Общие сведения об igbt транзисторах
Упрощенная схема замещения биполярного транзистора с изолированным затвором (БТИЗ) приведена на рис. 19. 9, а. В состав схемы входят биполярный транзистор и ПТИЗ, причем, ПТИЗ включен параллельно p-n переходу база – эмиттер биполярного транзистора.
При поступлении на затвор З положительного относительно точки Э напряжения ПТИЗ открывается. Ток стока ПТИЗ является управляющим током биполярного транзистора, поэтому, одновременно с ПТИЗ открывается биполярный транзистор. Рабочий ток БТИЗ в β раз больше тока ПТИЗ и протекает от точки К к точке Э.
На рис. 19.9, б приведено условное обозначение БТИЗ и пример его включения для прерывания тока в активном сопротивлении.
Основные достоинства БТИЗ: очень большое входное сопротивление,
большие допустимые токи (до 1800 А) и напряжения (до 4,5 кВ), достаточно большие допустимые частоты (до n10 кГц).
Недостатком транзистора является большая емкость затвора (до 1 мкФ). Это усложняет процесс переключения транзистора.
Интегральные микросхемы
Интегральные микросхемы (ИМС) – это изделия, выполняющие определенную функцию преобразования и обработки сигнала, имеющие высокую плотность упаковки элементов (транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов), изготовленные по единому технологическому процессу, в одном корпусе. Применение ИМС обеспечивает высокую надежность, малые массу и габариты аппаратуры, снижает ее стоимость и упрощает организацию производства. Перечисленные достоинства стали основой широкого применения
Совокупность ИМС, которые могут выполнять различные функции, но имеют единое конструктивно – технологическое исполнение и предназначены для совместного применения, называют серией ИМС.
В настоящее время промышленностью налажен выпуск ИМС, различающихся по выполняемым функциям, по технологии производства и по плотности упаковки элементов (степени интеграции). В зависимости от выполняемых функций все ИМС делятся на аналоговые и цифровые. По технологии производства ИМС разделяются на полупроводниковые, гибридные и пленочные. По степени интеграции различают ИМС малой интеграции (до 100 элементов в одном корпусе), средней интеграции (от 100 до 1000 элементов), большой интеграции (от 1000 до 100000 элементов).
В последние годы все более широкое применение находит еще один класс ИМС – программируемые ИМС.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
19.1. Приведите классификацию транзисторов и назовите отличительные особенности каждого класса.
19.2. Какие особые требования предъявляются к базе и эмиттеру биполярных транзисторов?
19.3. Известно, что в активном режиме работы биполярного транзистора переход коллектор – база находится под обратным напряжением. Почему через него протекает ток коллектора?
19.4. Какой из параметров биполярного транзистора определяет его усилительные свойства?
19.5. Выходные ВАХ биполярного транзистора имеют крутой и пологий участки. Приведите соотношение между значениями Uкэ и Uбэ на каждом из этих участков. В каких режимах работает транзистор на каждом из участков?
19.6. Почему на пологом участке выходных ВАХ биполярного транзистора наблюдается незначительное увеличение тока коллектора с ростом напряжения Uкэ?
19.7. Почему на пологом участке выходных ВАХ биполярного транзистора ток коллектора пропорционален току базы?
19.8. Какие физические величины определяют h – параметры транзистора? Для чего они приводятся в справочной литературе?
19.9. Какой физический процесс обусловливает температурную зависимость параметров транзистора?
19.10. Почему коэффициент передачи тока базы зависит от частоты?
19.11. Транзистор типа n – p – n включен по схеме с общим эмиттером. Определите, в каком режиме работает транзистор, если
а) напряжение Uбэ = 0,3 В, а напряжение Uкэ = 0,2 В;
б) напряжение Uбэ = 0,3 В, а напряжение Uкэ = 10 В;
в) напряжение Uбэ = - 0,3 В, а напряжение Uкэ = 10 В.
19.12. Транзистор типа n – p –n включен по схеме с общим эмиттером. Определите напряжение коллектор – база Uкб, если напряжение коллектор – эмиттер Uкэ = 10 В, а напряжение база – эмиттер Uбэ = 0,4 В.
19.13. Транзистор с параметрами β = 100, Iк = 1 мА и Iкбо = 5 мкА включен по схеме с общим эмиттером. Определите
а) коэффициент передачи тока эмиттера α;
б) ток эмиттера Iэ; в) ток базы Iб;
г) обратный ток транзистора Iкэо.
19.14. Выводы электродов транзистора обозначены А, В. С. При работе транзистора в активном режиме токи электродов имеют значения: IА = 1 мА, IВ = 20 мкА, IС = 1,02 мА. Полагая, что обратный ток перехода коллектор – база Iкбо = 0, определите: а) с какими электродами соединены выводы; б) чему равен коэффициент передачи тока базы β.