10.Принцип действия биполярного транзистора и его параметры.
Т
ранзистор
включают 3 способами с ОБ ,ОЭ, ОК. Рассмотрим
тр-р р-n-р
с ОБ:
Использ 2 источника U: Uэ подкл к + полюсу,а Uк к -.
Внешние напряжения подключают к транзистору таким образом, чтобы эмиттерный переход оказался смещенным в прямом направлении, а коллекторный - в обратном.
Напряжение Uэ действует в прямом направлении, и дырки из эмиттера в большом количестве будут диффундировать в область базы. Диффузионный поток электронов, основных носителей заряда в базе, также возрастает.
Осовная функция эмиттерного перехода сводится к ИНЖЕКЦИИ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА (ДЫРОК) В БАЗУ.
Iэ = Iэp + Iэn ; Iк = Iкp + Iк0; Iб = Iбp + Iэn - Iк0
Управляющ. св-ва: 1) изменение выходного коллекторного тока под действием подводимого тока эммитора – происходит из-за изменения дырочной составляющей эм. тока.
принцип действия основан на создании транзитного потока носителей заряда из эмиттера в коллектор через базу и управления выходным током за счет изменения входного тока. Следовательно, биполярный транзистор управляется током.
В соответствии с первым законом Кирхгофа:
Iэ = Iк + Iб; Iк = Iэ + Iк0; Iб = (1- )Iэ - Iк0
Коэф-т передачи эм. тока равен: =γ*δ, где γ- коэф-т инжекции – показатель эм. перехода; γ=Iкр/Iэ=0,97...0,998 – какая часть дырок участвует в движении; δ-относител. коэф-т переноса носителя заряда к базе = Iкр/ Iэр (дыр. состав. кол. тока/ дыр. состав. эм. тока);
В идеальном транзисторе =1. Мощность вых сигнала может быть больше входной мощности ( т.к Uк больше Uэ). Низкое входное соп-е – это способствует достижению наивысших частотных св-в тран-ра.
11.Биполярный транзистор
П
о
структуре бывают либо биполярные ( имеют
носители зарядов двух видов е и дырки),
либо униполярные (использ заряды только
одного вида).
Транзистором
– полупроводниковый прибор, предназначенный
для усиления электрических сигналов
по мощности, имеет трехслойную
полупроводниковую структуру и содержит
два p-n
перехода. Существуют транзисторы типов
p-n-p
и n-p-n.
Имеет 3-слойную структуру: рис-ки.
Сплавная технология изготовления: пластина n-типа явл. основанием или базой конструкции, два р-слоя создаются путем диффузии в них сплавов акцепторной примеси. Один слой – эммитор, он имеет меньшую площадь, а другой слой – коллектор. Основная фун-я эммитера – эмметирование носителей в базу, фун-я кол-ра – сбор носителей, прошедших через базу. Площадь коллектора делают больше, для сбора носителей, прошедших через базу.
12. Статический вах транзистора.
П
ри
расчете и анализе электронных схем
удобно пользоваться входными и выходными
ВАХ транзистора. ВАХ снимают при
относительно медленных изменениях тока
и напряжения, поэтому их называют
статическими.
Статические
характеристики транзистора в схемах
ОЭ и ОК примерно одинаковы, поэтому
рассмотрим характеристики только для:
ОБ и ОЭ.
Схема ОБ.
Зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и базой - это выходные характеристики. Они снимаются при постоянном токе эмиттера:
Iк = f(Uкб)| Iэ=const
Для p-n-p транзистора напряжение Uкб отрицательное (см. рис.2.3).
ВАХ имеет три явно выраженные области:
1 - крутая область, где зависимость Iк от Uкб сильная; (при заданном токе эмиттера и отсутствии напряжения коллекторного источника (Uкб=0) дырки все равно перебрасываются в коллектор под действием внутренней разности потенциалов 0. С увеличением тока эмиттера требуется несколько большее положительное напряжение, поэтому начальные участки характеристик смещены влево).
2 - пологая или линейная область, где зависимость Iк от Uкб слабая; (небольшой подъем при увеличении Uкб. Некоторое увеличение тока Iк объясняется увеличением коэффициента передачи тока вследствие возникающего эффекта Эрли - эффекта модуляции толщины базового слоя, а также из-за роста тока Iк0 = f(Uкб) Эффект модуляции базы связан с расширением коллекторного перехода lк за счет увеличения объемного заряда, вызванного повышением напряжения Uкб)
3 - область пробоя коллекторного перехода. (Коллекторное напряжение не может повышаться произвольно - возможен электрический пробой коллекторного перехода (область 3). Электрический пробой может перейти в тепловой и транзистор выходит из строя. Предельно-допустимая величина Uкб max указывается в справочниках.)
Некоторое возрастание тока Iк при повышении напряжения Uкб, вызванное эффектом модуляции базы, характеризуют дифференциальным сопротивлением коллекторного перехода rк: rк(б) = duкб/diк|iэ = const
Нижняя ветвь семейства ВАХ - это зависимость: Iк = f (Uкб)|Iэ=const
В области 2 выходные характеристики практически линейны и сопротивление rк можно считать постоянным. Тогда для этой области Iк = f(Uкб) можно представить в более корректной форме:
Uкб
Iк = Iэ + ------- + Iк0.
rк(б)
Повышение температуры приводит к увеличению тока Iк0 и смещению характеристик вверх.
Аналогичное воздействие на коллекторные характеристики оказывает зависимость от температуры: при повышении температуры несколько возрастает.