрального n-p-n транзистора
Фирмы, специализирующиеся на выпуске монолитных интегральных схем, обычно тщательно разрабатывают для своей продукции несколько типов транзисторных интегральных структур. Затем эти транзисторы применяются в самых различных, как цифровых, так и аналоговых интегральных микросхемах. Эти же транзисторные структуры могут выпускаться в виде дискретных транзисторов. На рисунке 1 приведено устройство наиболее распространенного интегрального n-p-n транзистора.
Рисунок 2 Устройство интегрального n-p-n транзистора
В этом транзисторе все выводы расположены на одной поверхности полупроводникового кристалла кремния. Цифрой 1 на рисунке 1 обозначен эмиттер транзистора, цифрой 2 — база, а цифрой 3 — коллектор. Цифрой 4 обозначен слой металлизации, а цифрой 5 — изолирующий слой оксида кремния. В интегральных микросхемах транзисторы изолируются друг от друга p областями. Подложка, имеющая p-проводимость соединяется с наиболее отрицательным выводом микросхемы, поэтому при нормальном режиме работы микросхемы, изолирующие p-n переходы будут всегда заперты.
По структуре транзистора, приведенной на рисунке 1 можно составить эквивалентную схему транзистора, отображающую наиболее важные элементы схемы транзистора, влияющие на его частотные и усилительные свойства. На рисунке 2 приведена эквивалентная схема интегрального n-p-n транзистора.
Рисунок 3 Эквивалентная схема n-p-n транзистора
На этой схеме влияние изолирующего p-n перехода отображено параллельным сопротивлением сопротивления RКП и CКП. Усилительные свойства транзистора моделируются генератором тока, ток которого определяется по формуле:
Сопротивление эмиттерного перехода rЭ в данной эквивалентной схеме можно определить по формуле:
где Iэ — ток эмиттера;
—
температурный потенциал;
k — постоянная Больцмана;
T — температура, выраженная в градусах Кельвина;
q — заряд электрона.
Для температуры
