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) |
Э БК кк КК Э БК
Интегральные транзисторы. Структуры транзисторов. npn-ИБТ pnp-ИБТ Э Б К П К Э Б П n+ p n+ p p+ p+ n+ p p n p n+ n+
ПТ И З С П БК n+ p n+ ð+ n p Э К n
МДПТ П И З С И З С П(+UИП) n+ p n+ n p+ p+
Электрические характеристики транзисторов. На примере npn- ИБТ. Б IK IК = ßNIБ bN=f(AЭ) IБ IЭ IБ IЭ пов.рекомб. оттесн. Э-тока модуляция rб g¯ IЭ=IЭ0exp(UБЭ/jT), UБЭ=jTln(IЭ/IЭ0), IБ=IБ0exp(UБЭ/njТ), Ü уравнения Эберса -Молла IЭ IК=-IЭ=IК0exp(UБЭ/jT), IК = bNIБ, IК=aNIЭ aN @ 1, aN,bN = f(T). M, , m=2-4 Для понимания работы ряда схем нужно рассматривать транзистор, как прибор с передаточной проводимостью (IK=f(UБЭ)), т.е. зависимостью выходного тока от входного напряжения. Определение проводимостей транзистора (иногда определяются как крутизна): входная динамическая проводимость gЭБ = dIЭ/dUЭБ @ IЭ/jT = gm;
передаточная динамическая проводимость gm = dIK/dUБЭ = -IK/jT = gm;
входная динамическая базовая проводимость gБЭ = dIБ/dUБЭ = IБ/njT = = IK/bjT= gm/b;
выходная динамическая проводимость gКЭ = dIК/dUКЭ = = (dIК/dIК0)(dIК0/dWБ*)(dWБ*/dUКБ)(dUКБ/dUКЭ)» » [exp(UБЭ/jT)](-IК0/WБ*)× (dWБ*/dUКБ)×1. Введем параметр «напряжение Эрли» UA или коэффициент модуляции ширины базы: 1/UA = -(1/WБ*)(dWБ*/dUКБ), величина UA = 100 - 300 В. IK Теперь выходная проводимость gКЭ = [IK0exp(UБЭ/jT)]/UA = IK/UA. Þ
-UA UКЭ Величина тока коллектора сильно зависит от UБЭ и почти не зависит от UK, слабая зависимость IK=f(UK) проявляется через эффект Эрли (модуляции ширины базы), можно записать: IК0 = f(WБ*), WБ* = (Wбметаллург.pn - WОПЗ в Б обл.), IК0 = 1/WБ*; динамическая проводимость коллектора gK = f(gКЭ) = IК/UK.
Обратная величина проводимости – сопротивление, поэтому используют соответствующие определения динамических сопротивлений (примеры для схемы с ОЭ): в ходное динамическое базовое сопротивление rвх = 1/gБЭ=b/gm; выходное динамическое сопротивление rКЭ = 1/gКЭ = UА/IК, величина rКЭ » 200 кОм; входной импеданс для малого сигнала rЭ = 1/gm =jT/IK = =25/1mA при комнатной температуре. Это собственное сопротивление эмиттера, всегда включенное последовательно в Э-цепи не позволяет выходному сопротивлению транзистора в схеме ЭП стать равным нулю, а коэффициенту усиления в той же схеме - превысить единицу. Расчет проводимостей транзистора можно вести при помощи следующей схемы: UK IK IБ =gmUБЭ/bN gmUБЭ Найдем gK=IK/UK: gКЭ UБЭ ZБ ZЭ IЭ=-(IБ+IК)
В идеальном транзисторе gКЭ = 0, IК = gmUКЭ. В реальном транзисторе по правилам Кирхгофа: IK = gmUБЭ + gКЭUK½UK»UКЭ; (х) UБЭ = UБ - UЭ, так как UБ = - IБ ZБ, UЭ = -IЭZЭ = (IБ +IК)ZЭ, то UБЭ = -IБZБ - (IБ + IК)ZЭ = -IКZЭ - IБ(ZБ+ZЭ) = -IKZЭ - (gmUБЭ/bN)(ZБ+ZЭ). Решаем последнее уравнение относительно UБЭ: UБЭ = -IКZЭ/[1+ (gm/bN)(ZБ+ZЭ)], подставим это выражение в (х): , приведем подобные: . Теперь можно найти величину динамической проводимости коллектора как функцию выходной динамической проводимости коллектора: Подставим определения проводимостей через температурный потенциал и напряжение Эрли: . При ZЭ=0 получим результат gK = IK/UA = gКЭ и не зависит от ZБ. При ZЭ ¹ 0 и (IK/jT)ZЭ>>bN проводимость коллектора будет ограничена величиной gK £ IK/(bNUA)» 50 нСм, rK ³ bNUA/IK » 20 МОм. Выходная и передаточная проводимости транзистора пропорциональны току коллектора, поэтому их отношение есть некоторая константа: gm/gКЭ =(IK/jT)/(IK/UA)=UA/jT ½при UA=200 В =8000 ¹f(IK). Таким образом, ток коллектора зависит сильно от входного напряжения, а от выходного почти не зависит, поэтому можно получать очень большие коэффициенты усиления даже на одном транзисторном каскаде, особенно при использовании активных нагрузок. Используя понятия проводимостей или сопротивлений транзистора, можно построить эквивалентную схему ИБТ. Любая проводимость может быть представлена как , где i,j - Э, Б, К, П. Для схемы включения транзистора с общим эмиттером (ОЭ), где эмиттер - общий электрод для входного и выходного сигнала, получим эквивалентную схему: Б Б’ СК K’ rK K Rнагр К UКЭ rБ rБЭ СБЭ rКЭ gmUБЭ СКП UКЭ Б UБЭ UБЭ Э Э Генератор тока коллектора IK= gmUБЭ в терминах крутизны записывается как SUБЭ, где S = gm = - dIK/dUБЭ @ IЭ/jT. Сопротивления rБ и rK – это омические сопротивления тела базы и коллектора соответственно. Сопротивление динамическое rвхБЭ =njT /½ IБ½= bNjT ¤ IЭ= bN ¤ S = bN /gm. gm = bN/rвхБЭ. Сопротивление входной цепи rвх =rБ+rвхБЭ. Сопротивление динамическое rКЭ = 1/gКЭ = UA /IK = f(WБ*). В выходной цепи на нагрузочном сопротивлении формируется падение напряжения Uвых = IK(Rн+rK)» -gmUБЭRн при малых величинах сопротивления тела коллектора. Коэффициент усиления на средних частотах AU=Uвых/Uвх= -gmRн = -bNRн/rвхБЭ. AU = IKRн/UБЭ. Емкости СК и СКП - это распределенные барьерные емкости pn- переходов Б-К и К-П. Емкость СЭ - это суммарная диффузионная и барьерная емкости перехода Э-Б. СЭ =СБЭ t0
Сэбар +Сэдиф ý SrБ(СК+СЭ) + SrКS(СК+СП) IЭ IЭ Все параметры эквивалентной схемы должны отражать распределенный характер интегральной структуры, чаще всего используют полуэмпирические коэффициенты, позволяющие уточнить значения сопротивлений и емкостей, а, значит, и токов и потенциалов в транзисторной структуре. Такие полуэмпирические коэффициенты, а также m,h,g могут зависеть от рабочей точки транзистора. m,h,g
IЭ тогда, например, СЭ*=СЭ/(1+h). Здесь см. раздаточный материал по модели Джиаколетто.
Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 356; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |