П.П.Диоды 2 страница

Классификация биполярных транзисторов:

1.По порядку чередования слоёв: прямые и обратные VT.

Прямые VT (p – n- p):

р- типа. n р – типа

1pn 2pn

Uпр Uоб

Э+ - + -К

Б

Обратные VT (n – p - n):

n- типа. p n– типа

1pn 2pn

Uпр Uоб

Э- + - +К

Б

Обратные VT получили большее распространение, т.к. их основными зарядоносителями являются электроны, которые обладают на порядок большей подвижностью, поэтому эти приборы производительны.

Для выполнения принципа действия, всегда к переходу Э-Б: к Э: Uпр: + p и –n, К к: Uобр: -p и + n.

Принцип действия:

Рассмотрим на примере прямой структуры, т..е.:

р- типа. n р – типа

1pn 2pn

Uпр Uоб

Э+ - + -К

Б

в аналоговой электронике рабочим режимом является нормальный режим. При котором к Эмиттеру прикладывается Uпр: +р, -n. А к Uобр: -р, +n.

1.При приложение Uпр к Э-Б, этот переход открывается (исчезает), раз так то начинается диффузия зарядоносителей

р n р

- + - + + + ++

- + - + ++ +

Iэ Iб Iк

Э p n К

n p

эпюра концентраций зарядоносителей.

Конструктивно слой Б – узкий и обеднённый зарядоносителями. Начинается диффузия зарядоносителей. В направление выравнивания концентраций, т.е. дырка из Эмиттера переходит в слой n Базы, частично рекомбинирует с имеющимися тут электронами и создают малый ток базы Iб. Остальные дырки для слоя n являются не основными.

2.Т.к. на Коллектор подано Uобр, то переход Б-К расширяется и не пропускает основные зарядоносители, но свободно пропускает неосновные зарядоносители. Поэтому оставшиеся дырки в слое n Базы. Под действием контактной разности потенциалов дрейфует в слой Коллектора, и создают ток коллектора Iк, дрейфовый. Таким образом, Iэ в Базе разветвляется на Iб и Iк.

Iэ = Iб + Iк

Основные параметры биполярного транзистора:

1.Коэффициент усиления по напряжению U.

Кu= Uвых /Uвх >1 (коэффициент усиления);

К= Uвых /Uвх <1 (коэффициент передачи).

2.Коэффициент по I:

Кi =Iвых / Iвх >< 1.

3.Коэффициент усиления по Р (мощности):

Кр= Рвых / Рвх = = Uвых* Iвых / Iвх *Uвх= Кu* Кi >1.

Если транзистор входит в схемы усилителей,то коэффициент всегда >1.

Если коэффициент мощности Р<1, то это не усилитель. Это.например, генератор.

4. Входное сопротивление:

Rвх= Uвх / Iвх

5. Выходное сопротивление:

Rвых= Uвых / Iвых

Значение величин вх. и вых. сопротивлений необходимо для организаций работы устройств в согласованном режиме, при котором Rэi = Rэ(i+1).

Величины. Указанных параметров зависят от схемы включения биполярных транзисторов.

Названия схемы включения определяется по электроду транзистора, который входит и во входную, и в выходную цепи.

Схема с общей Базой СОБ (p-n-p):

VT

р - К

+Э р Iк

Iэ

Uвх= Uпр Uобр= Uвых

Iб

- n +

Б

Iэ = Iб + Iк

Кu= Uвых /Uвх= Uобр /Uпр >1

Кi =Iвых / Iвх= Iк/ Iэ < 1

Rвх= Uвх / Iвх= Uпр / Iпр = мало.

Rвых= Uвых / Iвых = Uпр / Iобр = велико.

Схема с общей базой (СОБ) усиливается по U и не усиливается по I.

Схема с общей базой используется в усилителях напряжения высокой частоты (в радиоэлектронике) а в промышленности нет!

Схема с общим Эмиттером СОЭ:

р - К

-Б n Iк

Iб

Uвх= Uпр Р Uобр= Uвых

Iэ

+Э +Э

Б

Iэ = Iб + Iк

Кu= Uвых /Uвх= Uобр /Uпр >1

Кi =Iвых / Iвх= Iк/ Iб= Iк / Iэ –Iк >1

Rвх= Uвх / Iвх= Uпр / Iпр = мало.

Rвых= Uвых / Iвых = Uпр / Iобр = велико.

Схема с общим эмиттером усиливает и по U, и по I, поэтому имеет наибольший из всех схем Кр (по мощности).

Кр= Кu *Кi = мах

Область применения: используется в усилителях U и в усилителях Р.

Все параметры транзисторов приведены для этой схемы включения.

Схема с общим Коллектором СОК:

р +Э

+Б n Iэ

Iб VT

Uвх= Uпр Р Uобр= Uвых

Iк

-К -К

Iэ = Iб + Iк

Кu= Uвых /Uвх= Uобр /Uпр <1

Кi =Iвых / Iвх= Iэ/ Iб >1

Rвх= Uвх / Iвх= Uпр / Iпр = велико

Rвых= Uвых / Iвых = Uпр / Iб = мало

Схема с общим коллектором усиливает по I и не усиливает по U. Поэтому эта схема применяется в усилителях I. Если источник. Усиливаемого сигнала имеет большое внутреннее сопротивление, то на 1-ое место, после него, ставится усилитель I, имеющий большое Uвх и маленькое Uвых, а на 2-ое место ставится усилитель U, который имеет маленькое входное и большое выходное.

↓ Uвх >I >U

↑ Rвх ↑ Rвх ↓ Rвых ↓ Rвх ↑ Rвых

Многокаскадные усилители имеют последовательность усилителей I и U, которая обеспечивает согласованный режим.

Достоинства и недостатки биполярных транзисторов:

Главный недостаток: является маленькое входное U и большое выходное U. Что приводит к тому. Что в 2-ух каскадном усилителе выходное сопротивление 1-ого каскада и входное сопротивление 2-ого каскада не согласуются, для их согласования требуется трансформатор напряжения (далеко не дешёвый). Недостаток устраняется изобретением полевых транзисторов: МОП(металлически –оксидный полупроводник SiO) и МДП(металлически- диэлектрическим полупроводником).

TV

> U1 >U2

↓Rвх ↑Rвых ↓ Rвх2 ↑ Rвых 2

Основные характеристики СОЭ:

р - К

-Б n Iк

Iб

Uвх= Uпр Р Uобр= Uвых

Iэ

+Э +Э

Б

Применяются 2 типа ВАХ:

Входная (базовая) характеристика:

Iб (Uб)

Iб

Δ Iб

Uб

Δ Uб

Позволяет определить входные сопротивления схемы. как отношение приращения Rвх = ΔUб / ΔIб. Т.к. ВАХ биполярного транзистора не линейный, то расчёт его параметров объединяют по вх и вых характеристикам графоаналитическим методом.

Выходные (коллекторные) характеристики:

Дата добавления: 2015-06-04