半導体デバイス（SS）の使用は、無線電子機器で広く使用されています。これにより、さまざまなデバイスの寸法が小さくなりました。バイポーラトランジスタは、いくつかの機能により、その機能が単純な電界効果トランジスタよりも広いため、幅広い用途に使用されています。なぜ必要なのか、どのような条件下で使用されるのかを理解するには、その動作原理、接続方法、分類を考慮する必要があります。
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デバイスと動作原理
トランジスタは3つの電極からなる電子半導体であり、そのうちの1つは制御電極です。バイポーラタイプのトランジスタは、2種類の電荷キャリア（負と正）が存在する点で極性トランジスタとは異なります。
負電荷は、結晶格子の外殻から放出される電子です。放出された電子の代わりに、正のタイプの電荷または正孔が形成されます。
バイポーラトランジスタ（BT）のデバイスは、その汎用性にもかかわらず、非常にシンプルです。エミッター（E）、ベース（B）、コレクター（K）の3層の導電性タイプで構成されています。
エミッター（ラテン語の「解放する」から）は、半導体接合の一種であり、その主な機能は、ベースに電荷を注入することです。コレクター（ラテン語の「コレクター」から）は、エミッターの料金を受け取るために使用されます。ベースは制御電極です。
エミッタ層とコレクタ層はほぼ同じですが、PCBの特性を改善するために不純物の添加度が異なります。不純物の添加はドーピングと呼ばれます。コレクター層（CL）の場合、ドーピングは弱く表現され、コレクター電圧（Uk）が増加します。エミッタ半導体層は、逆許容破壊Uを増加させ、ベース層へのキャリアの注入を改善するために高濃度にドープされています（電流伝達係数は増加します-Kt）。ベース層は、より多くの抵抗（R）を提供するために軽くドープされています。
ベースとエミッターの間の遷移は、K-Bよりも面積が小さくなっています。面積の違いにより、Ktの改善が見られます。 PCBの動作中、K-B遷移は逆バイアスでオンに切り替えられ、熱量Qの大部分を放出します。これにより、熱が放散され、結晶の冷却が向上します。
BTの速度は、ベース層（BS）の厚さに依存します。この依存関係は、反比例して変化する値です。より薄い厚さで-より多くの速度。この依存性は、電荷キャリアの飛行時間に関連しています。ただし、同時に、英国は減少します。
エミッタとKの間には、電流K（Ik）と呼ばれる強い電流が流れます。 EとBの間に小さな電流が流れます-制御に使用される電流B（Ib）。 Ibが変わると、Ikも変わります。
トランジスタには、E-BとK-Bの2つのp-n接合があります。モードがアクティブな場合、E-Bは順方向バイアスで接続され、CBは逆方向バイアスで接続されます。 E-B遷移は開いた状態であるため、負の電荷（電子）がBに流れ込みます。その後、それらは部分的に正孔と再結合します。ただし、Bの正当性と厚さが低いため、ほとんどの電子はK-Bに到達します。
BSでは、電子はマイナーな電荷キャリアであり、電磁場はそれらがK-B遷移を克服するのに役立ちます。 Ibの増加に伴い、E-B開口部が拡大し、EとKの間をより多くの電子が流れます。この場合、IkはIbよりも大きいため、低振幅信号の大幅な増幅が発生します。
バイポーラ型トランジスタの動作の物理的意味をより簡単に理解するためには、それを良い例と関連付ける必要があります。水を汲み上げるためのポンプは電源であり、水栓はトランジスタであり、水はIkであり、蛇口ハンドルの回転度はIbであると想定する必要があります。圧力を上げるには、タップを少し回して制御アクションを実行する必要があります。例に基づいて、ソフトウェアの操作の簡単な原理を結論付けることができます。
ただし、K-B遷移でUが大幅に増加すると、衝突電離が発生する可能性があり、その結果、アバランシェ電荷が増加します。トンネル効果と組み合わせると、このプロセスは電気的であり、時間の増加とともに熱的破壊を引き起こし、PPを無効にします。コレクタ出力を流れる電流が大幅に増加した結果、電気的破壊なしに熱的破壊が発生することがあります。
また、UがK-BとE-Bに変わると、これらの層の厚さが変化し、Bが薄いと、遷移K-BとE-Bが接続されるクロージャ効果（パンクBとも呼ばれます）が発生します。この現象の結果として、PPはその機能を実行しなくなります。
動作モード
バイポーラタイプのトランジスタは、次の4つのモードで動作できます。
- アクティブ。
- カットオフ（RO）。
- 飽和（PH）。
- バリア（RB）。
BTのアクティブモードは通常（NAR）と逆（IAR）です。
通常のアクティブモード
このモードでは、UはE-B接合部に流れます。これは直接で、E-B電圧（Ue-b）と呼ばれます。このモードは最適と見なされ、ほとんどのスキームで使用されます。トランジションEは、コレクターに向かって移動するベース領域に電荷を注入します。後者は充電を加速し、ブースト効果を生み出します。
逆アクティブモード
このモードでは、K-Bトランジションが開いています。 BTは反対方向に動作します。つまり、正孔電荷キャリアはKから注入され、Bを通過します。これらはE遷移によって収集されます。PPの増幅特性は弱く、BTがこのモードで使用されることはめったにありません。
飽和モード
PHでは、両方の遷移が開いています。 E-BとK-Bが順方向に外部ソースに接続されている場合、BTはロケットで動作します。 E接合とK接合の拡散電磁界は、外部ソースによって生成される電界によって弱められます。この結果、バリア能力が低下し、主電荷キャリアの拡散能力が制限されます。 E、KからBへの正孔の注入が開始されます。このモードは主にアナログ技術で使用されますが、例外がある場合もあります。
カットオフモード
このモードでは、BTは完全に閉じ、電流を流すことができません。ただし、BTには、小さな電荷キャリアのわずかな流れがあり、小さな値の熱電流が発生します。このモードは、過負荷や短絡に対するさまざまなタイプの保護に使用されます。
バリア体制
BTベースは抵抗を介してKに接続されています。抵抗はKまたはE回路に含まれており、BTを流れる電流値（I）を設定します。 BRは、BTが任意の周波数で、より広い温度範囲で動作できるようにするため、回路でよく使用されます。
スイッチング方式
BTを正しく使用および接続するには、BTの分類とタイプを知る必要があります。バイポーラトランジスタの分類：
- 製造材料：ゲルマニウム、シリコン、アルセニドガリウム。
- 製造機能。
- 消費電力：低電力（最大0.25 W）、中電力（0.25〜1.6 W）、強力（1.6 W以上）。
- 制限周波数：低周波数（最大2.7 MHz）、中周波数（2.7-32 MHz）、高周波数（32-310 MHz）、マイクロ波（310 MHz以上）。
- 機能的な目的。
BTの機能的な目的は、次のタイプに分けられます。
- 正規化および非正規化雑音指数（NiNNKSh）を使用して低周波のものを増幅します。
- NiNNKShで高周波を増幅します。
- NiNNKShによるマイクロ波の増幅。
- 強力な高電圧を増幅します。
- 高周波数と超高周波数のジェネレーター。
- 低電力および高電力の高電圧スイッチングデバイス。
- 高いU値に対して強力なパルス。
さらに、そのようなタイプのバイポーラトランジスタがあります。
- P-n-p。
- N-p-n。
バイポーラトランジスタをオンにするための3つの回路があり、それぞれに長所と短所があります。
- 一般B。
- 一般的なE。
- 一般的なK。
共通ベース（OB）でスイッチを入れる
回路は高周波で適用され、周波数応答の最適な使用を可能にします。 1つのBTをOEと接続し、次にOBと接続すると、その動作頻度が高くなります。この接続方式は、アンテナタイプのアンプで使用されます。高周波でのノイズレベルが低減されます。
利点：
- 最適な温度と広い周波数範囲（f）。
- 価値の高い英国。
欠陥：
- 低私は得る。
- 低入力R。
エミッタ接地スイッチング（CE）
この方式で接続すると、UとIで増幅が発生します。回路は単一の電源から電力を供給できます。多くの場合、パワーアンプ（P）で使用されます。
利点：
- I、U、Pの高ゲイン。
- 1つの電源。
- 出力変数Uは、入力に対して反転されます。
これには重大な欠点があります。最低温度安定性と周波数特性は、OBに接続した場合よりも悪くなります。
共通コレクターでスイッチを入れる（OK）
入力Uは完全に入力に戻され、OEに接続した場合のKiも同様ですが、Uが低くなっています。
このタイプのスイッチングは、トランジスタで作成されたカスケード、または高出力Rの入力信号ソース（コンデンサータイプのマイクまたはピックアップ）と一致させるために使用されます。利点は次のとおりです。入力の値が大きく、出力Rが小さい。欠点は、Uゲインが低いことです。
バイポーラトランジスタの主な特徴
BTの主な特徴：
- 私は得ます。
- 入出力R。
- 逆Ik-e。
- ターンオン時間。
- 送信周波数Ib。
- リバースイク。
- 最大I値。
アプリケーション
バイポーラトランジスタの使用は、人間の活動のすべての分野で広まっています。デバイスの主な用途は、増幅、電気信号の生成のためのデバイスで受け取られ、スイッチドエレメントとしても機能します。それらは、コンピューター技術で、UとIの値を調整する機能を備えた通常のスイッチング電源など、さまざまなパワーアンプで使用されています。
さらに、過負荷、Uサージ、および短絡に対するさまざまな消費者保護を構築するためによく使用されます。それらは、鉱業および冶金産業で広く使用されています。
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