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.