11.5. Статические вольтамперные характеристики биполярного транзистора. Транзисторы биполярные вах

7. Биполярные транзисторы, вах транзистора включенного по схеме с общей базой:

Входные ВАХ транзистора с общей базой:

Входные характеристики здесь в значительной степени определяются характеристикой открытого эмиттерного p - n -перехода, поэтому они аналогичны ВАХ диода, смещенного в прямом направлении. Сдвиг характеристик влево при увеличении напряжения uКБ обусловлен так называемым эффектом Эрли (эффектом модуляции толщины базы), заключающимся в том, что при увеличении обратного напряжения uКБ коллекторный переход расширяется, причем в основном за счет базы. При этом толщина базы как бы уменьшается, уменьшается ее сопротивление, что приводит к уменьшению падения напряжения uБЭ при неизменном входном токе.

Выходные ВАХ транзистора с общей базой:

Из рисунка видно, что ток коллектора становится равным нулю только при uКБ < 0, то есть только тогда, когда коллекторный переход смещен в прямом направлении. При этом начинается инжекция электронов из коллектора в базу. Эта инжекция компенсирует переход из базы в коллектор электронов эмиттера. Данный режим называют режимом насыщения. Линии в области uКБ < 0, называются линиями насыщения. Ток коллектора становится равным нулю при uКБ < -0,75 В. При uКБ >0 и токе эмиттера, равном нулю, транзистор находится в режиме отсечки, который характеризуется очень малым выходным током, равным обратному току коллектора IК0, то есть график ВАХ, соответствующий iЭ = 0, практически сливается с осью напряжений.

8. Биполярные транзисторы, вах транзистора включенного по схеме с общим эмиттером:

Входные ВАХ транзистора с общим эмиттером:

Выходные ВАХ транзистора с общим эмиттером:

Проанализируем, почему малые изменения тока базы Iбвызывают значительные изменения коллекторного тока Iк. Значение коэффициента β, существенно большее единицы, означает, что коэффициент передачи α близок к единице. В этом случае коллекторный ток близок к эмиттерному току, а ток базы (по физической природе рекомбинационный) существенно меньше и коллекторного и эмиттерного тока. При значении коэффициента α = 0,99 из 100 дырок, инжектированных через эмиттерный переход, 99 экстрагируются через коллекторный переход, и лишь одна прорекомбинирует с электронами в базе и даст вклад в базовый ток.

Увеличение базового тока в два раза (должны прорекомбинировать две дырки) вызовет в два раза большую инжекцию через эмиттерный переход (должно инжектироваться 200 дырок) и соответственно экстракцию через коллекторный (экстрагируется 198 дырок). Таким образом, малое изменение базового тока, например, с 5 до 10 мкА, вызывает большие изменения коллекторного тока, соответственно с 500 мкА до 1000 мкА.

9. Особенности применения полевых и биполярных транзисторов. Схема Дарлингтона:

Особенности применения полевых транзисторов:

Есть область, для которой полевые транзисторы подходят практически идеально. Это силовые устройства, где необходимо замыкать и размыкать силовые цепи постоянного тока. Это импульсные источники питания, регуляторы мощности потребителей постоянного тока, автоматика.

Полевые транзисторы имеют высокое входное сопротивление постоянному току, что является неоспоримым преимуществом при относительно редком переключении. Расход энергии на управление полевиком в этом случае минимален. Если переключаться надо часто, то в дело вступают емкости затвор - исток и затвор - сток. На их зарядку нужно тратить энергию. Так что по мере роста частоты переключений расход энергии растет, и у полевого транзистора появляются конкуренты, например, биполярные. Но есть еще одно ключевое преимущество - отрицательный температурный коэффициент при большом токе нагрузки. Этот эффект проявляется в том, что по мере нагрева при большом токе стока сопротивление полевого транзистора нарастает. С одной стороны это позволяет соединять полевые транзисторы параллельно без всяких проблем. Токи в них быстро выравниваются самостоятельно, без всякого нашего участия. С другой стороны цельный мощный полевой транзистор можно представить, как соединенные параллельно маломощные (такие полосочки токопроводящего канала полевика). Сила тока в этих полосочках при прогреве выравнивается, так что полевой транзистор проводит ток по всему сечению канала равномерно. Это обуславливает способность полевых транзисторов работать при больших токах. Например, биполярный транзистор имеет положительный температурный коэффициент. Если в какой-то части кристалла появляется большая проводимость, чем вокруг, то это место прогревается сильнее, туда устремляется все больший ток. Итак до прогорания.

Полевые транзисторы с изолированным затвором следует хранить с закороченными выводами. При включении транзисторов в схему должны быть приняты все меры для снятия зарядов статического электричества. Необходимую пайку производить на заземленном металлическом листе, заземлить жало паяльника, а так же руки монтажника при помощи специального металлического браслета. Не следует применять одежду из синтетических тканей. Целесообразно подсоединять полевой транзистор к схеме, предварительно закоротив его выводы.

Особенности применения биполярных транзисторов:

Основная области применения Биполярных транзисторов, как дискретных, так и в составе ИС,— генерирование, усиление или преобразование электрических сигналов. К оснновным параметрам Биполярных транзисторов относят коэффициент передачи по току (от нескольких единиц до нескольких сотен), граничную частоту (от сотен кГц до 8—10 ГГц), отдаваемую мощность (от мВт до сотен Вт), коэффициент шума (в малошумящих Б. т. 1,5—2,0 дБ), время переключения (от сотен пс для транзисторов-элементов СБИС до десятков мкс), а также предельные параметры эксплуатации: максимально допустимые значения напряжений коллектор — база (коллектор — эмиттер) и эмиттер — база, тока коллектора, допустимой мощности рассеяния. Максимально допустимые значения токов в Биполярных транзисторах лежат в пределах от десятков мкА до сотен А, напряжений коллектора — от нескольких В (в ИС) до нескольких кВ, допустимая мощность рассеяния — от единиц мкВт (в составе ИС) до 1 кВт и более.

В Биполярном транзисторе режим работы определяется полярностью напряжений, прикладываемых к эмиттерному и коллекторному переходам. Если к выводам коллектора и базы или коллектора и эмиттера прикладывают напряжение такой полярности, что коллекторный переход смещается в обратном направлении, то при прямом смещении на эмиттерном переходе Биполярного транзистора находится в активном режиме, или режиме усиления, а при обратном смещении — в режиме отсечки. При прямом смещении на обоих переходах Биполярного транзистора находится в режиме насыщения. В активном режиме из эмиттерной области Биполярного транзистора в базовую область инжектируются неосновные носители заряда, которые, частично рекомбинируя, переносятся к коллекторному переходу и через коллекторную область попадают в коллекторный вывод, образуя ток коллектора. Базовый ток во много раз меньше эмиттерного (и коллекторного токов и равен их разности. Напряжением, прикладываемым к эмиттерному переходу, регулируют количество неосновных носителей заряда, инжектируемых в базовую область, т. е. протекающий через Биполярный транзистор ток. При прямом смещении эмиттерного перехода токи через транзистор также могут сохранять малые значения, пока приложенное напряжение не превышает порогового значения (для кремниевых транзисторов около 0,6 В; для германиевых — около 0,3 В).

Схема Дарлингтона:

Если соединить транзисторы, как показано на рисунке, то полученная схема будет работать как один транзистор, причем его коэффициент будет равен произведению коэффициентов составляющих транзисторов. Этот прием полезен для схем, работающих с большими токами (например, для стабилизаторов напряжения или выходных каскадов усилителей мощности) или для входных каскадов усилителей, если необходимо обеспечить большой входной импеданс.

Составной транзистор Дарлингтона.

Повышение скорости выключения в составном транзисторе Дарлингтона:

В транзисторе Дарлингтона падение напряжения между базой и эмиттером в два раза больше обычного, а напряжение насыщения равно по крайней мере падению напряжения на диоде (так как потенциал эмиттера транзистора должен превышать потенциал эмиттера транзистора  на величину падения напряжения на диоде). Кроме того, соединенные таким образом транзисторы ведут себя как один транзистор с достаточно малым быстродействием, так как транзистор не может быстро выключить транзистор . С учетом этого свойства обычно между базой и эмиттером транзистора  включают резистор. Резистор R предотвращает смещение транзистора  в область проводимости за счет токов утечки транзисторов. Сопротивление резистора выбирают так, чтобы токи утечки (измеряемые в наноамперах для малосигнальных транзисторов и в сотнях микроампер для мощных транзисторов) создавали на нем падение напряжения, не превышающее падения напряжения на диоде, и вместе с тем, чтобы через него протекал ток, малый по сравнению с базовым током транзистора. Обычно сопротивление R составляет несколько сотен ом в мощном транзисторе Дарлингтона и несколько тысяч ом в малосигнальном транзисторе Дарлингтона.

studfiles.net

Биполярные транзисторы. | Бесплатные курсовые, рефераты и дипломные работы

Рис. 1.12.Биполярный транзистор.

Биполярный транзистор – это трехэлектродный полупроводниковый прибор с двумя p–n переходами, обладающими управляющими свойствами (рис.1.12).

Рис.1.13. Схема включения n-p-n траранзистора.

Рассмотрим схему на основе биполярного транзистора n-p-n типа (рис. … 1.13). На левом p-n переходе между крайней левой областью (эммитер) и средней областью (база) создается прямое смещение, на правом p-n переходе между базой и крайней правой областью (коллектор) – обратное. Левый эмиттерный переход имеет малый потенциальный барьер для электронов как основных носителей эмиттера, что дает им возможность проникнуть беспрепятственно в базу. В свою очередь электроны в базе могут либо рекомбинировать с дырками, что создаст определенный базовый ток iБ, либо диффузионно (поле в базе практически равно нулю) пройти правый коллекторный переход, который для них также будет незапирающим, и захватиться полем коллектора. Второй электронный процесс сформирует коллекторный ток iК, который будет во много раз больше базового, так как благодаря малости размеров и степени легирования базы большая часть электронов пройдет именно в коллектор. Рассматривая область базы как узел для эмиттерного, базового и коллекторного электродов, на основании второго закона Кирхгофа можно записать:

iЭ = iК + iБ (1.7).

Рис.1.14 ВАХ биполярного транзистора. Выходная характеристика.

Все вышесказанное поясняет ВАХ биполярного транзистора (рис. 1.14 и 1.15). С ростом тока базы увеличивается коллекторный ток практически линейно (рис.1.14): iК = biБ, и слабо зависит от напряжения коллектор-эмиттер uкэ. b — коэффициент передачи тока базы, может достигать значений ~ 103-104 для реальных транзисторов. Это так называемый режим усиления транзистора (участок II ВАХ, рис.1.14). Когда напряжение uкэ мало (начальный участок I ВАХ, рис.1.14), наблюдается резкое падение коллекторного тока с уменьшением uкэ и он слабо зависит от тока базы. Говорят, что транзистор при этом находится в режиме насыщения, который характеризуется тем, что оба перехода, как эмиттерный, так и коллекторный смещены в прямом направлении, и для электронов прошедших в базу из эмиттера коллекторный переход является в этом случае уже запирающим. В связи с этим в базе происходит накопление носителей и их интенсивная рекомбинация, и ток базы может оказаться сравнимым с током эмиттера.

ВАХ транзистора (рис.1.15) определяющая зависимость тока коллектора от напряжения база-эмиттер, как правило, имеет крутой подъем коллекторного тока, начиная с определенного напряжения UБЭпор, называемого пороговым. Для подобного вида нелинейной ВАХ хорошо подходит кусочно-линейная аппроксимация с UH = UБЭ пор .

Рис.1.15 ВАХ биполярного транзистора. Проходная характеристика.

Отметим, что при анализе транзистора в мы не учитывали еще обратные токи переходов (обратные токи коллектора и эмиттера), обусловленные токами неосновных носителей, связанными с процессами тепловой генерации, а также токами утечки по поверхности полупроводника. В некоторых случаях они могут существенно влиять на работу транзистора, например, при стабилизации работы усилителя (см. 5.3.2). В этом плане особенно важен обратный ток коллектора iKБО, который в схеме (рис. 1.13) определяется как ток коллектора при токе эмиттера равной нулю, т.е. когда цепь эмиттер—база разомкнута. Он представляет собой суммарную не управляемую со стороны эмиттера составляющую тока коллектора. Таким образом, общий ток коллектора равен сумме двух составляющих:

(1.8),

где a =b/(1+b) — коэффициент передачи тока эмиттера, как правило, лишь немного меньше единицы.

refac.ru

11.5. Статические вольтамперные характеристики биполярного транзистора

диффузионного тока в базе, а также влияет на условия работы эмиттерного перехода.

При достаточно больших напряжениях на коллекторном переходе ОПЗ может достигнуть границы ОПЗ эмиттерного перехода, что эквивалентно нулевой ширине области базы(w = 0). Произойдет так называемоесмыкание переходов. При этом потенциальный барьер эмиттерного перехода уменьшается и происходит резкое возрастание тока коллектора. По внешним

признакам смыкание напоминает пробой в коллекторном переходе или короткое замыкание между коллектором и эмиттером.

Статические ВАХ используются для определения параметров транзисторов и расчета транзисторных схем. Они отражают зависимость между токами и напряжениями на его выходе и входе.

Существуют четыре вида статических характеристик транзистора:

∙входные, связывающие величиныI иU на входе транзистора;

∙выходные, связывающиеI иU на выходе транзистора;

∙характеристики прямой передачи, дающие зависимостьI илиU на выходе отI илиU на входе;

∙характеристики обратной связи, выражающие зависимостьI илиU на входе отI илиU на выходе.

(рис. 11.9, а) практически идентична обычной характеристикеn-р перехода.

Рис. 11.9. Входные(а) и выходные(б) статические вольтамперные

характеристики биполярного транзистора в схеме с ОБ

В активном режиме смещение характеристик вверх обусловлено эффектом Эрли. При постоянном токеIэ градиент концентрации электронов в

базе dn/dx должен остаться постоянным. Так как с увеличениемUкб

возрастает толщина коллекторного перехода и уменьшается толщина активной области базы на w, то для выполненияdn/dx = const необходимо уменьшить концентрацию электронов у эмиттерного перехода, а следовательно, и напряжение на эмиттерном переходеUэб.

Область выходных ВАХ (рис. 11.9, б) приUкб > 0 соответствует активному режиму работы транзистора, приUкб < 0 транзистор находится в режиме насыщения. ПриIэ = 0 (обрыв цепи эмиттера) коллекторный ток снижается до значенияIк0. Транзистор находится в режиме отсечки.

При смене полярности коллекторного напряжения (т.е. при подаче на коллектор прямого напряжения) токIк резко падает до нуля, меняет свое направление и уже при нескольких десятых долях вольта быстро возрастает, что может привести к выходу транзистора из строя. При достаточно больших напряженияхUкб возможно лавинное размножение носителей и пробой в коллекторном переходе.

Наибольшее распространение в полупроводниковых схемах нашло включение биполярного транзистора по схеме с общим эмиттером. Типичные ВАХ для схемы ОЭ показаны на рис. 11.10.

а)б)

Рис. 11.10. Входные(а) и выходные(б) статические вольтамперные

характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ

В схеме ОЭ (рис. 11.10, а) входные характеристики в случаеUкэ > 0 пересекают ось абсцисс приUб > 0, при этом результирующий токIб меняет свое направление. Зависимость входного токаIб от коллекторного напряженияUкэ в схеме ОЭ обратна соответствующей зависимости в схеме ОБ, т.е. с повышениемUкэ характеристики смещаются вправо.

Сравнение выходных характеристик (рис. 11.10, б) с соответствующими характеристиками схемы ОБ показывает, что:

∙ во-первых,напряжениеUкэ, которое показывает вольтметр в коллекторной цепи транзистора, уже не будет приложенным к коллекторному переходу, а представляет собой разность

напряжений между коллектором и эмиттером, причемUкэ = −Uкб + Uбэ, гдеUбэ − напряжение, приложенное к эмиттерному переходу;

∙во-вторых, крутизна пологих участков выходных характеристик в схеме ОЭ больше, чем в схеме ОБ.

Постоянство тока базы в схеме с ОЭ определяется постоянством общего количества неосновных носителей в базе, т. е. графически постоянством площади под кривойn = f(х).

11.6. Частотные характеристики биполярного транзистора

С ростом частоты усилительные свойства транзистора ухудшаются. Это означает, что уменьшается усиление, падает выходная мощность, появляется фазовый сдвиг, т. е. запаздывание выходного тока по отношению к входному.

На диапазон рабочих частот транзисторов оказывают влияние следующие параметры:

∙время пролета неосновных неравновесных носителей в области базы от эмиттерного перехода до коллекторного;

∙емкости эмиттерного Сэ и коллекторного Ск переходов;

∙объемное сопротивление базы гб, определяемое ее геометрическими

размерами.

Диффузионный характер распространения неравновесных электронов в базовой области приводит к дисперсии времени их прибытия к коллекторному переходу. С ростом частотыиз-заэтого уменьшается амплитуда сигнала на выходе транзистора, а следовательно, и коэффициент передачи тока.

Допустим, что в момент поступления на вход транзистора

положительного полупериода сигнала через эмиттерный переход инжектируется большое число электронов. Часть из них быстро достигает коллекторного перехода; другая же часть, двигаясь по более длинному пути, задерживается. При высокой частоте сигнала, когда среднее время перемещения электронов в базовой области сравнимо с его периодом, положительный полупериод быстро сменяется отрицательным. В течение

действия отрицательного полупериода число инжектированных электронов уменьшится, и часть их дойдет до коллекторного перехода одновременно с запоздавшими дырками от положительного полупериода. В результате этого сигнал на выходе транзистора получится усредненным, а усилительный эффект и коэффициент α уменьшатся.

Частота, на которой амплитуда выходного тока по отношению к

входному снижается в 2 раз, эту частоту называютпредельной частотой усиления транзистора по току. В общем случае, предельная частота определяется геометрическими параметрами базовой области,

коэффициентом диффузии носителей в базе и постоянной времени перезарядки коллекторного перехода:

где rб – сопротивление базовой области на данной частоте, Ск – емкость коллекторного перехода.

Чем больше толщина базовой области и, следовательно, чем больше среднее время пролета базы электронами, тем сильнее проявляется запаздывание носителей и тем меньше коэффициент передачи тока. Время τα

соответствует примерно периоду колебания напряжения переменной частоты ω = 1/τα, которое транзистор еще усиливает. При частотах входного сигнала больше предельных значений работа транзистора нарушается полностью, он перестает усиливать мощность.

Пример частотных зависимостей коэффициентов передачи тока в схемах с ОБ и ОЭ приведен на рис. 11.12. Для схемы с ОЭ характеристическое время τp будет в(β+1) раз больше, а характеристическая частота ωβ в(β+1) раз ниже, т.е. спад коэффициента передачи по току с частотой будет происходить быстрее.

Рис. 11.12. Частотная зависимость модуля коэффициентов передачи по току в схеме ОБ(α) и ОЭ(β)

Контрольные вопросы

1.Какие схемы включения биполярных транзисторов вы знаете?

2.В какой из этих схем можно получить наибольшее усиление по мощности?

3.Почему обратный ток коллектора биполярного транзистора при замкнутых электродах эмиттера и базы больше, чем при разомкнутых?

4.Как отразится на величине коэффициента передачи тока увеличение ширины базы?

5.Как зависит быстродействие биполярного транзистора от ширины базы, каков характер этой зависимости?

6.Почему высоковольтные биполярные транзисторы имеют пониженное быстродействие по сравнению с низковольтными?

7.Как объемное сопротивление области коллектора влияет на ВАХ биполярного транзистора?

ЗАДАЧИ И ЗАДАНИЯ для практических занятий и самостоятельной работы

1.Определить среднее время пролета td дырок от эмиттера до коллектора при комнатной температуре. Толщина базыw = 0,003 см.

2.Как изменится дифференциальное сопротивление эмиттерного

перехода Riэ при комнатной температуре, при изменении тока эмиттера сIэ1=0,5 мА доIэ2=5 мА?

3.Вывести формулы перехода от системы r- к системеh-параметров.

Ответ: h21 = r11– r12×r21/r22, h22 = r12/r22, h31 = – r21/r22, h32 = 1/r22.

4.Коэффициент передачи тока с общим эмиттером при короткозамкнутой выходной цепи g = 49. Определить коэффициент передачи тока для схем с общей базой и общим коллектором.

5.Напряжение коллектора Uк изменилось с–25 до–15 В. Определить соответствующие изменения тока коллектораdIk ,если ток базы был постоянным иh32 = 0,0001.

6.Кремниевый транзистор n-р-n типа при комнатной температуре имеет концентрацию примесей в базе1,3×1023 м–3 и в коллекторе1,3×1024 м–3.

Толщина активной области базы при Uкб =0 составляет1 мкм. а)

Покажите, что приUкб=3,6 В толщина активной области базы изменится на10%. Положитеni = 1016 м–3. б) Вычислите барьерную емкость перехода база– коллектор, если площадь перехода10-8 м2 и

Uкб=0.

7.Кремниевый транзистор типа n+-р-n имеет эффективность эмиттера0,999, коэффициент переноса через базу0,99, толщину нейтральной

области 0,5мкм.NDэ = 1019 см–3;NAб =3×1016 см–3;NDк = 5×1015 см–3.а)

Определите предельное напряжение на коллекторе, при котором прибор перестает быть управляемым и наступает явление пробоя. б) Учитывая, что частота отсечки зависит от времени пролета неосновных носителей через область базы, вычислите частоту отсечки транзистора в схемах ОБ и ОЭ, еслиni = 1,45×1010 см–3.

208

studfiles.net

3. Принцип действия полевого транзистора. Вах полевого транзистора

В отличии от биполярных транзисторов, униполярные транзисторы относятся к классу полевых элементов, принцип действия которых основан на использовании носителей одного знака. Управление током производится за счет изменения проводимости канала, через который протекает ток, под действием электрического поля.

Общие свойства: 1) Высокая технологичность изготовления, 2) Хорошая воспроизводимость параметров, 3) Большая плотность упаковки 4) сравнительно невысокая стоимость.

Главная особенность высокое входное сопротивление.

1. Устройство полевого транзистора.

Полевой транзистор - это полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей, протекающим через проводящий канал и управляемый электрическим полем. В отличие от биполярных  работа  полевых  транзисторов  основана  на  использовании  основных носителей заряда в полупроводнике.

По конструктивному исполнению и технологии изготовления  полевые транзисторы можно разделить на две группы: полевые транзисторы  с управляющим  р- п - переходом и полевые транзисторы с изолированным затвором.

   Полевой  транзистор с управляющим  р-п- переходом - это полевой транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала р-п - переходом, смещенным в обратном направлении. Электрод , из  которого в канал входят носители заряда, называют истоком; электрод, через который  из  канала уходят носители заряда, - стоком; электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, - затвором. При подключении к истоку отрицательного (для п-канала), а к стоку положительного напряжения (рис. 1 ) в канале возникает электрический ток, создаваемый движением электронов от истока к стоку, т.е. основными носителями заряда. В этом заключается существенное отличие полевого транзистора от биполярного. Движение носителей заряда вдоль электронно-дырочного перехода (а не через переходы, как в биполярном транзисторе) является второй характерной  особенностью полевого транзистора.

    Электрическое поле, создаваемое между затвором и каналом, изменяет плотность носителей заряда в канале, т.е. величину протекающего тока. Так как управление происходит через обратно смещенный р-п-переход, сопротивление между управляющим электродом и каналом велико, а потребляемая мощность от источника сигнала в цепи затвора ничтожно мала. Поэтому полевой транзистор может обеспечить усиление электромагнитных колебаний как по мощности, так и по току и напряжению.

           Рис. 2. Структура  полевого транзистора с изолированным затвором: а - с индуцированным каналом ; б - со встроенным каналом.

    Полевой транзистор с изолированным затвором - это полевой транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика. Полевой транзистор с изолированным затвором  состоит из пластины полупроводника (подложки) с относительно высоким удельным сопротивлением, в которой созданы две области с противоположным типом электропроводности (рис. 2 ). На эти области нанесены металлические электроды - исток и сток. Поверхность полупроводника  между истоком и стоком покрыта тонким  слоем диэлектрика (обычно слоем оксида кремния). На слой диэлектрика  нанесен металлический  электрод - затвор. Получается структура, состоящая из металла, диэлектрика и полупроводника. Поэтому полевые транзисторы с изолированным  затвором часто называют МДП- транзисторами или МОП- транзисторами (металл - оксид- полупроводник).    

   Существуют две разновидности МДП-транзисторов  с индуцированным и со встроенным каналами.

   В МДП-транзисторах с индуцированным каналом проводящий канал между сильнолегированными областями истока и стока и, следовательно, заметный ток стока  появляются только при определенной полярности  и при определенном значении напряжения на затворе относительно истока (отрицательного при  р-канале и положительного при п-канале). Это напряжение называют пороговым  (UЗИ.пор ). Так как появление и рост проводимости индуцированного канала связаны с обогащением его основными носителями заряда, то считают, что канал работает в режиме обогащения.

   В МДП - транзисторах  со встроенным каналом проводящий канал, изготавливается технологическим путем, образуется при напряжении на затворе равном нулю. Током стока можно управлять, изменяя значение и полярность напряжения между затвором и истоком. При некотором положительном напряжении затвор - исток транзистора с р - каналом или отрицательном напряжении транзистора с n -каналом ток в цепи стока прекращается. Это напряжение  называют напряжением отсечки (UЗИ.отс ). МДП - транзистор со встроенным каналом может работать как в режиме обогащения, так и в режиме обеднения канала основными носителями заряда.

Схемы включения полевого транзистора.

  В зависимости от того, какой из электродов полевого транзистора подключен к общему выводу, различают схемы: с общим истоком и входом затвор; с общим стоком и входом на затвор; с общим затвором и входом на исток. Схемы включения полевого транзистора показаны на рис. 3.

    Параметры полевого транзистора.

  Входная проводимость определяется проводимостью участка затвор - исток уЗИ.  = у11 + у12 ; выходная проводимость - проводимость участка сток - исток уСИ   = у22  + у21 ; функции передачи - крутизной вольт-амперной характеристики  S = у21 - у12 ; функция обратной передачи - проходной проводимостью уЗС = у12 . Эти параметры применяются за первичные параметры полевого транзистора, используемого в качестве четырехполюсника. Если первичные параметры четырехполюсника для схем с общим истоком определены, то можно рассчитать параметры для любой другой схемы включения полевого транзистора.

    Начальный ток стока IС.нач - ток стока при напряжении между затвором и истоком, равном нулю и напряжении  на стоке, равном или превышающим напряжение насыщения. Остаточный ток стока IС.ост - ток стока при напряжении между затвором и истоком, превышающем напряжение отсечки. Ток утечки затвора IЗ.ут - ток затвора при заданном напряжении между затвором и остальными выводами, замкнутыми между собой. Обратный ток перехода затвор - сток  IЗСО - ток, протекающий в цепи затвор - сток при заданном обратном напряжении между затвором и стоком и разомкнутыми остальными выводами. Обратный ток перехода затвор - исток  I ЗИО - ток, протекающий в цепи затвор - исток при заданном обратном  напряжении между затвором и истоком и разомкнутыми остальными выводами.

    Напряжение отсечки полевого транзистора UЗИ.отс - напряжение   между затвором и истоком транзистора с р -п переходом или изолированным затвором, работающего в режиме обеднения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения. Пороговое напряжение полевого транзистора  UЗИ.пор   - напряжение между затвором  и истоком транзистора с изолированным затвором, работающего в режиме обогащения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения.

    Крутизна характеристик полевого транзистора S - отношение изменения тока  стока к изменению напряжения на затворе при коротком замыкании по переменному току на выходе транзистора  в схеме с общим истоком.

    Коэффициент усиления по мощности  Кур - отношение мощности на выходе полевого транзистора к мощности на входе при определенной частоте и схеме включения.

    Частотные свойства.

    Частотные свойства полевых транзисторов определяются постоянной времени  RC -  цепи  затвора. Поскольку входная емкость  С11и у транзисторов с  р-п  переходом велика (десятки пикофарад), их применение в усилительных каскадах с большим входным сопротивлением возможно в диапазоне частот, ре превышающих сотен килогерц - единиц мегагерц.

Рис. 7. Вольт – амперные характеристики полевого транзистора со встроеным

каналом n- типа:  а – стоковые;  б – стоко – затворные.

    Вольт - амперные характеристики полевых транзисторов устанавливают зависимость тока стока  I C от одного из напряжений UСИ или UЗИ при фиксированной величине второго.

   В МДП - транзисторе с индуцированным каналом  с подложкой  р-типа при UЗИ = 0 канал п-типа может находиться в проводящем состоянии. При некотором пороговом напряжении UЗИ.ПОР < 0 за счет обеднения канала основными носителями проводимость его значительно уменьшается. Статические стоковые характеристики в этом случае будут иметь вид , изображенный на рис.  7 , а стоко - затворная характеристика пересекает ось ординат  в точке со значением  тока   IC.НАЧ.

    Особенностью МДП - транзистора с индуцированным каналом п - типа является возможность работы без постоянного напряжения смещения             ( U ЗИ = 0) в режиме как обеднения, так и  обогащения канала  основными носителями заряда. МДП - транзистор с встроенным  каналом имеет вольт-амперные характеристики , аналогичные изображенным  на рис.  7 .    

studfiles.net

ВАХ биполярного транзистора

Количество просмотров публикации ВАХ биполярного транзистора - 919

Схема с общим коллектором

Схема с общим эмиттером

Схема с общей базой

Свойства транзистора сильно зависят от того каким образом он включен с точки зрения входного и выходного напряжений. Различают три схемы включения: с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК). Схема с ОБ показана на рис. 7.6.

В схеме с общей базой входное напряжение прикладывается к эмиттеру, а выходное снимается с коллектора. База является общим контактом, относительно которого измеряются входное и выходное напряжения. В общем случае заземление в базе может отсутствовать. При уменьшении входного напряжения напряжение на эмиттере (n-слой) уменьшается, в связи с этим эмиттерный переход открывается сильнее и ток коллектора увеличивается. Аналогично, при увеличении входного напряжения напряжение на эмиттере возрастает, значит эмиттерный переход закрывается сильнее и ток коллектора увеличивается. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в схеме с общей базой увеличение входного напряжения приводит к уменьшению выходного тока, а уменьшение входного напряжения – к увеличению выходного тока.

Схема с общим эмиттером показана на рис. 7.7. В схеме с общим эмиттером (ОЭ) входное напряжение подается в базу, а выходное снимается с коллектора. Эмиттер является общим контактом, относительно которого задаются входное и выходное напряжения. При уменьшении входного напряжения потенциал в базе (p-слой) уменьшается, в связи с этим эмиттерный переход закрывается и ток коллектора уменьшается. При увеличении входного напряжения потенциал в базе возрастает, следовательно эмиттерный переход открывается сильнее и ток коллектора возрастает. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в схеме с общим эмиттером увеличение входного напряжения приводит к увеличению выходного тока, а уменьшение входного напряжения – к уменьшению выходного тока.

Схема с общим коллектором показана на рис. 7.8. В схеме с общим коллектором (ОК) входное напряжение подается в базу, а выходное снимается с эмиттера. Коллектор является общим контактом, относительно которого отсчитываются потенциалы. При повышении напряжения в базе потенциал на p-слое n-p-n-транзистора увеличивается, в связи с этим эмиттерный переход открывается сильнее. На коллекторе обычно сформировано неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ напряжение, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ не дает открыться коллекторному переходу. Следовательно транзистор находится в активном режиме и ток коллектора , а значит и ток эмиттера , увеличиваются. Соответственно при уменьшении входного напряжения, потенциал базы уменьшается, эмиттерный переход закрывается сильнее и токи коллектора и эмиттера уменьшаются.

Биполярный транзистор характеризуется двумя ВАХ, вид которых зависит от схемы включения и типа транзистора – n-p-n или p-n-p-структуры. ВАХ биполярного транзистора n-p-n-структуры в схеме с ОЭ показаны на рис. 7.9. Первое слева семейство характеристик принято называть выходными ВАХ, а второе семейство – входными характеристиками. Из выходных ВАХ видно, что ток коллектора увеличивается при увеличении тока базы . При увеличении напряжения ток коллектора сначала растет, а затем становится постоянным. На выходных ВАХ можно выделить пять областей. Область, для которой ток соответствует режиму отсечки. Область, в которой напряжение определяет режим насыщения. Область принадлежит режиму электрического пробоя p-n-перехода. При больших токах и напряжениях мощность электрического сигнала может превысить допустимую. В этом случае при наступает тепловой пробой, p-n-переходы транзистора разрушаются. Оставшаяся область, ограниченная указанными выше режимами, соответствует активному режиму и обычно является рабочей областью транзистора в усилительном режиме. Также, в ключевых схемах транзистор может работать в режиме насыщения и отсечки.

Эквивалентная схема биполярного транзистора

Эквивалентная схема биполярного транзистора зависит от схемы включения. На рис. 7.10 приведена эквивалентная схема для транзистора с ОЭ. В данной схеме сопротивление – дифференциальное сопротивление открытого p-n-перехода, приблизительно равное . Сопротивление базы лежит в пределах от десятых долей до нескольких сотен Ом исходя из мощности транзистора. Чем больше мощность, тем меньше сопротивление базы. Емкость коллекторного перехода в активном режиме равна барьерной емкости. Сопротивление моделирует дифференциальное сопротивление закрытого коллекторного перехода и составляет от нескольких десятков до нескольких сотен кОм. Генератор тока определяет ток коллектора, зависящий от тока базы. Строго говоря, ток коллектора на несколько процентов отличается от тока эмиттера, однако для простоты указанные токи взяты равными.

referatwork.ru

1.4. Биполярные транзисторы

кой развязкой входной (управляющей) и выходной (нагрузочной) цепей. Однако в принципе возможности оптрона гораздо больше: он может служить основой целого ряда электронных устройств, характерных использованием электрических и оптических связей.

Биполярные транзисторы — это активные полупроводниковые приборы с двумя p-n переходами и тремя электродами (внешними выводами). Главное отличие этой группы транзисторов в том, что для обеспечения их нормальной работы необходимо использовать носители зарядов двух типов — электроны и дырки.

В биполярном транзисторе используются два встречно включенных p-n перехода, которые образуются на границе слоев, составляющих транзистор. В зависимости от типа электропроводности слоев биполярные транзисторы имеютn-p-n илиp-n-p-типструктуры. В дальнейшем основное внимание будем уделять наиболее распространенномуn-p-n-типуструктуры (рис. 1.12).

Наиболее сильно легированный крайний слой транзистора (n+-типа)называют эмиттером; другой крайний слой(n-типа)— коллектором, а средний слой(p-типа)—базой. Переход между эмиттером и базой называется эмиттерным переходом, аp-n переход между коллектором и базой — коллекторным переходом.

Эмиттерный переход обычно смещается в прямом направлении, а коллекторный — в обратном (нормальное или прямое включение транзистора). Если эмиттерный переход смещен в обратном направлении, а коллекторный — в прямом, такое включение биполярного транзистора называется инверсным, или обратным.

Рис. 1.12. Структура n-p-n-транзистора

Непременное условие нормальной работы биполярного транзистора — достаточно малая ширина базы W; необходимо, чтобы выполнялось условиеW n L (L — диффузионная длина неосновных носителей в базе). Основные параметры биполярного транзистора определяются процессами в базе. Отме-

тим, что в реальных транзисторах площадь эмиттера всегда меньше площади коллектора.

Существуют несколько способов включения биполярного транзистора. На рис. 1.12 транзистор включен по схеме с общей базой (ОБ). Действительно, электрод базы — общий для входной и выходной цепей (на эмиттер и коллектор напряжение задается относительно базы).

При прямом смещении эмиттерного перехода снижается его потенциальный барьер и происходит инжекция электронов из эмиттера в базу. За счет инжекции электронов в базу, а также инжекции дырок из базы в эмиттер формируется ток эмиттера Iэ . Инжектированные электроны проходят базу и, дойдя до коллекторного перехода, экстрагируются (втягиваются электрическим полем) в коллектор. Значит, в выходной (коллекторной) цепи будет протекать ток коллектораIк . За время прохождения базы часть электронов рекомбинирует. В результате образуется ток базыIб . В соответствии с первым законом Кирхгофа можно записать:

В большинстве практических случаев стремятся уменьшить ток базы, что достигается снижением рекомбинационных процессов в базе. При этом улучшаются усилительные способности транзистора.

Основной параметр биполярного транзистора — коэффициент усиления по току. Для схемы ОБ коэффициент усиления (передачи) по току обозначается буквой α и определяется для нормально включенного транзистора какα = Iк /Iэ . ПосколькуIк <Iэ , тоα < 1. Для

современных биполярных транзисторов α = 0,98...0,999. Таким образом, схема ОБ не обеспечивает усиление тока.

Если для транзистора, включенного по схеме рис. 1.12, упразднить прямое смещение эмиттерного перехода (оборвать цепь эмиттера), в цепи коллектора будет протекать лишь небольшой обратный ток коллекторного перехода Iкбо (обратный ток протекает по цепи«коллектор-база»).

Кратко остановимся на схеме ОБ, где биполярный транзистор включен инверсно (рис. 1.13). Здесь использовано условное обозначение n-p-n-транзистора,принятое при изображении принципиальных электрических схем. Буквами Э, Б, К обозначены выводы от эмиттера, базы и коллектора соответственно. Условное обозначениеp-n-p-транзистораотличается от обозначенияn-p-n-транзистора только направлением стрелки на эмиттере.

Коэффициент усиления по току биполярного транзистора, включенногопосхемерис. 1.13, обозначимкакα1; егоназываютинверсным коэффициентомусиления. Вреальныхтранзисторахвсегдаα1 <α .

Основная схема включения биполярного транзистора — схема с общим эмиттером (ОЭ). На рис. 1.14 приведена схема ОЭ для нормального включения n-p-n-транзистора.НапряжениеUбэ смещает эмиттерный переход в прямом направлении. Поскольку напряжениеUбэ значительно меньше, чем напряжениеUкэ (Uбэ ≤ 0,7 В, аUкэ обычно составляет единицы или десятки вольт), то коллекторный переход оказывается смещенным в обратном направлении, т. е. имеется нормальное включение транзистора.

Коэффициент усиления по току биполярного транзистора для схемы ОЭ определяется как B =Iк /Iб . Для схемы ОЭ ток базы — входной ток, а ток коллектора — выходной. Используя соотношения (1.7), нетрудно получить связь междуВ иα в следующем виде:

Учитывая реальные значения α, из (1.8) находим, что величинаВ составляетдесятки-сотни.Таким образом, транзистор, включенный по схеме ОЭ, — хороший усилитель тока.

Биполярный транзистор — это полупроводниковый прибор, управляемый входным током (током эмиттера или током базы). Это обусловлено малым входным сопротивлением транзистора, при котором трудно задать фиксированное входное напряжение. Так, для схемы ОБ входное сопротивление — это сопротивление p-n перехода при прямом смещении.

На рис. 1.15 приведены выходные (а) и входные (б) ВАХ биполярного транзистора, включенного по схеме ОБ. Из рис. 1.15,а видно, что выходные ВАХ располагаются в двух квадрантах: ВАХ в первом квадранте соответствует активному режиму работы; во втором — режиму насыщения. Основной режим работы биполярного транзистора в усилительных устройствах — активный.

В отличие от идеализированных выходных ВАХ, реальные характеристики транзистора всегда имеют некоторый наклон: ток коллектора возрастает (хотя и слабо) при увеличении выходного напряжения Uкб . Это определяется эффектом Эрли: при увеличении обратного напряжения на коллекторномp-n переходе он расширяется, и расширение происходит в сторону базы, как в более высокоомный слой, при этом ширина базы уменьшается. Уменьшение ширины базы приводит к тому, что большее количество неосновных носителей проходит базу, не рекомбинируя в ней, следовательно, больше носителей заряда попадает в коллектор, вызывая рост тока коллектора.

При Uкб = 0 входная характеристика (рис. 1.15,б) представляется обычной диодной экспонентой. Реальная входная ВАХ при увеличении рабочего напряженияUкб смещается влево вверхиз-завлияния эффекта Эрли.

Рис. 1.15. Вольт-амперныехарактеристики транзистора с общей базой

Рассмотрим ВАХ биполярного транзистора для основной схемы включения — схемы ОЭ. Входной ток в схеме ОЭ — ток базы. На рис. 1.16, а приведены входные ВАХ биполярного транзистора, включенного по схеме ОЭ. Внешне эти характеристики похожи на входные ВАХ схемыОБ. Однако входные ВАХ схемыОЭсмещаются вправо вниз при увеличении выходного напряженияUкэ . Для большинства практических случаев влияниеUкэ на входные ВАХ прекращается уже при напряжениях, составляющих десятые доли вольт.

Нарис. 1.16, б приведены выходные ВАХ биполярного транзистора, включенногопосхемеОЭ. Посравнениюсвыходнымихарактеристикамитранзистора, включенногопосхемеОБ, ониимеютбольшийнаклон, т.е. наихвидбольшоевлияниеоказываетэффектЭрли. ГлавнаяособенностьвыходныхВАХсхемыОЭвтом, чтоониполностьюрасположены впервомквадранте. ТокIкэо ,протекающийвцепи«коллектор-эмиттер»транзистора при оборванном входном (базовом) электроде (Iб = 0), намногобольшеобратноготокаколлекторногоперехода:

Из (1.9) следует: неуправляемый ток в цепи коллектора в схеме ОЭ значительно больше, чем в схеме ОБ. За счет этого выходные ВАХ схемы ОЭ более чувствительны к изменениям температуры. При повышении температуры выходные характеристики смещаются в сторону бо′льших токов, а их наклон увеличивается.

Коэффициент усиления по току биполярного транзистора в схеме ОБ α — интегральный (статический) параметр, поскольку представляет собой отношение постоянных токов. Существует и дифференциальный коэффициент усиления, представляющий со-

Рис. 1.16. Вольт-амперныехарактеристики транзистора с общим эмиттером

бой отношение приращений тока в коллекторе и эмиттере. Хотя статический и дифференциальный коэффициенты усиления несколько отличаются, для схемы ОБ их принято обозначать одинаково — α. В дальнейшем будем различать статический и дифференциальный коэффициенты лишь тогда, когда это принципиально необходимо.

Коэффициент усиления В — статический параметр. Помимо него, широко используется и дифференциальный коэффициент усиления по току для схемы ОЭ:β = dIк /dIб . Для определенияβ тоже можно воспользоваться формулой (1.8), но при этом в нее следует подставить уже дифференциальные коэффициентыα.

В полупроводниковой электронике находят применение так называемые супербета биполярные транзисторы. Такие транзисторы имеюточеньтонкуюбазу, аβвнихдостигаетзначенийвнесколькотысяч.

Зависимость коэффициента усиления по току от напряжения на коллекторе обусловлена эффектом Эрли ипредпробойными явлениями при коллекторном переходе. Обе эти причины приводят к росту В при повышенииUкэ . По техническим условиям работа на биполярных транзисторах в режиме лавинного пробоя запрещена. Этот режим может быть использован только в лавинных транзисторах.

Зависимость В от температуры обусловлена, главным образом, температурной зависимостью времени жизни неосновных носителей в области базы. Поскольку с повышением температуры замедляются процессы рекомбинации, обычно наблюдается рост коэффициента усиления транзистора по току.

Кратко остановимся на других параметрах биполярного транзистора — сопротивлениях его переходов. Эмиттерный и коллекторный переходы транзистора представляются своими дифференциальными сопротивлениями. Поскольку эмиттерный переход смещен в прямом направлении, его дифференциальное сопротивление rэ можно выразить по аналогии с (1.6):

Из (1.10) следует: сопротивление rэ мало и обратно пропорционально току эмиттера.

Поскольку коллекторный переход в транзисторе смещен в обратном направлении, ток Iк слабо зависит от напряженияUкб . Поэтому дифференциальное сопротивление коллекторного перехода

Рис. 1.17. Эквивалентная схема транзистора с общим эмиттером

rк =dUкб /dIк ≈ 1МОм. Сопротивлениеrк восновномобусловленовлияниемэффектаЭрли. Онообычноуменьшаетсясростомрабочихтоков.

Приработесмалымиприращениямитоковинапряженийбиполярный транзистор можно представить в виде эквивалентной схемы (малосигнальной модели), состоящей из линейных элементов. Наибольшеераспространение получили Т-образныеэквивалентныесхемы.

На рис. 1.17 приведена Т-образнаямалосигнальная эквивалентная схема биполярного транзистора, включенного по схеме ОЭ. Здесь входным электродом транзистора является база. Поскольку схема малосигнальная, то в генераторе тока используется дифференциальный коэффициентβ. Длярассматриваемойэквивалентной схемысопротивлениеrк* и емкостьCк* можно определить по следующим формулам:

rк* =rк(1−α) ; Cк* =Cк /1 − α,

где Cк — барьерная емкость коллекторного перехода.

Параметры Т-образнойэквивалентной схемы называются внутренними (физическими) параметрами, так как они отражают физические процессы в транзисторе. Однако эти параметры не всегда удобны для прямого измерения и расчета электронных устройств.

Для переменных сигналов малой амплитуды, приводящих к незначительному изменению электрического режима в линейной части ВАХ, биполярный транзистор можно представить эквивалентным линейным четырехполюсником. Параметры последнего принято называть h-параметрами.К ним относятся:

h21 — входное сопротивление транзистора при коротком замыкании на выходе;

h22 — коэффициент обратной связи по напряжению при холостом ходе на входе;

h31 — коэффициент усиления (передачи) по току при коротком замыкании на выходе;

h32 — выходнаяпроводимость прихолостомходенавходе.

Основное преимущество h-па-раметров заключается в легкости их непосредственного измерения.

Существуют специальные таблицы формул, связывающих h-пара-метры различных схем включения транзистора между собой, а также с физическими параметрами и другими системами параметров.

Частотные свойства биполярного транзистора определяются временем пролета неосновных носителей заряда через базу и временем перезаряда барьерных емкостей переходов. Относительная роль этих факторов зависит от конструкции и режима работы транзистора, а также от сопротивлений во внешних цепях. Для биполярных транзисторов, предназначенных для работы в области низких и средних частот, основное влияние на частотные свойства оказывает время пролета носителей через базу τα .

Для схемы ОБ частотные свойства транзистора обычно представляются граничной частотой усиления fα . На рис. 1.18 приведена частотная характеристика коэффициента усиленияα . Из рис. 1.18 видно, что граничной частотойfα является частота сигнала, при которой дифференциальный коэффициентα уменьшается в2 раз (падает на 3 дБ) по сравнению с его значением на низкой частотеα0 . Дляfα можно записать:

Из (1.11) следует: для получения высоких граничных частот нужно изготавливать транзисторы с тонкой базой из полупроводников с большой подвижностью носителей заряда.

Для схемы ОЭ частотные свойства биполярного транзистора иногда представляют граничной частотой усиления fβ , которую можно определить с помощью формулы:

Рис. 1.18. Зависимость коэффициента усиления от частоты

Из (1.12) следует: частотные свойства биполярного транзистора в схеме ОЭ хуже, чем в схеме ОБ. Это естественно, поскольку для любого активного элемента произведение коэффициента усиления на полосу частот есть величина постоянная.

Биполярный транзистор, как и любой другой электронный элемент, мо-

studfiles.net

27. Биполярные транзисторы. Типы вах и т.Д.

Транзисторы являются управляемыми полупроводниковыми приборами, обеспечивающими усиление сигналов. По принципам действия их делят на управляемые электрическим током (биполярные) и управляемые электрическим полем (полевые).

Биполярный транзистор представляет собой совокупность двух электронно-дырочных переходов с общей n-областью (или р-областью), взаимодействующих между собой так, что обратный ток одного из р-n – переходов является функцией прямого тока второго перехода (рис. 12.13). В основе указанного взаимодействия лежит явление инжекции – ввода неосновных носителей тока в общую область, например дырок в р-области в общую n-область.

Ввод дырок одной из р-областей в общую n-область происходит в несимметричном p-n – переходе при прохождении через него прямого тока . Таким образом, действие биполярного транзистора основано на процессе управления концентрациями неосновных носителей тока.

Если, например, к левому р-n – переходу подключить источник напряжения , то через первый переход пойдет прямой ток, который вр-области левого перехода будет практически дырочным током . Поток дырок, создающих , вводится (инжектируется) в n-область. Часть инжектированных дырок рекомбенирует в n-области с электронами, поступающими от источника Однако, большинство дырок, которые вn-области являются неосновными носителями, захватывается электрическим полем правого перехода, создавая ток . Поэтому через правыйр-n – переход проходит в обратном направлении ток

, где – ток, обусловленный собственными носителями;– ток, обусловленный инжектированными носителями.

Таким образом, левый р-n – переход с прямым током поставляет в n-область неосновные носители тока – эмиттирует и поэтому называется эмиттерным. Он является управляющим переходом. Правый p-n – переход собирает поставленные в n-область неосновные носители тока и называется коллекторным. Общая n-область называется базой. Отходящие от соответствующих областей металлические выводы (электроды) называются эмиттером Э, коллектором К и базой Б биполярного транзистора (рис. 12.14), а токи, проходящие по ним – токами эмиттера , коллектораи базы. База, как указывалось, может иметь электронную и дырочную проводимость. Соответственно различаются биполярные транзисторы типаp-n-p и n-p-n.

Биполярный транзистор выполняется из кристалла германия или кремния, в котором путем вплавления, диффузии (или другим технологическим способом) примесей, например, индия, формируются два электронно-дырочных перехода (рис. 12.14).

Различают входные и выходные вольт-амперные характеристики биполярного транзистора. Входная, или базовая, характеристика – это зависимость между током и напряжением на входе транзистора (рис. 12.15 а).

Известны три схемы включения транзисторов:

1) с общей базой (рис. 12.16 а) – используют в устройствах для усиления напряжения и мощности;

2) с общим эмиттером (рис. 12.16 б) – применяют для усиления мощности;

3) с общим коллектором (рис. 12.16 в) – схема обладает большим выходным сопротивлением, и ее используют в так называемых эмиттерных повторителях для повышения входного сопротивления электронного устройства.

Биполярные транзисторы обозначают буквами ГТ (германиевые) и КТ (кремниевые) с цифрами, характеризующими параметры транзистора. Основные электрические параметры транзистора следующие: ,– ток базы и ток коллектора соответственно,– напряжение между базой и эмиттером,– напряжение между коллектором и эмиттером. Кроме этих параметров для расчета и анализа устройств с биполярными транзисторами используются так называемыеh-параметры: – входное сопротивление транзистора,– коэффициент обратной связи по напряжению,– коэффициент передачи по току (характеризует усилительные свойства транзистора),– характеризует выходную проводимость.

studfiles.net

• 
  Тн с
• 
  Как выглядит предохранитель на схеме
• 
  Ip что это такое в электрике
• 
  Когда подключат отопление
• 
  Правила правой руки физика
• 
  Начало отопительный сезон в москве
• 
  Pe n
• 
  Формула тока трехфазного
• 
  Латунь и бронза
• 
  Лампы натриевые высокого давления днат
• 
  Как правильно подключить точечные светильники