Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Биполярный транзистор




Диод

Тема 2. Полупроводниковые приборы

Диод – полупроводниковый прибор с одним р-п переходом, использующий свойства этого перехода для выпрямления

Обозначается: Диод представляет вольтамперная характеристика (рис. 4).


Рис. 4

Вольтамперная характеристика (ВАХ) - это зависимость электрического тока, протекающего через диод от напряжения, приложенного к диоду. Прямой ток резко растет при небольших положительных напряжениях (UnpB). Но этот ток не должен превышать максимального значения, т.к. в противном случае произойдет тепловой пробой диода и он выйдет из строя. Максимальное обратное напряжение определяется конструкцией диода и то же определяет критическую величину.

Все это диктует основные характеристики диода:

максимально допустимый прямой ток 0.1-2000А;

максимально допустимое обратное напряжение 25-4000В,

обратный ток 0.1-500 мкА

С целью увеличения вентильных свойств диоды могут соединяться последовательно и параллельно.

Полупроводниковый прибор с двумя р-п переходами, пригодный для управления и усиления – биполярный транзистор. Конструктивно–сплавной биполярный транзистор представляет собой пластинку монокристалла полупроводника проводимостью p или n – типа, по обеим сторонам которой наплавлены полупроводники, образующие с данным полупроводником иной тип проводимости.

На рис. 5 показана конструкция транзистора, в которой в пластинку германия n–типа вплавлены по обеим сторонам шарики индия, образующие с германием проводимость p –типа.

Существуют р-п-р и п-р-п транзисторы: (оба содержат выводы: база, эмиттер, коллектор) На рис.6,а,б показана упрощенная плоскостная структура транзистора.

Крайние области транзистора называют эмиттером и коллектором среднюю – базой, р–п переходы соответственно называют эмиттерным и коллекторным.

 

Рис.5. Реальная структура сплавного транзистора p-n- p

Если эмиттер и коллектор обладают дырочной проводимостью (области р), а база – электронной проводимостью (область п), структура транзистора р–п–р. Если проводимости областей транзистора противоположна названным, его структура п–р–п.

а) б)

Рис.6. Упрощённая структура транзистора p-n-p (а) и n-p-n (б)

Э-эмиттер, Б-база, К-коллектор

 

Условное обозначение транзисторов в схемах полярности напряжений в активном (усилительном) режиме работы и направления токов показаны на рис.7,а,б

Рис. 7. Условное обозначение транзисторов структур р–п–р (а) и п–р–п (б),

полярности напряжений в активном режиме работы и направления токов

Принцип действия транзисторов обеих структур одинаков и основан на использовании свойств р–п переходов (рис. 8).

Iк

Iэ – +

Э n p– + К

Eэ - – + Eк

               
     
 
     
 
 
 


Rэ Iб Rк

Рис. 8

Рассмотрим более подробно работу транзистора типа п-р-п. Источник, включенный между эмиттером и базой (Еэ), открывает эмиттер-базовый переход, и в цепи образуется ток эмиттера. Источник же включенный в базо-коллекторный переход (Ек) запирает его. Однако носители тока эмиттера для коллекторно-базового перехода являются не собственными, поэтому этот переход их будет перебрасывать и образуется коллекторный ток, который по величине будет меньше эмиттерного. В целом выполняется равенство

 

.

 

Степень передачи эмиттерного тока в коллекторную цепь характеризует коэффициент передачи тока

 

Приведенная схема включения называется с общей базой. Она характеризуется тем, что изменяя ток эмиттера можно менять ток коллектора. Однако при этом не возникает усиление по току. Усиление по току можно получить, если изменить схему включения. Включив транзистор по схеме с общим эмиттером, получим схему, где происходит усиление по току и мощности.

+

Ukэ
Ik

Iб

Uбэ

 

 

Рис. 9

 

Данную схему можно охарактеризовать вольамперными характеристиками: входными Iб = f(Uбэ) (рис. 10,б) и выходными Ik = f(Uкэ) (рис. 10,а)

Наиболее характерны выходные характеристики. При небольших токах базы ток коллектора в больших пределех измегнения напряжения коллектор-эмиттер мало изменяется, что может быть использовано для стабилизации тока. В крайней левой части характеристики круто лезут вверх – это электрический пробой, который может перейти в тепловой. При большом же токе базы сильно растет ток коллектора, что тоже может привести к тепловому пробою.

Рис. 10

 

Как видно из характеристик, существует максимальное напряжение коллектор-эмиттер, которое нельзя превышать по условиям пробоя и максимальный ток коллектора не перегревающий переход.

Отсюда предельные значения: Uкэ = 5-1000В; Ik =0,01-100 А; Р =0,01-100 Вт

Для повышения параметров выпускаются транзисторные сборки, в которых транзисторы соединены одноименными выводами, что и позволяет увеличить предельные параметры на порядок

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 641; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.009 сек.