1.3. Контрольные вопросы

1) Что является в диоде основным и неосновным носителями заряда?

2) Как влияют повышение и понижение температуры p-n-перехода на положение ветви ВАХ?

3) Объяснить условное обозначение и маркировку диодов малой мощности.

4) От чего зависит проводимость диода?

Лабораторная работа 2

ТРАНЗИСТОРЫ И СХЕМЫ ИХ ВКЛЮЧЕНИЯ

Цель работы: ознакомиться с физическими основами работы транзис-торов; исследовать их характеристики, схемы включения и статические па-раметры.

2.1. Краткие теоретические сведения

Транзистором называется полностью управляемый полупроводниковый трехэлектродный прибор, предназначенный для усиления, генерирования или преобразования электрических сигналов и переключения электрических импульсов в схемах. Он представляет собой кристалл со структурой p-n-p или n-p-n (рис. 5) с тремя выводами, связанными с тремя слоями (областями). Средний слой кристалла служит основой для образования электронно-дырочных переходов и называется базой Б. Один наружный слой, который является источником носителей зарядов – электронов и дырок, называется эмиттером Э (эта область главным образом и создает ток прибора), а другой слой, принимающий инжектированные носители заряда, – коллектором К.

Рис. 5. Структура биполярных транзисторов

Физические процессы, протекающие в транзисторах p-n-p- или n-p-n-типа, аналогичны. Разница состоит лишь в том, что при одинаковых рабочих режимах напряжение на одноименных электродах имеет противоположную полярность (отрицательное – на коллекторах транзисторов p-n-p-типа и положительное – n-p-n-типа) и ток в базах переносится носителями зарядов противоположного знака (в транзисторах p-n-p-типа – дырками, n-p-n-типа – электронами). Такие транзисторы называются биполярными, поскольку в них ток переносится носителями обоих типов – основными и неосновными. Существуют также униполярные (однополярные) транзисторы, в которых ток переносится только одним типом носителей – основным для данного полупроводника. Такие транзисторы называют полевыми.

Существуют три схемы включения биполярных транзисторов: с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК). Различное расположение источника сигналов и нагрузочного сопротивления позволяет получить усиление либо тока, либо напряжения, либо мощности. Схемы с ОК и ОЭ характеризуются наибольшим усилением по току, с ОЭ и ОБ – по напряжению, а с ОЭ – по мощности. В усилительных схемах из всех способов включения транзистора в основном используют наиболее универсальную схему – с ОЭ.

В данной работе студентам для исследования предлагается биполярный транзистор p-n-p-типа при схемах включения с общей базой и общим эмиттером.

Свойства транзисторов определяются по их вольт-амперным характерис-тикам: семейству статических входных I_вх = f (U_вх) при U_вых = const и семейству статических выходных I_вых = f (U_вых) при I_вх = const. Примеры ВАХ для схем с ОБ и ОЭ приведены соответственно на рис. 6 и 7.

а б

Рис. 6. Семейства статических входных (а) и выходных (б)