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)

Биполярные транзисторы. Транзистор − это п/п прибор, имеющий 2 электронно-дырочных пере­хода, образованных слоями N-P или P-N-типа





Транзисторы.

ЛЕКЦИЯ 9

Транзистор − это п/п прибор, имеющий 2 электронно-дырочных пере­хода, образованных слоями N-P или P-N-типа. Имеет 3 или бо­лее выводов. Изготавливают на базе германия или кремния. Термин «биполярный» обусловлен наличием 2-х типов носителей зарядов: электронов и дырок.

В зависимости от чередования областей различают транзисторы N-P-N и P-N-P-типа.

 

Структура биполярного транзистора

 

Центральный слой − называется базой (Б).

Наружный слой, являющийся источником зарядов − эмиттер (Э), принимающий заряды − коллектор (К). Источник питания Э-Б Uвх включают в прямом направлении (переход Э-Б имеет малое сопротив­ление). На переход коллектор-база источник энергии Uвх включают в обратном направлении.

Под действием Еэ электроны из эмиттера преодолевают N-P-переход и попадают в область базы, где частично рекомбинируют с дырками (рекомбинация − восстановление и воссоединение электрона и дырки), образуя ток базы Iб Обычно концентрация дырок в базе низкая и не все электроны рекомбинируют, большинство электронов вследствие диффузии и поля Ек преодолевают коллекторный P-N-переход, и в цепи Б-К образуется ток коллектора - Iк0

 

Когда IЭБ = 0, будет небольшой ток через коллекторный переход Iко. Он обусловлен движением неосновных носителей заряда: электронов из базы в коллектор, дырок из коллектора в базу. Коллектор предназначен для экстракции (изъятия) неосновных но­сителей заряда из базы.

a = ΔIк/ ΔIэ при Uкб = сonst

где a – коэффициент передачи тока.

a = 0,9 − 0,995(Iб − мал, IкIэ, область n − тонкая, дырок мало и − Iб − мало)./

Транзисторы p-n-р-типа, работают аналогично, отличаются про­тивоположными направлениями Eэ, Eк, Iб, Iэ, Iк.

 

 

Схема транзистора с ОБ

 

Рассмотренная схема - схема с ОБ. Применяется редко, так как мал a и мало дифференциальное входное сопротивление Rвх:

Rвх = ΔUвх/ ΔIвх = ΔUбэ/ ΔIбэ



Схема включения транзистора с общим эмиттером (ОЭ) − это основная схема.

 

 

Схема транзистора с ОЭ

 

Эмиттер является общим электродом для входной и выходной цепей,

Iэ = Iб + Iк

 

Коэффициент усиления по току с ОЭ

= Δ Iк/ Δ Iб при Uкэ = const

 

Так как

Δ Iб = Δ Iэ – Δ Iк,

то если a = 0,995, то Ki = = Δ Iк / (Δ Iэ – Δ Iк) делим числитель и знаменатель дроби на ∆Iэ и получим, что

.

Достоинства: малый ток IБ, большой β, коэффициент усиления по мощности достигает нескольких тысяч.

Схема с общим коллектором (ОК) (эмиттерный повторитель, так как напряжение на выходе примерно равно входному по величине и фазе) представлена на рисунке.

 

 

Схема транзисторов с ОК:

Где IБ – входной ток; IЭ – выходной ток, DІЭ = DІБ – DІК

Коэффициент усиления по току

K I = Δ Iэ/ Δ Iб = (Δ Iб + Δ Iк)/ Δ Iб

 

Выходная характеристика транзистора

 

Используется для построения специальных каскадов, имеет большие Rвх и малое Rвых.

Основные характеристики и параметры транзисторов с ОЭ :

Iк(Uкэ) при Iб = const – выходные характеристики;

Iб(Uбэ) при Uкэ = const – входная характеристика ;

Iк(Uбэ) при Uкэ = const – передаточная характеристика.

 

а б

Входная и передаточная характеристики: а - входная; б - передаточная

 

Параметры:

1) дифференциальное выходное сопротивление (определяется по выходной характеристике)

Δ Uкэ Iк при IБ = const;

2) дифференциальное входное сопротивление (определяется по входной характеристике)

Rвх = Δ Uбэ Iб при Uбэ = const;

 

3) крутизна

S = Δ IкUбэ п= Δ Uбэ при Uкэ = const;

4) статический коэффициент усиления μ = SRвых SRк.

Для расчета и анализа цепей с биполярными транзисторами используются h-параметры. Считают Iб и Uкэ независимыми переменными, a UбЭ и Iк − зависимыми, т. е,

Uбэ = F1(Iб,Vкэ),

Iк = F2(Iб, Uкэ),

Обычно h-параметры определяют по характеристикам:

h11 = Δ Uбэ/ Δ Iб при Uкэ = const (∆Uкэ = 0) – Rвх, Ом;

Безразмерный коэффициент обратной связи по напряжению:

h12 = Δ Uбэ/ Δ Uкэ при Iб = const.

(h12 = 0,002−0,0002 – мало, можно пренебречь).

Коэффициент передачи по току, безразмерный:

h21 = Δ Iк/ Δ Iб при Uкэ = const.

Выходная проводимость

h22 = Δ Iк/ Δ Uкэ при Iб = const.

Схема замещения (h12 = 0).

Существуют следующие ограничения:

Pк = Iк · Uкэ Pк.max − для предотвращения перегрева коллектора;

UкэUкэ.mах − во избежание пробоя коллекторного перехода, Iк ≤ ≤ Iк.mах − во избежание перегрева эмиттерного перехода. Для повышения Pк.mах делают транзисторные сборки на Iк до 500 А.

 

 

Схема замещения транзистора

 

Биполярные транзисторы широко применяются в усилителях, генераторах, логических и импульсных устройствах.

 





Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 334; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


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



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) 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: 0.008 сек.