7.7. dvipolio tranz atmainos
Tranzistoriniai dariniai formuojami panašiai kaip diodiniai.
Gaminant pirmuosius plokštinius tranzistorius į silpnai legiruoto
puslaidininkio plokštelę (bazę) iš abiejų pusių
būdavo įlydomos kito laidumo tipo lustai (7.23 pav.).
Įlydimo būdu sunku pagaminti tranzistorius, kurių
bazės storis mažesnis nei 10–20 mm. Tokių tranzistorių ribinis srovės
stiprinimo dažnis yra iki
10–20 MHz.
Tranzistoriaus
kolektoriaus sandūrą galima sudaryti terminės
priemaišų difuzijos būdu, emiterio sandūrą –
įlydimo būdu. Priemaišų pasiskirstymas taip suformuotame npn
darinyje atvaizduotas 7.24 pav b.
Darinio p srityje – bazėje – nuosekliai kinta
akceptorinių priemaišų koncentracija. Tada bazės pagrindiniai
krūvininkai – skylės – pasislenka koncentracijos
mažėjimo kryptimi ir bazėje susikuria vidinis elektrinis laukas,
kurio stipris gali būti didelis – iki kelių kilovoltų
centimetrui. Šis elektrinis laukas veikia injektuotus iš emiterio
į bazę šalutinius krūvininkus – elektronus. Tada
bazėje vietoj lėtos šalutinių krūvininkų
difuzijos link kolektoriaus sandūros vyksta krūvininkų dreifas.
Veikiami elektrinio lauko krūvininkai įveikia bazę per
trumpesnį laiką. Kai krūvininkų lėkio per bazę
trukmė mažesnė, gaunamos geresnės tranzistoriaus
dažninės savybės. Tranzistoriai, kurių bazėje vyksta
šalutinių krūvininkų dreifas, vadinami dreifiniais
tranzistoriais.
7.25 pav
atvaizduotas mezatranzistorius. Jo bazė gali būti sudaryta
terminės priemaišų difuzijos būdu, emiterio sandūra –
įlydimo būdu. Taikant mezatechnologiją galima gaminti
tranzistorius su mažais sandūrų plotais.
Tobuliausios yra planariosios tranzistorių gamybos technologijos.
Gaminant epitaksinius-difuzinius planariuosius npn tranzistorius ant
puslaidininkio plokštelės su didele donorinių
priemaišų koncentracija užauginamas silpnai legiruoto n
puslaidininkio sluoksnis. Po to terminės priemaišų difuzijos
būdu šiame sluoksnyje sudaromos bazės ir emiterio sritys
(7.26 pav.).
Tokiems tranzistoriams būdinga maža kolektoriaus srities
varža. Kita vertus, kolektoriaus sandūra susidaro tarp silpnai
legiruotų epitaksinio n sluoksnio ir bazės, todėl
šios sandūros storis yra gana didelis. Tai lemia didelį sandūros
elektrinį atsparumą ir mažą barjerinę talpą.
Kadangi tranzistoriaus bazė sudaroma terminės priemaišų
difuzijos būdu, joje priemaišų koncentracija yra
nevienalytė, taigi bazėje susidaro elektrinis laukas,
priverčiantis injektuotus krūvininkus greičiau judėti ir
per trumpesnį laiką pasiekti kolektoriaus sandūrą.
Mažesnė krūvininkų lėkio per bazę trukmė ir
mažesnė kolektoriaus sandūros talpa lemia geresnes
tranzistoriaus dažnines savybes ir didesnę jo veikimo spartą.
Pagal galią
tranzistoriai skirstomi į mažos, vidutinės ir didelės
galios tranzistorius. Mažos galios tranzistorių sklaidomoji galia yra
iki 0,3 W, didelės galios – daugiau nei 1,5 W. Kai tranzistorius
naudojamas virpesių stiprinimui, jo kolektoriaus sandūroje
išsiskirianti galia būna daug
didesnė už galią , išsiskiriančią emiterio sandūroje.
Todėl didžiausią galią, kurią gali sklaidyti
tranzistorius, lemia kolektoriaus sandūros perkaitimas. Didžiausia
galia, kurią gali sklaidyti kolektoriaus sandūra
išreiškiama formule:
;
čia – didžiausia
leidžiamoji kolektoriaus sandūros temperatūra, – aplinkos
temperatūra, – šiluminė
varža tarp kolektoriaus sandūros ir aplinkos.
Temperatūra priklauso nuo
tranzistoriui panaudotos puslaidininkinės medžiagos. Germanio
tranzistorių =75–85 0C, silicio – 125–150 0C.
Šiluminė varža priklauso nuo
tranzistoriaus konstrukcijos ir šilumos sklaidymo nuo kolektoriaus
sandūros būdo. Siekiant sumažinti šiluminę
varžą ir padidinti maksimalią sklaidomąją galią,
galinguose tranzistoriuose sudaromas geras šiluminis puslaidininkio lusto
kontaktas su tranzistoriaus korpusu ir panaudojami radiatoriai. Labai galingi
tranzistoriai priverstinai aušinami oru arba skysčiu.
Dar svarbu pastebėti, kad didžiausia tranzistoriaus
sklaidomoji galia priklauso nuo aplinkos temperatūros. Kylant aplinkos
temperatūrai, ji mažėja.
Didžiausios leidžiamosios tranzistoriaus įtampų,
srovių ir galios reikšmės nurodomos žinynuose greta
kitų svarbiausiųjų tranzistoriaus parametrų.
Didžiausią leidžiamąją tranzistoriaus kolektoriaus
įtampą lemia griūtinis sandūros pramušimas ir
sandūrų trumpasis susijungimas, plečiantis kolektoriaus
sandūrai ir plonėjant bazei. Didžiausias leidžiamąsias
tranzistoriaus sroves lemia sandūrų plotai.
Tranzistoriaus darbo tašką reikia parinkti taip, kad
tranzistoriaus įtampos, srovės ir sklaidomoji galia
neviršytų leidžiamųjų reikšmių.
Sąlygą išėjimo
charakteristikų grafike atitinka hiperbolė (7.27 pav.).
Pagal dažnines
savybes tranzistoriai skirstomi į žemųjų, vidutinių ir
aukštųjų dažnių tranzistorius.