ترانزیستور پیوندی دوقطبی با ناخالصی سنگین (Heavily-Doped Bipolar Transistor)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور پیوندی دوقطبی با ناخالصی سنگین (Heavily-Doped Bipolar Transistor) :
ترانزیستور با ناخالصی سنگین به ترانزیستورهایی گفته می شود که غلظت ناخالصی در ناحیه امیتر (و گاهی کلکتور) بسیار بالا است (معمولا بالای
\[ 10^{19} \, cm^{-3} \]). این افزایش ناخالصی مزایا و معایبی دارد. مزیت اصلی کاهش مقاومت نواحی (به ویژه مقاومت امیتر) و بهبود تزریق حامل ها به بیس است. همچنین باعث افزایش بهره جریان (
\[ \beta \]) می شود زیرا نسبت تزریق امیتر به بیس زیاد می شود.
اما نکته منفی: افزایش ناخالصی باعث کاهش تحرک حامل ها و پدیده «باریک شدگی گاف انرژی» (Bandgap Narrowing) می شود که می تواند بهره را در جریان های بالا محدود کند. همچنین احتمال وقوع پدیده «گسیل دوباره» (Auger recombination) بیشتر می شود. برای غلبه بر این مسائل، در ترانزیستورهای امروزی از امیتر با ناخالصی بالا ولی بسیار نازک استفاده می شود.
\[ n_{i(eff)}^2 = n_i^2 \cdot \exp\left(\frac{\Delta E_g}{kT}\right) \quad \text{(باریک شدگی گاف)} \]در ترانزیستورهای قدرت و سوئیچینگ، برای کاهش ولتاژ اشباع و مقاومت، از ناخالصی سنگین در نواحی استفاده می شود. ترانزیستورهای با ناخالصی سنگین ممکن است دارای جریان نشتی بالاتری باشند و همچنین خازن های پیوندی آن ها بزرگتر است. به هر حال، این مفهوم یک ویژگی طراحی است که در اکثر ترانزیستورهای مدرن برای بهینه سازی عملکرد استفاده می شود.
