Semikonduktor- adalah zat itu resistivitas dapat bervariasi dalam rentang yang luas dan menurun dengan sangat cepat seiring dengan meningkatnya suhu, yang berarti demikian konduktivitas listrik(1/R) meningkat.
- diamati pada silikon, germanium, selenium dan beberapa senyawa.

Mekanisme konduksi dalam semikonduktor

Kristal semikonduktor memiliki atom kisi kristal, Di mana elektron terluar terhubung ke atom tetangga melalui ikatan kovalen.

Pada suhu rendah dalam semikonduktor murni elektron bebas tidak dan itu berperilaku seperti dielektrik.

Semikonduktor bersifat murni (tanpa pengotor)

Jika semikonduktor itu murni (tanpa pengotor), maka semikonduktor itu murni memiliki konduktivitas yang rendah.

Konduktivitas diri ada dua jenis:

1 elektronik(konduktivitas "n" - tipe)

Pada suhu rendah di semikonduktor, semua elektron terikat pada inti dan resistansinya tinggi; dengan meningkatnya suhu energi kinetik partikel meningkat, ikatan putus dan elektron bebas muncul - resistansi menurun.
Elektron bebas bergerak berlawanan dengan vektor kuat medan listrik.
Konduktivitas elektronik semikonduktor disebabkan oleh adanya elektron bebas.

2. lubang Konduktivitas tipe ("p")

Ketika suhu meningkat, mereka rusak ikatan valensi dilakukan elektron valensi, di antara atom, ruang dengan elektron yang hilang terbentuk - sebuah "lubang".
Ia dapat bergerak ke seluruh kristal, karena tempatnya dapat digantikan oleh elektron valensi. Memindahkan "lubang" sama dengan memindahkan muatan positif.
Lubang bergerak searah dengan vektor kuat medan listrik.

Selain memanas, pecah ikatan kovalen dan terjadinya konduktivitas intrinsik semikonduktor dapat disebabkan oleh penerangan (fotokonduktivitas) dan aksi medan listrik yang kuat

Konduktivitas total semikonduktor murni adalah jumlah konduktivitas tipe “p” dan “n”.
dan disebut konduktivitas lubang elektron.

Semikonduktor dengan pengotor

Mereka punya sendiri + pengotor daya konduksi
Kehadiran pengotor sangat meningkatkan konduktivitas.
Ketika konsentrasi pengotor berubah, jumlah pembawa arus listrik - elektron dan lubang - berubah.
Kemampuan mengendalikan arus mendasari meluasnya penggunaan semikonduktor.

Ada:

1)donor kotoran (mengeluarkan)

Mereka adalah pemasok tambahan elektron ke kristal semikonduktor, dengan mudah melepaskan elektron dan meningkatkan jumlah elektron bebas dalam semikonduktor.
Ini adalah konduktornya "n" - ketik, yaitu. semikonduktor dengan pengotor donor, dimana pembawa muatan mayoritas adalah elektron dan pembawa muatan minoritas adalah lubang.
Semikonduktor semacam itu memiliki konduktivitas pengotor elektronik.

Misalnya arsenik.

2. akseptor kotoran (menerima)

Mereka menciptakan “lubang” dengan menyerap elektron.
Ini adalah semikonduktor "p" - seperti, itu. semikonduktor dengan pengotor akseptor, dimana pembawa muatan utama adalah lubang dan pembawa muatan minoritas adalah elektron.
Semikonduktor semacam itu memiliki konduktivitas pengotor lubang.

Misalnya - indium.

Sifat kelistrikan sambungan p-n

transisi "p-n".(atau transisi lubang elektron) - area kontak dua semikonduktor di mana konduktivitas berubah dari elektronik ke lubang (atau sebaliknya).

Daerah seperti itu dapat dibuat dalam kristal semikonduktor dengan memasukkan pengotor. Pada zona kontak dua semikonduktor dengan konduktivitas berbeda akan terjadi difusi timbal balik. elektron dan lubang dan lapisan listrik pemblokiran terbentuk. Medan listrik dari lapisan pemblokiran mencegah transisi lebih lanjut elektron dan lubang melintasi batas. Lapisan pemblokiran memiliki peningkatan resistensi dibandingkan dengan area semikonduktor lainnya.

Modus akses persimpangan р-n:

Ketika medan listrik luar berada dalam arah menghalangi (terbalik), tidak ada arus listrik yang melewati bidang kontak dua semikonduktor.
Karena elektron dan lubang berpindah dari batas ke sisi yang berlawanan, kemudian lapisan penghalang menebal dan resistensinya meningkat.

Mengunci mode pn transisi.

Sifat arus listrik pada semikonduktor. Konduktivitas intrinsik dan pengotor.

Semikonduktor adalah zat yang resistivitasnya menurun seiring dengan meningkatnya suhu, adanya pengotor, dan perubahan pencahayaan. Dalam sifat-sifat ini mereka sangat berbeda dari logam. Biasanya, semikonduktor mencakup kristal yang memerlukan energi tidak lebih dari 1,5-2 eV untuk melepaskan elektron. Semikonduktor yang khas adalah kristal germanium dan silikon, yang atom-atomnya disatukan oleh ikatan kovalen. Sifat hubungan ini memungkinkan kita untuk menjelaskan hal di atas sifat karakteristik. Ketika semikonduktor dipanaskan, atom-atomnya menjadi terionisasi. Elektron yang dilepaskan tidak dapat ditangkap oleh atom tetangganya, karena semua ikatan valensinya jenuh. Elektron bebas di bawah pengaruh medan listrik eksternal dapat bergerak di dalam kristal, menciptakan arus elektron daya konduksi. Melepaskan elektron dari kulit terluar salah satu atom dalam kisi kristal menghasilkan pembentukan ion positif. Ion ini dapat dinetralkan dengan menangkap elektron. Selanjutnya, sebagai akibat peralihan elektron dari atom ke ion positif, terjadilah proses gerakan kacau dalam kristal, tempat yang kehilangan elektron disebut “lubang”. Secara lahiriah, proses gerak kacau ini dianggap sebagai gerak muatan positif. Ketika kristal ditempatkan dalam medan listrik, terjadi pergerakan “lubang” yang teratur - arus konduksi lubang. Dalam kristal ideal, arus diciptakan oleh jumlah elektron dan “lubang” yang sama. Jenis konduktivitas ini disebut konduktivitas intrinsik semikonduktor. Ketika suhu (atau penerangan) meningkat, konduktivitas intrinsik konduktor meningkat.
Tentang konduktivitas semikonduktor pengaruh yang besar memiliki kotoran. Ada pengotor donor dan akseptor. Pengotor pendukung adalah pengotor dengan valensi lebih tinggi. Ketika pengotor donor ditambahkan, elektron lengket terbentuk di semikonduktor. Konduktivitasnya akan menjadi elektronik dan semikonduktornya disebut semikonduktor tipe-n. Misalnya, untuk silikon dengan valensi n - 4, pengotor donornya adalah arsenik dengan valensi n = 5. Setiap atom pengotor arsenik akan menghasilkan pembentukan satu elektron konduksi.
Pengotor akseptor adalah pengotor dengan valensi lebih rendah. Ketika pengotor tersebut ditambahkan, sejumlah “lubang” tambahan terbentuk di semikonduktor. Konduksinya akan menjadi “lubang”, dan semikonduktornya disebut semikonduktor tipe-p. Misalnya, untuk silikon, pengotor akseptornya adalah indium dengan valensi n = 3. Setiap atom indium akan menyebabkan terbentuknya “lubang” tambahan.
Prinsip operasi sebagian besar perangkat semikonduktor didasarkan pada sifat sambungan pn.

Kata “arus” berarti gerak atau aliran sesuatu. Arus listrik adalah pergerakan partikel bermuatan yang teratur (terarah). Biasanya, arus listrik terjadi ketika muatan bebas terkena gaya elektromagnetik eksternal yang diarahkan. Namun, dalam semikonduktor, pergerakan muatan yang terarah dimungkinkan karena pergerakan termal yang kacau jika terdapat ketidakhomogenan dalam kepadatan penempatannya. Dalam hal ini, muatan secara istimewa berpindah dari area dengan konsentrasi lebih tinggi ke area dengan konsentrasi lebih rendah. Fenomena ini disebut difusi, dan arus akibat difusi disebut difusi.

Untuk membedakan arus biasa yang disebabkan oleh suatu tindakan kekuatan listrik, dari arus difusi arus biasa disebut drift.

Transisi lubang elektron

Saat belajar fenomena kontak dalam semikonduktor, kita harus fokus pada metode memperoleh transisi: peleburan pengotor, difusi, implantasi ion. Semuanya menyediakan penciptaan daerah dengan konduktivitas listrik elektron dan lubang dalam satu sampel semikonduktor.

Bahkan pada tahap penciptaan transisi, proses difusi hole dari daerah p ke daerah n dan elektron bebas dari daerah n ke daerah p terjadi di dalamnya. Akibatnya, terbentuk lapisan ganda pada batas kedua wilayah tersebut muatan listrik, terdiri dari negatif dan ion positif atom pengotor, dan medan listrik yang dihasilkan oleh muatan yang ditransfer. Bidang ini melawan difusi lebih lanjut dari pembawa muatan utama, sehingga tercipta keadaan keseimbangan.

Daerah transisi elektron-lubang dianggap sebagai lapisan muatan ruang di kedua sisi batas daerah tersebut (Gbr. 2.5). Lapisan ini disebut lapisan penghalang karena tidak mengandung pembawa muatan bebas dan dalam banyak kasus dapat dianggap sebagai dielektrik. Di sini perlu ditekankan bahwa kepadatan muatan ruang pada lapisan penghalang berbeda di kedua sisi batas wilayah, karena ditentukan oleh konsentrasi pengotor donor di wilayah n dan pengotor akseptor di p. -wilayah. Secara umum, muatan ruang lapisan ganda bersifat netral secara elektrik: total muatan positif di daerah-n sama dengan total muatan negatif di wilayah p. Efek utama medan listrik muatan ruang adalah melemahkan arus difusi hingga nilai arus konduksi (arus drift) lapisan penghalang yang sangat kecil. Akibatnya, arus total yang melalui persimpangan menjadi nol.

Jika tegangan eksternal diterapkan pada sambungan, maka tegangan tersebut akan menambah tegangan kontak dan, tergantung pada polaritasnya, tegangan pada sambungan akan bertambah atau berkurang, yang menyebabkan perubahan arus difusi yang melaluinya. Adapun arus hanyut, nilainya praktis tidak bergantung pada tegangan eksternal dan hanya ditentukan oleh laju pembangkitan pembawa bebas di lapisan penipisan. Konduktivitas satu arah dari sambungan ini disebabkan oleh fakta bahwa dengan polaritas langsung dari tegangan eksternal, peningkatan arus difusi yang sangat kuat dimungkinkan, dan dengan polaritas terbalik, hanya sedikit penurunan, karena mendekati nol. .

Selain itu, stres eksternal juga berpengaruh pengaruh yang kuat pada ketebalan lapisan penghalang, muatan ruangnya berhubungan langsung dengan tegangan pada sambungan. Peningkatan tegangan ini akan menyebabkan peningkatan biaya ruang. Namun, kepadatan muatan ini hanya ditentukan oleh konsentrasi pengotor. Akibatnya, peningkatan muatan akan terjadi karena peningkatan volumenya, yang berarti peningkatan ketebalan lapisan penghalang.

Semikonduktor menempati tempat perantara dalam konduktivitas listrik antara konduktor dan non-konduktor arus listrik. Kelompok semikonduktor mencakup banyak hal lebih banyak zat daripada kelompok konduktor dan non-konduktor secara bersamaan. Paling perwakilan karakteristik semikonduktor yang ditemukan aplikasi praktis dalam teknologi adalah germanium, silikon, selenium, telurium, arsenik, oksida tembaga dan jumlah yang sangat besar paduan dan senyawa kimia. Hampir semuanya zat anorganik dunia di sekitar kita - semikonduktor. Semikonduktor yang paling umum di alam adalah silikon, yang membentuk sekitar 30% kerak bumi.

Perbedaan kualitatif antara semikonduktor dan logam diwujudkan terutama dalam ketergantungan resistivitas pada suhu. Ketika suhu menurun, resistensi logam menurun. Sebaliknya dalam semikonduktor, ketika suhu menurun, resistansi meningkat dan mendekat nol mutlak mereka praktis menjadi isolator.

Dalam semikonduktor, konsentrasi pembawa muatan bebas meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Mekanisme arus listrik pada semikonduktor tidak dapat dijelaskan dalam kerangka model gas elektron bebas.

Atom Germanium memiliki empat elektron yang terikat lemah di kulit terluarnya. Mereka disebut elektron valensi. Dalam kisi kristal, setiap atom dikelilingi oleh empat atom tetangga terdekat. Ikatan antar atom dalam kristal germanium bersifat kovalen, yaitu dilakukan oleh pasangan elektron valensi. Setiap elektron valensi dimiliki oleh dua atom. Elektron valensi dalam kristal germanium terikat lebih kuat pada atom dibandingkan pada logam; Oleh karena itu, konsentrasi elektron konduksi pada suhu kamar di semikonduktor jauh lebih rendah dibandingkan di logam. Mendekati suhu nol mutlak dalam kristal germanium, semua elektron ditempati dalam pembentukan ikatan. Kristal seperti itu tidak menghantarkan arus listrik.

Ketika suhu meningkat, beberapa elektron valensi mungkin memperoleh energi yang cukup untuk memutuskan ikatan kovalen. Kemudian elektron bebas (elektron konduksi) akan muncul di dalam kristal. Pada saat yang sama, kekosongan terbentuk di tempat putusnya ikatan yang tidak ditempati oleh elektron. Kekosongan ini disebut “lubang”.

Pada suhu semikonduktor tertentu, sejumlah pasangan lubang elektron terbentuk per satuan waktu. Pada saat yang sama waktu berlalu proses sebaliknya - ketika elektron bebas bertemu dengan lubang, ikatan elektronik antara atom germanium dipulihkan. Proses ini disebut rekombinasi. Pasangan elektron-lubang juga dapat tercipta ketika semikonduktor diterangi oleh energi radiasi elektromagnetik.

Jika semikonduktor ditempatkan dalam medan listrik, maka tidak hanya elektron bebas yang terlibat dalam gerakan teratur, tetapi juga lubang, yang berperilaku seperti partikel bermuatan positif. Oleh karena itu, arus I dalam semikonduktor terdiri dari arus elektron I n dan hole I p: Saya = Saya n + Saya hal.

Konsentrasi elektron konduksi dalam semikonduktor sama dengan konsentrasi lubang: n n = n p. Mekanisme konduktivitas lubang elektron hanya memanifestasikan dirinya dalam semikonduktor murni (yaitu, tanpa pengotor). Ini disebut konduktivitas listrik intrinsik semikonduktor.

Dengan adanya pengotor, konduktivitas listrik semikonduktor sangat berubah. Misalnya saja menambahkan pengotor fosfor menjadi kristal silikon dalam jumlah 0,001 persen atom mengurangi resistivitas lebih dari lima kali lipat.

Semikonduktor yang di dalamnya terdapat pengotor (yaitu, sebagian atom dari satu jenis digantikan oleh atom dari jenis lain) disebut pengotor atau doping.

Ada dua jenis konduktivitas pengotor – konduktivitas elektronik dan lubang.

Jadi, saat doping menjadi empat valensi germanium (Ge) atau silikon (Si) pentavalen - fosfor (P), antimon (Sb), arsen (As) Elektron bebas ekstra muncul di lokasi atom pengotor. Dalam hal ini disebut pengotor donor .

Saat mendoping germanium bervalensi empat (Ge) atau silikon (Si) dengan trivalen - aluminium (Al), indium (Jn), boron (B), galium (Ga) - muncul lubang garis. Pengotor seperti itu disebut akseptor .

Dalam sampel yang sama bahan semikonduktor satu bagian mungkin memiliki p - konduktivitas, dan bagian lainnya n - konduktivitas. Alat seperti ini disebut dioda semikonduktor.

Awalan “di” pada kata “dioda” berarti “dua”, ini menunjukkan bahwa perangkat tersebut memiliki dua “bagian” utama, dua kristal semikonduktor yang berdekatan satu sama lain: satu dengan konduktivitas p (ini adalah zona P), yang lainnya - dengan n - konduktivitas (ini adalah zona P). Faktanya, dioda semikonduktor adalah satu kristal, ke dalam satu bagiannya dimasukkan pengotor donor (zona P), ke yang lain - akseptor (zona P).

Jika Anda menghubungkan baterai ke dioda tegangan konstan"plus" ke zona tersebut R dan “minus” terhadap zona tersebut N, maka muatan bebas - elektron dan lubang - akan mengalir ke batas dan menuju ke persimpangan pn. Di sini mereka akan saling menetralisir, muatan baru akan mendekati batas, dan a D.C.. Inilah yang disebut koneksi langsung dioda - muatan bergerak secara intensif melaluinya, dan arus searah yang relatif besar mengalir dalam rangkaian.

Sekarang mari kita ubah polaritas tegangan pada dioda dan, seperti yang mereka katakan, hidupkan secara terbalik - sambungkan baterai "plus" ke zona tersebut P,"minus" - ke zona R. Muatan bebas akan ditarik keluar dari batas, elektron akan berpindah ke “plus”, lubang ke “minus” dan akibatnya sambungan pn akan berubah menjadi zona tanpa biaya gratis, menjadi isolator yang bersih. Artinya rangkaian akan putus dan arus yang ada di dalamnya akan terhenti.

Arus balik kecil masih akan mengalir melalui dioda. Sebab, selain muatan bebas utama (pembawa muatan) – elektron, berada pada zona tersebut N, dan lubang di zona p - di setiap zona juga terdapat sejumlah kecil muatan yang bertanda berlawanan. Ini adalah pembawa muatan minoritasnya sendiri, mereka ada di semikonduktor mana pun, mereka muncul di dalamnya karena pergerakan termal atom, dan merekalah yang menciptakan arus balik melalui dioda. Muatan ini relatif kecil, dan arus baliknya jauh lebih kecil dibandingkan arus maju. Besarnya arus balik sangat bergantung pada suhu lingkungan, bahan dan luas semikonduktor hal transisi. Dengan bertambahnya luas persimpangan, volumenya meningkat, dan oleh karena itu jumlah pembawa minoritas yang muncul sebagai akibat dari pembangkitan panas dan arus termal meningkat. Seringkali karakteristik arus-tegangan disajikan dalam bentuk grafik untuk kejelasan.

Pelajaran No.41-169 Arus listrik dalam semikonduktor. Dioda semikonduktor. Perangkat semikonduktor.

Semikonduktor adalah suatu zat yang resistivitasnya dapat bervariasi dalam rentang yang luas dan menurun dengan sangat cepat seiring dengan meningkatnya suhu, yang berarti bahwa konduktivitas listriknya meningkat. Hal ini diamati pada silikon, germanium, selenium dan beberapa senyawa.

Mekanisme konduksi pada semikonduktor

Kristal semikonduktor memiliki kisi kristal atom di mana elektron terluar terikat ke atom tetangga melalui ikatan kovalen. Pada suhu rendah, semikonduktor murni tidak memiliki elektron bebas dan berperilaku seperti isolator. Jika semikonduktornya murni (tanpa pengotor), maka ia mempunyai konduktivitas tersendiri (kecil).

Ada dua jenis konduktivitas intrinsik:

1) elektronik (konduktivitas " N“-type) Pada suhu rendah dalam semikonduktor, semua elektron terikat pada inti dan resistansinya tinggi; Ketika suhu meningkat, energi kinetik partikel meningkat, ikatan terputus dan elektron bebas muncul - resistansi berkurang.

Elektron bebas bergerak berlawanan dengan vektor kuat medan listrik. Konduktivitas elektronik semikonduktor disebabkan oleh adanya elektron bebas.

2) lubang (konduktivitas tipe-p). Ketika suhu meningkat, ikatan kovalen antara elektron valensi terputus dan ruang dengan elektron yang hilang—sebuah “lubang”—terbentuk. Ia dapat bergerak ke seluruh kristal, karena tempatnya dapat digantikan oleh elektron valensi. Memindahkan “lubang” sama dengan memindahkan muatan positif. Lubang bergerak searah dengan vektor kuat medan listrik.

Putusnya ikatan kovalen dan munculnya konduktivitas intrinsik pada semikonduktor dapat disebabkan oleh panas, cahaya (fotokonduktivitas) dan aksi medan listrik yang kuat.

Ketergantungan R(t): termistor

— pengukuran jarak jauh t;

- alarm kebakaran

Konduktivitas total semikonduktor murni adalah jumlah konduktivitas tipe “p” dan “n” dan disebut konduktivitas lubang elektron.

Semikonduktor dengan pengotor

Mereka memiliki konduktivitas intrinsik dan pengotor. Kehadiran pengotor sangat meningkatkan konduktivitas. Ketika konsentrasi pengotor berubah, jumlah pembawa arus listrik—elektron dan lubang—berubah. Kemampuan mengendalikan arus mendasari meluasnya penggunaan semikonduktor. Pengotor berikut ada:

1) pengotor donor (donor) - bersifat tambahan

pemasok elektron ke kristal semikonduktor, dengan mudah menyumbangkan elektron dan meningkatkan jumlah elektron bebas dalam semikonduktor. Ini adalah konduktor tipe "n", mis. semikonduktor dengan pengotor donor, dimana pembawa muatan mayoritas adalah elektron dan pembawa muatan minoritas adalah lubang. Semikonduktor semacam itu memiliki konduktivitas pengotor elektronik (misalnya arsenik).

2) pengotor akseptor (penerima) menciptakan “lubang” dengan mengambil elektron ke dalam dirinya. Ini adalah semikonduktor tipe “p”, mis. semikonduktor dengan pengotor akseptor, tempat pembawa muatan utama berada

lubang, dan minoritas - elektron. Semikonduktor seperti itu punya

konduktivitas pengotor lubang (contoh - indium).

Sifat listrik "p-N » transisi.

Persimpangan “pn” (atau persimpangan lubang elektron) adalah daerah kontak dua semikonduktor dimana konduktivitasnya berubah dari elektronik ke lubang (atau sebaliknya).

Daerah seperti itu dapat dibuat dalam kristal semikonduktor dengan memasukkan pengotor. Pada zona kontak dua semikonduktor dengan konduktivitas berbeda, akan terjadi difusi timbal balik antara elektron dan lubang dan akan terbentuk penghalang pemblokiran.

lapisan listrik. Medan listrik dari lapisan penghalang mencegah

transisi lebih lanjut dari elektron dan lubang melintasi batas. Lapisan pemblokiran memiliki peningkatan resistensi dibandingkan dengan area semikonduktor lainnya.

Medan listrik eksternal mempengaruhi hambatan lapisan penghalang. Dalam arah maju (melalui) medan listrik luar, arus melewati batas dua semikonduktor. Karena elektron dan lubang bergerak menuju satu sama lain menuju antarmuka, lalu elektron

melintasi perbatasan, mereka mengisi lubang-lubang tersebut. Ketebalan lapisan penghalang dan ketahanannya terus berkurang.

Dengan adanya pemblokiran (kebalikan arah medan listrik luar) arus tidak akan melewati bidang kontak kedua semikonduktor. Karena elektron dan lubang bergerak dari batas ke arah yang berlawanan, kemudian lapisan pemblokiran

mengental, resistensinya meningkat.

Dengan demikian, transisi elektron-lubang memiliki konduktivitas satu arah.

Dioda semikonduktor- semikonduktor dengan satu sambungan “p-n”.

Dioda semikonduktor adalah elemen utama penyearah AC.

Ketika medan listrik diterapkan: pada satu arah resistansi semikonduktor tinggi, pada arah sebaliknya resistansinya rendah.

Transistor.(dari kata-kata bahasa Inggris transfer - transfer, resistor - resistansi)

Mari kita perhatikan salah satu jenis transistor yang terbuat dari germanium atau silikon dengan pengotor donor dan akseptor yang dimasukkan ke dalamnya. Distribusi pengotor sedemikian rupa sehingga lapisan semikonduktor tipe-n yang sangat tipis (beberapa mikrometer) tercipta di antara dua lapisan semikonduktor tipe-p (lihat gambar).

Lapisan tipis ini disebut dasar atau basis. Dua terbentuk di dalam kristal R-n persimpangan, arah lurusnya berlawanan. Tiga pintu keluar dari daerah dengan berbagai jenis konduktivitas memungkinkan Anda untuk memasukkan transistor ke dalam rangkaian yang ditunjukkan pada gambar. Dengan tombol ini aktif, kiri R-n -transisi adalah langsung dan memisahkan basa dari daerah dengan konduktivitas tipe-p, disebut emitor. Jika tidak ada hak R-n persimpangan, pada rangkaian emitor - basis akan ada arus tergantung pada tegangan sumber (baterai B1 dan sumber tegangan AC) dan resistansi rangkaian, termasuk resistansi rendah dari sambungan langsung emitor-basis.

Baterai B2 dihidupkan sehingga ke kanan R Persimpangan -n pada rangkaian (lihat gambar) adalah balik. Ini memisahkan basa dari daerah kanan dengan konduktivitas tipe-p yang disebut pengumpul. Jika tidak ada yang tersisa R-n persimpangan, arus dalam rangkaian kolektor akan mendekati nol, karena

Resistansi sambungan balik sangat tinggi. Jika ada arus di sebelah kiri R-n persimpangan, arus muncul di rangkaian kolektor, dan arus di kolektor hanya sedikit lebih kecil dari arus di emitor (jika tegangan negatif diterapkan ke emitor, maka kiri R-n-persimpangan akan terbalik dan praktis tidak ada arus di rangkaian emitor dan di rangkaian kolektor). Ketika tegangan dibuat antara emitor dan basis, pembawa mayoritas semikonduktor tipe-p - lubang - menembus ke basis, di mana mereka sudah menjadi pembawa minoritas. Karena ketebalan basa sangat kecil dan jumlah pembawa mayoritas (elektron) di dalamnya sedikit, maka lubang-lubang yang masuk ke dalamnya hampir tidak bergabung (tidak bergabung kembali) dengan elektron-elektron basa dan menembus ke dalam kolektor karena untuk difusi. Benar R Persimpangan -n tertutup terhadap pembawa muatan utama basa - elektron, tetapi tidak pada lubang. Lubang di manifold terbawa arus medan listrik dan tutup sirkuit. Kekuatan percabangan arus ke rangkaian emitor dari basis sangat kecil, karena luas penampang basis pada bidang horizontal (lihat gambar di atas) jauh lebih kecil daripada luas penampang pada bidang vertikal.

Kekuatan arus di kolektor praktis sama dengan kekuatan arus di emitor, berubah seiring dengan arus di emitor. Resistor R mempunyai pengaruh yang kecil terhadap arus kolektor, dan hambatan ini dapat dibuat cukup besar. Dengan mengontrol arus emitor menggunakan sumber tegangan bolak-balik yang terhubung ke rangkaiannya, kita memperoleh perubahan tegangan sinkron pada resistor R .

Dengan resistansi resistor yang tinggi, perubahan tegangan yang melintasinya bisa puluhan ribu kali lebih besar daripada perubahan tegangan sinyal pada rangkaian emitor. Ini berarti peningkatan ketegangan. Oleh karena itu, pada beban R dimungkinkan untuk memperoleh sinyal listrik yang kekuatannya berkali-kali lipat lebih besar daripada daya yang masuk ke rangkaian emitor.

Penerapan transistor Properti R-n persimpangan dalam semikonduktor digunakan untuk memperkuat dan menghasilkan osilasi listrik.