ترانزیستور پیوندی دوقطبی با بیس شیب دار (Graded-Base Bipolar Transistor)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور پیوندی دوقطبی با بیس شیب دار (Graded-Base Bipolar Transistor) :
بیس شیب دار (Graded Base) یکی از تکنیک های بسیار مؤثر برای افزایش سرعت ترانزیستورهای دوقطبی است. در این ساختار، ناخالصی بیس یکنواخت نیست، بلکه از نزدیک امیتر به سمت کلکتور کاهش می یابد (شیب ناخالصی). یعنی در سمت امیتر، بیس ناخالصی بیشتر و در سمت کلکتور، ناخالصی کمتر دارد.
این شیب ناخالصی باعث ایجاد یک میدان الکتریکی داخلی در بیس می شود که جهت آن از امیتر به کلکتور است. این میدان به حامل های اقلیت (الکترون ها در بیس نوع P) شتاب می دهد و باعث می شود سریع تر از بیس عبور کنند. در نتیجه زمان عبور (
\[ τ_B \]) کاهش یافته و فرکانس قطع (
\[ f_T \]) افزایش می یابد.
\[ f_T \approx \frac{1}{2\pi \tau_B} \quad , \quad \tau_B = \frac{W_B^2}{\eta D_B} \]پارامتر
\[ \eta \]ضریب میدان ناشی از گرادیان ناخالصی است. با افزایش گرادیان،
\[ \eta \]بزرگتر و زمان عبور کوچکتر می شود. در بیس یکنواخت
\[ \eta=2 \]و در بیس شیب دار می تواند تا
\[ \eta=4 \]یا بیشتر برسد.
کاربرد: ترانزیستورهای فرکانس بالا و فوق بالا، از جمله در تقویت کننده های مایکروویو و مدارهای با سرعت چند گیگاهرتز. تقریبا تمام ترانزیستورهای BJT سیلیکونی امروزی برای کاربردهای RF از بیس شیب دار بهره می برند (مانند ترانزیستورهای سری BFR). این طراحی در کنار امیتر شیب دار باعث شده ترانزیستورهای سیلیکونی تا فرکانس ۳۰ گیگاهرتز هم عملکرد مفید داشته باشند.
