tranzistor, bipolarni

tranzistor, bipolarni (engl. bipolar transistor; njem. Bipolartransistor; rus. биполярный транзистор), tranzistor zasnovan na kretanju obaju tipova nosilaca naboja (elektrona i šupljina). Troslojna je NPN-struktura ili PNP-struktura, te ima dva PN-spoja. Središnji je sloj baza (B), a vanjski su slojevi emiter (E) i kolektor (C). U normalnom aktivnom području PN-spoj emiter-baza polariziran je propusno, a kolektor-baza zaporno. U NPN-tranzistoru emitersku struju I_E čine elektroni koji difundiraju iz emitera u bazu (struja I_nE) i šupljine koje difundiraju iz baze u emiter (struja I_pE). Faktor injekcije ili učinkovitost emitera izražava se: γ = I_nE/(– I_E) = I_nE/(I_nE + I_pE). Emiter je znatno više dotiran od baze, zato je struja I_nE veća od struje I_pE, pa je γ neznatno manji od 1. Baza je vrlo uska i veći dio elektrona iz emitera prolazi u kolektor (struja I_nC), a mali dio se rekombinira u bazi sa šupljinama (struja I_R). Transportni faktor baze izražava se: β* = I_nC/I_nE i nešto je manji od 1. Kolektorska je struja I_C = I_nC, a istosmjerni faktor strujnoga pojačanja u → pojačalu u spoju zajedničke baze iznosi: α = I_C/(– I_E) = β · γ (vrijednosti α = 0,98…0,995). U → pojačalu u spoju zajedničkoga emitera ulazna je struja struja baze I_B = – I_E – I_C, pa se tako postiže veći β = I_C/I_B = α/(1 – α) (vrijednosti β = 50…200). Oba PN-spoja bipolarnoga tranzistora mogu se polarizirati propusno ili zaporno, čime se određuju četiri područja rada. U normalnom aktivnom području spoj emiter-baza polariziran je propusno, a spoj kolektor-baza zaporno. U tom području tranzistor posjeduje svojstvo strujnoga pojačanja, pa se upotrebljava u pojačalima. U inverznom aktivnom području spoj emiter-baza polariziran je zaporno, a spoj kolektor-baza propusno. Zbog malena strujnoga pojačanja, to područje nema primjene. U području zasićenja oba su PN-spoja polarizirana propusno, a u području zapiranja zaporno. U tim se područjima radi u digitalnim primjenama bipolarnoga tranzistora, koji u području zasićenja predstavlja uključenu, a u području zapiranja isključenu sklopku (→ sklopka, tranzistorska).