Зв’язок між тепловими струмами в режимах неробочого ходу та короткого замикання здійснюють за формулами

ЛЕКЦИЯ №10.

Ключевые понятия: конструкция и принцип действия однофазного и трехфазного трансформаторов; понятия о группе соединения обмоток трехфазного трансформатора.

,

, (10.6)

або α_н І _{ЕБ нх} = α_і І _{КБ нх}

Розв’язавши рівняння 10.5 та 10.6, отримуємо формули Молла- Еберса для вольт-амперних характеристик транзистора

І _Е = І _{ЕБ кз} (- 1) – α_а I _{КБ кз} (- 1)

І _К = α_а І _{ЕБ кз} (- 1) - I _{КБ кз} (- 1) (10.7)

І _Б = І _Е - І _К

Враховуючи співвідношення 10.6, запишемо:

І _Е = (- 1) – α_і I _{КБ кз} (- 1) (10.8)

І _К = (- 1) - I _{КБ кз} (- 1)

В спрощеному варіанті, якщо a_і = a_а, І _{ЕБ нх} = I _{КБ нх} = І ₀ рівняння вхідної ВАХ будуть

І _Е = І ₀ {(- 1) – α_і (- 1)},

а вихідної ВАХ

І _К = І ₀ {a_і(- 1) - (- 1)}

Тоді із рівнянь (10.8) можна записати формулу вхідної ВАХ ідеалізованого транзистора (α_а = α)

(10.9)

а також його вихідної ВАХ

Графіки вхідної ВАХ креслять за формулою І _Е = f (U _ЕБ) при U _КБ = const, а вихідної ВАХ І _К = f (U _КБ) при U _ЕБ = const.

10.4 Види пробоїв БТ

Пробої в біполярних транзисторах виникають при перевищенні їх максимально допустимих параметрів. Основними максимально допустимими параметрами транзистора є:

- максимально допустима потужність розсіяння колектором P _Кмакс;

- максимально допустимі струми І _{К макс}, І _{Е макс}, І _{Б макс};

- максимально допустимі міжелектродні напруги U _{КЕ макс}, U _{КБ макс}, U _{БЕмакс.}

Відмітимо межі допустимих режимів на сімействі вихідних характеристик (рис. 10.9).

Рис. 10.9. Область допустимих режимів

Допустиму межу за струмом визначають горизонтальною лінією І _Кмакс= const, за напругою – вертикальною U _{К макс} = const. Знизу область обмежена характеристикою зворотного струму колектора І _КБо. Межа, що визначається максимально допустимою потужністю розсіювання на колекторі, відображається кривою допустимого струму

.

Максимальна потужність у транзисторі виділяється на колекторному переході, оскільки його опір найбільший, а отже, він гріється більше, ніж інші області. Вона визначається появою теплового пробою колекторного переходу. Він виникає, коли порушується тепловий баланс: приріст потужності, що підводиться до колекторного переходу, не компенсується відповідним приростом потужності, що відводиться. При цьому зростає температура переходу та струм колектора. Виникає лавиноподібний процес, що призводить до перегріву транзистора й виходу його з ладу (різко збільшується струм І _К).

Напруга колектора, що не призводить до теплового пробою переходу, оцінюється співвідношенням

.

Вона тим менша, чим більший зворотній струм колекторного переходу і тепловий опір , а також чим вища температура середовища .

Із міркувань надійності роботи не варто використовувати струми, напруги та потужності вище 70 % від їх максимальних значень.

При недостатньому тепловідводі й високій температурі середовища напруга теплового пробою може стати нижче допустимої, і транзистор проб’ється. Значення напруги пробою зменшується і при непідключенні одного з електродів транзистора. Особливо небезпечно непідключення (розрив) бази (,). У цьому випадку напруга пробою буде мінімальною.

У транзисторах можливий пробій, що обумовлений змиканням колекторного та емітерного переходів (рис 10.10). Це відбувається при збільшенні зворотної напруги колектора. При цьому колекторний перехід розширюється в бік емітера, оскільки концентрація домішок у базі значно менша, ніж у колекторі. При певній напрузі на колекторі, колекторний перехід займає всю область бази та змикається з емітерним переходом. Транзистор припиняє роботу.

Рис. 10.10. Пробій бази між колектором та емітером

Перевищення допустимого значення колекторного (або емітерного) струму призводить до зниження коефіцієнта передавання транзистора та втрати його працездатності. Це випливає з графіків, зображених на рис. 10.11 та рис. 10.12

Рис. 10.11. Залежність a = f (I _Е)

Із зростанням струму I _Е коефіцієнт a зростає, оскільки зростає внутрішнє поле бази і збільшується кількість носіїв у базі.

Однак, при деякому значенні I _Е знижується коефіцієнт інжекції та зростають втрати на рекомбінацію. Це призводить до зменшення a.

Рис. 10.12. Залежність b = f (I _Е)

Із зростанням струму I _Е коефіцієнт b спочатку підвищується внаслідок збільшення напруженості внутрішнього поля бази, і збільшується кількість дірок в базі. При значному струму I _Е коефіцієнт b починає спадати завдяки зниження коефіцієнта інжекції, зменшення ефективної площі емітера в області бази.

Коефіцієнт b при зміні струму I _Е змінюється більше, ніж коефіцієнт a, оскільки b >>a, що підтверджується формулою

.

Контрольні запитання:

1. Перечислити групи параметрів.

2. Фізичний зміст диференціальних Y -параметрів БТ.

3. Фізичний зміст диференціальних H -параметрів БТ.

4. Як визначаються H-параметри БТ за статичними параметрами ВАХ?

5. Схеми заміщення БТ в Y - та H -параметрах БТ.

6. Схема заміщення БТ на низьких частотах.

7. Фізична модель БТ.

8. Область допустимих режимів БТ.

9. Типи пробоїв в БТ.

10. Залежність α та β від I _E.

Дата добавления: 2014-01-07