После этого краткого рассмотрения статических свойств переходов обратимся к выпрямительным характеристикам и характеристикам проводимости.
Когда к переходу прикладывается напряжение, возникает ток, обусловленный передвижением как электронов, так и дырок, причем эти составляющие приблизительно пропорциональны плотностям п0 и ро. Выпрямительные свойства следуют из наличия в переходе потенциального барьера (рис. 1), к которому внешнее приложенное напряжение добавляется или вычитается. Так как вероятность перехода электрона из n-слоя в р-слой определяется формулой Больцмана, то, следовательно, ток электронов определяется как.
Дырочный ток характеризуется такой же зависимостью от напряжения, но он примерно в ро/п0 раз больше. Заметим, что при прямом смещении \(U положительно) электроны переходят в /7-область, а дырки — в /г-область. Если электрическое поле вдали от перехода мало, то вблизи от перехода в п- (или р-) области возникнет избыточная концентрация дырок (электронов). Поэтому появятся градиент концентрации носителей и диффузионный ток, обусловленный этим градиентом.
Принцип действия обычного п-р-п транзистора показан на рис. 2. Переход эмиттер — база смещен в прямом направлении, и принято /г0:,»об. Поэтому большая
Биполярные транзисторычасть тока переносится электронами, которые диффундируют в глубь базы благодаря градиенту концентрации. При правильном выборе геометрии большинство электронов, инжектируемых эмиттером, достигает обратно смещенного коллекторного перехода, так что отношение тока в коллекторной цепи к току эмиттера а приблизительно равно единице. Очевидно, что часть (1—-а) эмиттерного тока течет через базовый электрод и, следовательно, если база используется как управляющий электрод, можно получить коэффициент усиления по току, равный.
Более полным и достаточно точным выражением для коллекторного тока являетсястранственного заряда и термогенерации электронов и дырок внутри нее. Часть эмиттерного тока, достигающая коллектора, а следовательно, и коэффициент р, очевидно, уменьшаются, если в базе имеет место электронно-дырочная рекомбинация.