ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
130
ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ БИПОЛЯРНЫХ И
ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
Даулетмуратова Р.А.
Преподаватель Нукусского филиала Ташкентского университета
информационных технологий имени Мухаммеда аль-Хорезми
https://doi.org/10.5281/zenodo.14534079
Аннотация
. В статье рассматриваются физические принципы работы
биполярных (BJT) и полевых (FET) транзисторов, которые являются
основными элементами современной электроники. Описаны структура и
устройство каждого типа транзисторов, а также основные режимы их
работы. Подробно обсуждаются процессы инжекции, диффузии носителей
заряда в биполярных транзисторах и управление электрическим полем в
полевых
транзисторах.
Проведен
сравнительный
анализ
их
характеристик, позволяющий определить области их применения. Статья
подчеркивает значение транзисторов в развитии аналоговых и цифровых
технологий.
Ключевые слова:
Биполярные транзисторы, полевые транзисторы,
физические принципы, инжекция носителей заряда, электрическое поле,
режимы работы, электроника, усиление сигналов, MOSFET, JFET.
Введение
. Транзисторы представляют собой основные элементы
современной электроники, поскольку они используются как в аналоговых,
так и в цифровых устройствах. При этом наиболее популярными типами
транзисторов являются биполярные транзисторы (BJT) и полевые
транзисторы (FET). Они функционируют на основе различных физических
принципов, благодаря чему каждый из них имеет свои преимущества [2]. В
данной статье будут рассмотрены физические принципы работы этих
транзисторов, а также их особенности.
Биполярный
транзистор
состоит
из
трех
областей
полупроводникового материала, которые обладают разным типом
проводимости. Это эмиттер, база и коллектор. Например, в транзисторе
типа NPN эмиттер и коллектор имеют n-типы проводимости, а база — p-
тип.
Работа биполярного транзистора основана на инжекции и диффузии
носителей заряда. Когда к эмиттеру прикладывается прямое напряжение
относительно базы, происходит инжекция электронов из эмиттера в базу.
База, в свою очередь, является очень тонкой, поэтому большинство
электронов проходит через неё, попадая в коллектор.
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
131
Однако движение носителей заряда зависит от приложенного
напряжения между базой и эмиттером. Чем больше ток в базе, тем сильнее
увеличивается ток между эмиттером и коллектором. Этот процесс
позволяет использовать транзистор для усиления электрических сигналов
[5].
Биполярные транзисторы могут работать в различных режимах:
В активном режиме ток между эмиттером и коллектором
пропорционален току базы.
В режиме насыщения транзистор полностью открыт, а напряжение
между коллектором и эмиттером минимально.
В режиме отсечки транзистор полностью закрыт, поэтому ток через
него не протекает.
Полевые транзисторы также состоят из трех основных областей:
истока, стока и затвора. Однако их принцип работы существенно
отличается от работы биполярных транзисторов, так как в них ток
управляется электрическим полем, создаваемым напряжением на затворе.
Существует два основных типа полевых транзисторов: JFET (полевые
транзисторы с управляющим p-n переходом), MOSFET (полевые
транзисторы с изолированным затвором).
Основным принципом работы полевых транзисторов является
управление проводимостью канала между истоком и стоком. Когда к
затвору прикладывается напряжение, электрическое поле изменяет
ширину канала, благодаря чему регулируется поток носителей заряда [1].
Для MOSFET транзисторов характерны два режима работы:
обедненный и инверсный. В первом случае канал уже существует, а
напряжение на затворе уменьшает его проводимость. Во втором случае
канал формируется только при определенном напряжении на затворе.
Полевые транзисторы могут работать в линейном или насыщенном
режиме:
В линейном режиме ток через канал прямо пропорционален
напряжению между истоком и стоком.
В насыщенном режиме ток ограничивается и зависит только от
напряжения на затворе.
Заключение
. Итак, работа биполярных и полевых транзисторов
основывается на разных физических принципах, благодаря чему они
используются в различных приложениях. Биполярные транзисторы
обеспечивают высокое усиление сигналов, поэтому их применяют в
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
132
аналоговых схемах. С другой стороны, полевые транзисторы более
энергоэффективны, а также лучше подходят для работы в цифровых
устройствах. Таким образом, выбор транзистора зависит от конкретных
требований к устройству.
Список литературы:
1. Дьяконов, В., Максимчук, А., Ремнев, А., & Смердов, В. (2022).
Энциклопедия устройств на полевых транзисторах. Litres.
2. Игнатов, А. Н. (2011). Микросхемотехника и наноэлектроника. АН
Игнатов-М.: Издательство" Лань, 528.
3. Лебедев, А. И. (2008). Физика полупроводниковых приборов. Учебное
пособие.
4. Пионкевич, В. А. (2017). Физические основы электроники.
5. Пожела ЮК, Ю. В. (1985). Физика сверхбыстродействующих
транзисторов.
