[[קובץ:ממתחים.png|300px|שמאל|ממוזער|איור 2 - ממתח קדמי (1), ממתח אחורי (2).]]
כאשר מחברים חומר מסוג n עם חומר מסוג p מקבלים צומת p-n. צומת זו מאופיין ברוב נושאי מטען שליליים בצד אחד וברוב נושאי מטען חיוביים בצד שני, ראו איור 1. כאשר מצמידים את שני החומרים, מתבצעת דיפוזיה של אלקטרונים לחומר מסוג p ונושאי המטען החיוביים (החורים) יבצעו דיפוזיה לחומר מסוג n. תהליך זה ייָנן את האטומים בגבול שבין שני החומרים, ויגיע לשיווי משקל כתוצאה מאיזון של הדיפוזיה על ידי השדה החשמלי הנוצר בעקבות היינון, אזור זה נקרא אזור המחסור (depletion zone).
כאשר מחברים אל הצומת מקור מתח חיצוני, נקבל כי הצומת משמש כדיודה המעבירה זרם רק בכיוון אחד. במקרה של ממתח קדמי (איור 2-1) נושאי המטען משני הסוגים ידחפו לצומת ויחצו אותו, ונקבל מעבר זרם. במקרה של ממתח אחורי (איור 2-2) המתח יעצור את נושאי המטען מלעבור את הצומת ולא יהיה מעבר זרם בכיוון זה.
===הטרנזיסטור הביפולרי (Bipolar junction transistor-BJT)===
ההתקן מורכב ממצע המזוהם בסוג אחד של נושאי מטען (באיור 4 p-type) כשעליו מושתלים שני מגעים בעלי זיהום הפוך (באיור 4 n-type). עליהם קיים שער עשוי מתכת המופרד מהמצע בשכבה דקה מבודדת. במצב זה, גם כאשר ה-source וה-drain מחוברים למקור מתח חיצוני, לא יזרום זרם בהתקן כיוון שקיימים כאן שני צמתי p-n המהוים נתק, מצב זה הוא מצב סגור.
[[קובץ:טרנזיסטור FETFET_NPN.png|300px350px|שמאל|ממוזער|איור 4 - סכמת טרנזיסטור תוצא שדה (FET).]]
כאשר מפעילים מתח gate חיובי, קיים שדה חשמלי המושך אלקטרונים מתוך המצע לכיוון החומר המבודד. באיזור זה שבין ה-source וה-drain תווצר שכבה דקה של חומר עם כמות נושאי מטען רוב של אלקטרונים, תהליך זה נקרא אינוורסיה שמשמעותו היפוך, כיוון שבאיזור זה המצע יהפוך מ-p-type ל-n-type. כעת יוכלו אלקטרונים לזרום מה-source ל-drain דרך שכבת האינוורסיה. גודלו של הזרם תלוי במתח שבין ה-source ל-drain.
מצב קטעון הוא מצב בו מתח ה-gate קטן ולא מספיק כדי לייצר אינוורסיה, הזרמים שיכולים לזרום הם זרמים נמוכים הנובעים כתוצאה של תהליכי דיפוזיה.
[[קובץ: טרנזיסטורים נתונים.png|200px|שמאל|ממוזער|איור 5]]
כאשר מגדילים את מתח ה-gate מעל למתח הסף בו מתחילה להיווצר שכבת אינוורסיה, נקבל כי הזרם עולה לינארית בקירוב כפונקציה של מתח source-drain. גודל הזרם תלוי גם בגודלה של שכבת האינוורסיה, כלומר כדי לקבל זרם גדול יותר באותו מתח source-drain , יש להגדיל את שכבת האינורסיה על ידי הגדלת מתח ה-gate.
התהליך מגיע לרוויה כאשר האלקטרונים מגיעים למהירותם המקסימאלית, כך שהגדלת מתח source-drain משאירה את הזרם ללא שינוי.
ישנם טרנזיסטורים ששכבת האינוורסיה קיימת עוד בתהליך ייצור ההתקן, כמו בטרנזיסטור במערכת שלנו. בטרנזיסטורים אלו יהיה זרם גם כאשר מתח ה-gate יהיה 0. למשל בטרנזיסטור PNP כמו שמוצג באיור 4 שכבת האינוורסיה תהיה של נושאי מטען חיוביים גם ללא מתח gate, אם נפעיל מתח ה-gate שלילי יגדל גם הזרם המתקבל. אולם אם נפעיל מתח gate חיובי שכבת האינוורסיה תדחה ואיזור המיחסור שבשני הצמתים יגדל. ככל שמתח ה-gate יגדל כך תהרס יותר שכבת האינוורסיה, עד למצב בו לא יהיה זרם כלל.
==מערכת הניסוי==
במעבדה זו יש למדוד אופיינים של טרנזיסטורים מכל אחד מהסוגים: טרנזיסטור ביפולרי מסוג 2N2222A 2N1711 וטרנזיסטור FET מסוג 2N5461 2N5458 (איור 5). את המעגלים עליכם לבנות במטריצה לרכיבים אלקטרונים כאשר חיישני המתח יחוברו למחשב, ראו איור 6, לבניית המעגלים (1) לטרנזיסטור ביפולרי ו- (2) לטרנזיסטור FET.
[[קובץ: מעגלי מדידה מדידה2 - טרנזיסטור.png|700px|מרכז|ממוזער|איור 6 - מערכת המדידה]]
==מהלך הניסוי==
===טרנזיסטור ביפולרי===
חברו את מעגל המדידה שבאיור 6-1. שימו לב שצומת המתח בין הבסיס-פולט מחובר בממתח קדמילפולט יסופק על ידי ספק DC חיצוני. עבור 6 מתחים של המתח המשתנה בין הפולט לקולט יסופק על ידי הממשק (בין <math>20-4 5 V</math> בצומת הפולט-בסיס, מדדו את הזרם בקולט ובבסיס כפונקציה של המתח בין הקולט לפולט) בצורת positive ramp up.
שימו לב שצומת הבסיס-פולט מחובר בממתח קדמי.
בנו גרף עבור 6 מתחים של הגברת הטרנזיסטור כפונקציה של המתח בין הקולט לפולט. הגברת הטרנזיסטור היא היחס <math>\beta2-4 V</math> בין בצומת הפולט-בסיס, מדדו את הזרם בקולט לזה ובבסיס כפונקציה של הבסיסהמתח בין הקולט לפולט. הסבירו את התוצאות.
בנו גרף של הגברת הטרנזיסטור כפונקציה של המתח בין הקולט לפולט. הגברת הטרנזיסטור היא היחס <math>\beta</math> בין הזרם בקולט לזה של הבסיס. הסבירו את התוצאות המתקבלות.
===טרנזיסטור תוצא שדה - FET===
חברו את המעגל שבאיור 6-2. שימו לב חברו את המעגל כך שמתח הgate יהיה חיובי שלילי (מדועמה משמעותו של חיבור כזה?). בחלק זה מתח ה-gate יסופק על ידי מקור מתח DC חיצוני. המתח המשתנה בין ה-source ל-drain יסופק על ידי הממשק (בין <math>0-5 V</math>) בצורת positive ramp up. עבור 5 מתחי gate שלילי של בין <math>0-2 V</math>, מדדו את הזרם בטרנזיסטור כפונקציה של המתח source-drain.
עבור 5 מתחי כעת הפעילו על ה-gate מתח חיובי של בין <math>0-2 V</math>.5V, מדדו ומדדו את הזרם בטרנזיסטור כפונקציה של המתח source-drain.
הסבירו את התוצאות המתקבלות.