Обьясните как работает транзистор физически.

Question

Прошу шаг-за-шагом обьясните как и что там происходит начиная просто с транзистора (там образуются 2 перехода потом мы подаем между эмитером и коллектором напряжение что дальще происходит, почему нужно потом подать напряжение между эмитером и базой и что потом будет? )

Answer 1

Два перехода там потому, что ТАК СДЕЛАНО. Сколько pn-переходов в полупроводниковом приборе - определяется его конструкцией, а не режимом работы. .
Как работает биполярный транзистор: на принципе электронейтральности. Это фундаментальный принцип, на котором основана работа практически любого полупроводникового прибора.

Принцип этот состоит в том, что все процессы в полупроводниках идут так, чтобы восстановить нарушенную электронейтральность. В применении к биполярному транзистору это выглядит так: инжекция в базу ИЗБЫТКА её основных носителей (для npn-транзистора - дырок) приводит к нарушению её электронейтральности. Поэтому из эмиттера устремляются электроны, которые по иде должны эту электронейтральность восстановить.

НО В ХОРОШЕМ ТРАНЗИСТОРЕ БАЗА - ТОНКАЯ. Поэтому электроны из эмиттера по большей части проскакивают её насквозь (постоянная времени рекомбинации в полупроводнике - это сотни микросекунд, а время пролёта носителей сквозь базу - десятки наносекунд) и попадают в область сильного электрического поля коллекторного перехода, которое увлекает пролетевшие электроны. Вот и получается, что на каждую лишнюю дырку, инжектированную в базу, из эмиттера приходится высосать несколько десятков, а то и сотен электронов, лишь один из которых сумет рекомбинировать с этой дыркой.

К тому ж коллекторное напряжение собщает прилетевшим из базы электроном дополнительную энергию, которая и выделяется в нагрузке как полезная работа.

Answer 2

В данном проекте просто невозможно описать работу транзистора. А на пальцах:
1. Транзистор заперт, присутствуют только нанотоки, которые обусловлены технологией, шумами и т. д, не будем учитывать.

2. На базу подаётся прямое напряжение, которое вызывает определённый базовый ток (в справочниках приводятся семейство характеристик) и ток через переходы (их несколько) участка коллектор-эмиттер из-за рекомбинации электронов и дырок (для PNP и NPN транзисторов процесс несколько разный) ; причём ток эмиттера равен току коллектора плюс ток базы. Ток коллектора намного больше тока базы, поэтому и происходит усиление транзистора; в статическом режиме он и есть коэффициент - отношение тока коллектора к току базы.

Есть старенькая книжка Степаненко (не помню инициалы) "Теория транзисторов и транзисторных схем". Рекомендую.