Elektronik Listrik - BJT

Transistor Persimpangan Bipolar (BJT) adalah transistor yang operasinya bergantung pada kontak yang dibuat oleh dua semikondutor. Itu dapat bertindak sebagai sakelar, penguat atau osilator. Ini dikenal sebagai transistor bipolar karena operasinya membutuhkan dua jenis pembawa muatan (lubang dan elektron). Lubang merupakan pembawa muatan dominan dalam semikonduktor tipe-P sedangkan elektron adalah pembawa muatan utama dalam semikonduktor tipe-N.

Simbol BJT

Struktur BJT

BJT memiliki dua persimpangan PN yang terhubung kembali ke belakang dan berbagi wilayah B (basis) yang sama. Ini memastikan kontak dibuat di semua wilayah yang merupakan basis, kolektor dan emitor. Struktur transistor bipolar PNP ditunjukkan di bawah ini.

BJT yang ditunjukkan di atas terdiri dari dua dioda yang dihubungkan kembali ke belakang, menghasilkan penipisan daerah yang disebut kuasi-netral. Lebar kuasi netral emitor, basis dan kolektor ditunjukkan di atas sebagai W _E ', W _B ' dan W _C '. Mereka diperoleh sebagai berikut -

$$W_{E}^{'}=W_{E}-X_{n,BE}$$ $$W_{B}^{'}=W_{B}-X_{p,BE}-X_{p,BC}$$ $$W_{C}^{'}=W_{C}-X_{n,BC}$$

Tanda-tanda konvensional arus untuk emitor, basis dan kolektor dilambangkan dengan I _E , I _B dan aku _C masing-masing. Oleh karena itu, arus kolektor dan arus basis bertanda positif ketika arus positif bertemu dengan kontak kolektor atau basis. Selain itu, arus emitor menjadi positif ketika arus meninggalkan kontak emitor. Jadi,

$$I_{E}=I_{B}+I_{C}$$

Ketika tegangan positif diterapkan ke kontak basis relatif terhadap kolektor dan emitor, tegangan kolektor-basis serta tegangan basis-emitor menjadi positif.

Sederhananya, V _CE diasumsikan nol.

Difusi elektron terjadi dari emitor ke basis sedangkan difusi lubang berasal dari basis ke emitor. Begitu elektron mencapai daerah terkuras kolektor-basa, mereka tersapu oleh medan listrik. Elektron-elektron ini membentuk arus kolektor.

Ketika BJT bias dalam mode aktif maju, arus emitor total diperoleh dengan menambahkan arus difusi elektron ( I _{E, n} ), arus difusi lubang ( I _{E, p} ) dan arus baseemitter.

$$I_{E}=I_{E,n}+I_{E,p}+I_{r,d}$$

Arus kolektor total diberikan oleh arus difusi elektron ( I _{E, n} ), dikurangi arus rekombinasi basa ( I _{r, B} ).

$$I_{C}=I_{E,n}-I_{r,B}$$

Jumlah arus basis I _B diperoleh dengan menjumlahkan arus difusi lubang ( I _{E, p} ), arus rekombinasi basis ( I _{r, B} ) dan arus rekombinasi basis-emitor dari lapisan deplesi ( I _{r, d} ).

$$I_{B}=I_{E,p}+I_{r,B}+I_{r,d}$$

Faktor Transportasi

Ini diberikan oleh rasio arus kolektor dan arus emitor.

$$\alpha =\frac{I_{C}}{I_{E}}$$

Dengan menerapkan hukum arus Kirchoff, diketahui bahwa arus basis diberikan oleh selisih antara arus emitor dan arus kolektor.

Keuntungan Saat Ini

Ini diberikan oleh rasio arus kolektor ke arus basis.

$$\beta =\frac{I_{C}}{I_{B}}=\frac{\alpha }{1-\alpha }$$

Di atas menjelaskan bagaimana BJT dapat menghasilkan amplifikasi arus. Faktor transpor (α) mendekati satu jika arus kolektor hampir setara dengan arus emitor. Keuntungan saat ini (β) dengan demikian menjadi lebih besar dari satu.

Untuk analisis lebih lanjut, faktor transpor (α) ditulis ulang sebagai hasil kali dari efisiensi emitor (γ _E ) faktor transpor dasar (α _T ) dan faktor rekombinasi dari lapisan penipisan (δ _r ). Ini ditulis ulang sebagai berikut -

$$\alpha =\gamma _{E}\times \alpha _{T}\times \delta _{r}$$

Berikut ini adalah ringkasan dari efisiensi emitor, faktor transpor dasar dan faktor rekombinasi lapisan penipisan.