ترانزیستور BJT
بر خلاف دیودهای نیمه هادی که از دو تکه مواد نیمه هادی برای تشکیل یک اتصال pn ساده ساخته شده اند. ترانزیستور دوقطبی از یک لایه دیگر از مواد نیمه هادی برای تولید دستگاهی با خواص و ویژگی های تقویت کننده استفاده می کند.
اگر دو دیود سیگنال جداگانه را پشت سر هم به هم بپیوندیم، دو اتصال PN به صورت سری به هم متصل می شوند که یک ترمینال مثبت، (P) یا منفی (N) مشترک دارند. از همجوشی این دو دیود، یک دستگاه سه لایه، دو اتصال، سه پایانه ایجاد می‌شود که اساس ترانزیستور اتصال دوقطبی یا به اختصار BJT را تشکیل می‌دهد.
ترانزیستورها سه دستگاه ترمینال فعال هستند که از مواد نیمه هادی مختلف ساخته شده اند که می توانند به عنوان عایق یا رسانا با اعمال یک ولتاژ سیگنال کوچک عمل کنند. توانایی ترانزیستور برای تغییر بین این دو حالت، آن را قادر می سازد تا دو عملکرد اساسی داشته باشد: 'سوئیچینگ' (الکترونیک دیجیتال) یا 'تقویت' (الکترونیک آنالوگ). سپس ترانزیستورهای دوقطبی این توانایی را دارند که در سه منطقه مختلف کار کنند:
- منطقه فعال - ترانزیستور به عنوان یک تقویت کننده عمل می کند و Ic = β*Ib
- اشباع - ترانزیستور کاملاً روشن است و به عنوان سوئیچ کار می کند و Ic = I (اشباع)
- قطع - ترانزیستور کاملاً خاموش است و به عنوان سوئیچ کار می کند و Ic = 0
ویژگی های ترانزیستورها
کلمه ترانزیستور ترکیبی از دو کلمه Transfer Varistor است که نحوه عملکرد آنها را در روزهای اولیه توسعه الکترونیک توصیف می کند. دو نوع اساسی از ساخت ترانزیستور دوقطبی وجود دارد، PNP و NPN، که اساساً آرایش فیزیکی مواد نیمه هادی نوع P و نوع N را که از آنها ساخته شده اند، توصیف می کند.
ساختار اصلی ترانزیستور دوقطبی شامل دو اتصال PN است که سه پایانه اتصال را ایجاد می کند که هر ترمینال یک نام برای شناسایی آن از دو ترمینال دیگر داده می شود. این سه پایانه به ترتیب با نام های Emitter (E)، پایه (B) و جمع کننده (C) شناخته می شوند.
ترانزیستورهای دوقطبی دستگاه‌های تنظیم‌کننده جریان هستند که مقدار جریانی را که از طریق آنها از امیتر به پایانه‌های کلکتور می‌گذرد، متناسب با مقدار ولتاژ بایاس اعمال شده به ترمینال پایه آنها کنترل می‌کنند، بنابراین مانند یک کلید کنترل‌شده با جریان عمل می‌کنند. از آنجایی که جریان کوچکی که به ترمینال پایه می‌ریزد، جریان کلکتور بسیار بزرگ‌تری را کنترل می‌کند که اساس کار ترانزیستور را تشکیل می‌دهد. اصل عملکرد دو نوع ترانزیستور PNP و NPN دقیقاً یکسان است و تنها تفاوت آنها در بایاس و قطبیت منبع تغذیه برای هر نوع است.