Общие сведения о биполярных транзисторах

3

1. Теоретическая часть

1. Общие сведения о биполярных транзисторах.

Транзистором называется электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним или несколькими электрическими переходами, пригодный для усиления мощности и имеющий три или более выводов. Цепь одного из выводов является входной, в цепь другого – выходной. Наиболее практическое применение получили транзисторы с двумя и тремя выводами (их иногда называют биполярными).

Переходы делят монокристалл транзистора на три области, причем, средняя область имеет тип электропроводности, противоположный крайним. В транзисторе среднюю область называют базой, одну из крайних областей - эмиттером, другую – коллектором,а отделяющие базу от эмиттера и коллектора переходы соответственно эмиттерным и коллекторным. Эмиттер и коллектор транзистора могут иметь либо дырочную, либо электронную электропроводность. В зависимости от типа электропроводности крайних областей транзистор обладает структурой p-n-p или n-p-n.

Транзистор представляет собой систему двух взаимодействующих p-n-переходов. Каждый из этих переходов можно включить в прямом или обратном направлении. При указанных на рис. 4.2а) полярностях источников ЭДС имеем прямое включение эмиттерного перехода и обратное – коллекторного. Такое включение переходов называют нормальным, а режим работы – активным. При этом эмиттер инжектирует в область базы

неосновные для нее носители (дырки), а коллектор производит экстракцию тех носителей (дырок), которые прошли через базовую область к коллекторному переходу. У реальных плоскостных транзисторов площадь коллекторного перехода больше площади эмиттерного. Такая конструкция позволяет коллектору собирать даже те неосновные носители, которые перемещаются от эмиттера под некоторым углом к оси транзистора. Площадь эмиттерного перехода определяет активную часть базовой области транзистора.

В транзисторах p-n-p рабочими носителями заряда являются дырки, а в транзисторах n-p-n – электроны. В зависимости от механизма перемещения носителей заряда через область базы ( от эмиттера к коллектору) транзисторы делят на бездрейфовые и дрейфовые. В бездрейфовых перенос неосновных носителей заряда через базу осуществляется в основном посредством диффузии. Такие транзисторы обычно получают сплавной технологией. В дрейфовых перенос неосновных носителей заряда через базу осуществляется в основном посредством дрейфа в электрическом поле. Такие транзисторы обычно получают методом диффузии примесей.

Следует помнить, что транзистор представляет собой обратимый полупроводниковый прибор. Это значит, что после изменения полярности источников ЭДС на обратную, т.е. после включения коллекторного перехода в прямом, а эмиттерного- в обратном направлениях, транзистор отчасти сохраняет свою работоспособность. Однако из-за несимметричности реальной стрктуры и различия в удельных сопротивлениях эмиттера и коллектора такое инверсное включение неравноценно нормальному, так как транзистор в инверсном включении имеет значительно худшие усилительные свойства.

2. Справочные данные для заданного типа транзистора КТ819А

1) Транзисторы кремниевые мезаэпитаксиально-планарные n-p-n универсальные низкочастотные мощные. Предназначены для применения в усилителях низкой частоты, операционных и дифференциальных усилителях, преобразователях и импульсных схемах.

Транзисторы КТ819А, КТ819Б, КТ819В, КТ819Г выпускаются в пластмассовом корпусе с гибкими выводами.

Масса транзисторов не более 2,5г.

2) Электрические параметры.

Граничное напряжение при Iк=0,1А, τ<=300мкс, Q>=100, не более 25В,

напряжение насыщения коллектор-эмиттер не более при Iк=5А, Iб=0,5А

-2В, при Iк=15А, Iб=3А – 4*В,

напряжение насыщения база-эмиттер при Iк=5А, Iб=0,5А не более-3В,

статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером при Uкб=5В, Iк=5А, не менее при Т=298К, Т=Тк макс – 15,при Т=233К-10;

граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером при Uкб=5В, Iэ=0,5А – 3-5-12МГц;

время выключения при Iк=5А, Iб=0,5А не более 2,5 мкс;

емкость коллекторного перехода при Uкб=5В – 360-600-1000пФ;

обратный ток коллектора при Uкб=40В не более при Т=233-298К, - 1мА;

3) Предельные эксплуатационные данные

Постоянное напряжение коллектор-эмиттер при Rбэ<=100 Ом, Т=Тмин-323 К – 40В;

Постоянное напряжение база-эмиттер – 5В;

Постоянный ток коллектора – 10А;

Импульсный ток коллектора при τ=<10мс, Q=>100 – 15А;

Постоянный ток базы – 3А;

Импульсный ток базы при τ=<10мс, Q=>100 – 5А;

Постоянная рассеиваемая мощность коллектора с теплоотводом при Т<=298К – 60Вт;

Без теплоотвода при Т<=298К – 1,5Вт;

Температура перехода-398К;

Температура окружающей среды-от 233 до Т=373К.

ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНЗИСТОРА КТ819А

Входная вольт-амперная характеристика

Выходная вольт-амперная характеристика