Импульсный режим работы биполярного транзистора

Работа тр-ра в качестве усилит. малых имп-ных сигн. в принципе ничем не отлич. от работы тр-ра как усилит. малых синусоид-ных сигналов. Импу-с можно представить в виде Σ ряда гармонич-ких составл-щих и, зная частотные св-ва тр-ра, определить искажения формы имп-са, кот. могут происх. при усилении. Особый реж. работы имеет место, когда рабочая точка перемещ-ся в значительной области вых. хар-тик от одного края области к другому. Тр-р может при этом работать в трех основных режимах:

1. Режим насыщения (точка А). В этом режиме тр-р полностью открыт и протекающий I равен макс. значению: I_к = E_к / R_н.

2. Режим отсечки (точка В). В этом режиме тр-р заперт и ток его близок к нулю.

3. Активный режим – режим работы, при кот. тр-р обладает активными св-вами, т.е. способен обеспечивать усил. по мощности. В этом реж. рабоч. точка лежит между точк. А и В.

Скорость перехода тр-ра из откр. сост. в закр. и обратно зависит от переходных процессов в базе, связанных с накоплением и рассасыванием неравновесных носителей зарядов. На вх. тр-ра подаётся управляющий сигнал в виде скачков напряжения, замыкающих и размык. тр-ный ключ.

Рассм. процессы, происх-щие в тр-ре, вкл. по схеме с ОБ при подаче ч/з эмит. имп-са длительностью t_имп, в прямом направл. с последующ. изменением полярности (рис. 2.а).

В исх. сост. тр-рный ключ заперт, т.е. эмит. и колл. переходы заперты, и тр-р работает в реж. отсечки. После подачи ч/з эмитт. имп-са в прямом направл., I_к появл-ся не сразу из-за конечного времени пролета инжектированных носителей до колл. перехода и наличия барьерных емкостей (рис. 1). Время, на кот. появление I_к отстает от I_э, наз. временем задержки t_зд. Процесс установления I_к характ-ся временем нарастания t_нр. Это время затрачивается на диффузионное перемещ-е ч/з базу инжектированных в неё носителей. t_зд относительно мало и при приближенных расчетах им пренебрегают.

При I_э>0 с увеличением I_э быстро возрастает и I_к – это акт. реж. работы тр-ра. Наконец, когда рабоч. точка на нагрузочной хар-ке достигает точки перегиба статических вых. хар-тик, дальнейшее увеличение I_э не вызывает роста I_к, тр-ный ключ полностью открылся и тр-р работает в режиме насыщения.

рис.2.

Ч/з интервал времени, равный t_имп меняется полярность U, подаваемого на эмиттер. При этом тр-р в течение некоторого времени t_рас (время рассасывания) продолжает находиться в режиме насыщения.

Рассасыв. заряда происходит вследствие ухода дырок из базы ч/з колл. и эмитт. переходы. До тех пор пока в процессе рассасывания концентрации неосновных носителей около р-n -переходов не достигнут нуля, обратные токи через соответствующие р-n -переходы будут оставаться постоянными, т.е. токи I_э и I_к будут неизменными, пока тр-р наход-ся в реж. насыщ. В момент времени t_рас избыточная концентрация неосновных носителей в базе около колл. р-n -перехода достигает нуля. С этого момента I_к и I_э будут уменьшаться. Время рассас. t_рас определяется как интервал времени с момента выкл. вх. имп-са и связанного с этим изменением направл. I_б до момента, когда концентрация дырок у колл. перехода уменьшится до нуля. Величина его зависит от конструкции эмиттера, величины его I и длит-сти имп-са t_имп. Для уменьшения t_рас на вх. цепи в момент окончания действия имп-са создают I обратного направления I_э2, что ускоряет рассас. дырок в базе. По истечении времени t_рас, рабочая точка тр-ра переходит на границу активной области и нач-ся спад вых-го I. Длительность спада t_сп опред-ся как время, в течение которого ток уменьшается от 0,9 до 0,1 тока насыщения.

Дата добавления: 2015-05-06