- •Содержание:
- •Исследование полупроводниковых приборов
- •1.1.1 Исследование полупроводниковых диодов
- •Теоретическая часть
- •Типы полупроводниковых диодов и их характеристики. Выпрямительные плоскостные низкочастотные диоды
- •Импульсные диоды
- •Диоды Шотки
- •Туннельный диод
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы:
- •1.1.2 Исследование стабилитрона
- •Теоретическая часть
- •Принцип стабилизации напряжения
- •Параметры стабилитрона
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •1.1.3 Исследование характеристик и параметров биполярного транзистора в схемах с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором
- •Теоретическая часть
- •Принцип действия и схемы включения транзистора
- •Статические характеристики
- •Малосигнальные параметры
- •Практическая часть
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •1.1.4 Исследование характеристик и параметров полевых транзисторов
- •Теоретическая часть
- •Классификация и условные обозначения полевых транзисторов
- •Полевой транзистор с управляющим p – n переходом
- •Статические характеристики
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •Основные параметры полевых транзисторов
- •Области применения полевых транзисторов
- •Практическая часть
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •1.1.5 Исследование тиристоров
- •Теоретическая часть
- •Диодные тиристоры. Структура и принцип действия.
- •Триодные тиристоры.
- •Уравнение вах тиристора.
- •Классификация, условные обозначения и применение тиристоров.
- •Практическая часть
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •1.1.6 Исследование варикапа
- •Теоретическая часть
- •Теория p-n перехода
- •Диффузионная и барьерная емкости р-n-перехода
- •Варикап, его основные параметры и особенности конструирования
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •Исследование выпрямителей однофазного переменного тока
- •Теоретическая часть
- •Основные параметры выпрямителей
- •Внешние характеристики выпрямителей
- •Практическая часть
- •Однополупериодная схема выпрямления.
- •1.2.2 Двухполупериодные схемы выпрямления.
- •1..2.3 Схемы выпрямления с умножением напряжения.
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •Исследование колебательных контуров.
- •Теоретическая часть
- •Принцип работы пассивных аналоговых фильтров
- •Принцип работы активных аналоговых фильтров
- •Применение
- •Виды фильтров
- •Фильтры нижних частот
- •Фильтры высоких частот
- •Полосовые и заграждающие фильтры
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •1.4 Исследование свойств терморезисторов
- •Теоретическая часть
- •Термистор
- •Как элемент автоматики, позистор может выполнять следующие функции:
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •1.4 Исследование свойств варисторов
- •Теоретическая часть
- •Свойства
- •Применение
- •Практическая часть`
- •Контрольные вопросы
- •1.6.1 Исследование оптоэлектронных приборов.
- •Теоретическая часть
- •Физические основы работы фотодиода
- •Отличительные особенности оптронов
- •Обобщенная структурная схема
- •Применение
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
Принцип действия и схемы включения транзистора
Наличие трех выводов у транзистора позволяет применять три различных схемы включения транзистора в электрическую цепь. Эти схемы показаны на рис.2 и называются, соответственно схемами с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК). Название определяется названием электрода транзистора, который является общим для входного и выходного сигналов (см. рис.2).
Рассмотрим принцип работы n – p – n транзистора, включенного по схеме с общей базой (рис.1, б; 2, а). В активном режиме эмиттерный переход смещен в прямом направлении, коллекторный – в обратном. Эмиттер инжектирует электроны в базовую область. Если концентрация носителей в эмиттере много больше, чем концентрация примеси в базе ( ), то ток электронов , инжектируемых в базу, будет практически равен полному току эмиттера . Эффективность эмиттера характеризуют коэффициентом инжекции
,
который должен быть близок к единице.
Часть электронов рекомбинирует с дырками базы. Но, если толщина базы - диффузионной длины электронов в базе, то большинство электронов достигнет коллектора. Коллекторный переход смещен в обратном направлении, поэтому открыт для неосновных носителей, каковыми являются электроны в p – базе. Поэтому они захватываются полем коллекторного p – n перехода и попадают в коллектор (экстракция дырок коллектором). Эффективность перемещения электронов через базу определяется коэффициентом переноса χ , где - ток электронов, достигших границы области пространственного заряда (ОПЗ) коллекторного перехода со стороны базы. При малом отношении значение близко к единице.
Полный ток коллектора может превышать ток , связанный с инжекцией электронов из эмиттера. Во –первых, электроны при повышенном обратном напряжении на ОПЗ коллектора могут вызвать ударную ионизацию носителей заряда. Лавинное умножение в ОПЗ коллектора увеличивает все токи, пересекающие переход в М раз, где М коэффициент лавинного умножения. Лавинное умножение носителей сопровождается шумами и приводит к нестабильной работе транзистора. Такой режим не используется при усилении сигналов. Для этого задают такое обратное напряжение , при котором n 1, т.е. лавинное умножение носителей в коллекторном p – n переходе практически отсутствует. Во – вторых, даже при токе эмиттера через коллекторный p – n переход протекает обратный ток, обусловленный обратным напряжением на переходе, как в обычном изолированном p – n переходе:
(2.1)
где - обратный ток насыщения коллекторного перехода; знак минус в правой части обусловлен выбором положительного направления тока на рис 1, б.
Обозначив управляемую эмиттером составляющую тока коллектора через , для полного тока коллектора получим:
(2.2)
где - коэффициент передачи тока эмиттера.
Индекс N обозначает нормальное включение транзистора (рис.1, б), когда эмиттер инжектирует электроны, а коллектор их собирает. В (2.2) входит величина - падение напряжения на ОПЗ коллектора. Отметим, что под и понимают разность потенциалов на границах ОПЗ коллекторного и эмиттерного переходов. Они отличаются от показанных на рис.1 напряжений и на величину падения напряжения на квазинейтральных областях базы, эмиттера и коллектора. Мы будем считать, что , , полагая, что токи эмиттера, базы и коллектора и создаваемые ими падения напряжения малы.