Выполн. Двух типов – со встр. индукц. кан.

2.1.4.3 МДП тр-ры со встроен. каналом

2.1.4.4 МДП тр-р с индуц. каналом       Значение межэлектрод. емкостей Сзн1Сси< 10пф Сзс< 2пф Меньше, чем у тр-ров с упр. n-p пер. Применяется широко в интегр. исполнении.

ЛЕКЦИЯ №11

2.1.5 Биполярные транзисторы

2.1.5.1 Структура, схемы включения, схемное обозначение

Биполярным транзистором называется трехэлектродный полупроводниковый прибор, содержащий два взаимодействующих p-n перехода, выходной ток которого управляется изменением входного тока.

Э – эмиттер (испускающий заряды)

К – коллектор (собирающий заряды)

Б – база

Эмиттерный переход – ЭП

Коллекторный переход – КП

Различают три схемы включения биполярного транзистора:

а) с общей базой

б) с общим эмиттером

в) с общим коллектором

а) Самая распространенная – обеспечивает усиление по U и I

б) Усиливает только по U

в) Усиливает только I

Токи транзистора связаны равенством I_э=I_Б+I_к

2.1.5.2 Устройство и принцип действия транзистора.

Основные уравнения токов транзистора

Рассмотрим принцип действия биполярного транзистора на примере схемы ОЭ

Биполярные транзисторы функционируют при следующих начальных условиях:

Ширина базы меньше длины свободного пробега неосновных носителей заряда (ННЗ)

Концентрация примесей в Э и К значительно больше, чем в базе (база легируется слабо)

На ЭП подается прямое напряжение

На КП подается обратное напряжение

5) U_КЭ> > U_БЭ

В данном случае непосредственно к КП источник не подключен, но, так как U_КБ=U_КЭ-U_БЭ и U_БЭ< < U_КЭ, U_КБ имеют ту же полярность, что и U_КЭ, то есть обратную к КП. На ЭП подано прямое U и электроны инжектируют из Э в Б (инжекцией дырок из Б в Э пренебрегаем ввиду их малой концентрации).

Пусть m-число электронов, инжектированных в базу. Так как ширина базы меньше длины свободного пробега носителей заряда, большинство электронов достигают КП и пересекая его, в результате экстракции попадают в К (действующее в районе КП поле является ускоряющим для ННЗ, которыми являются электроны в базе.

Пусть α m – число электронов, экстрактированных в коллектор

α - коэффициент передачи тока эмиттера α =0, 9-0, 99 тогда (1-α )m – число электронов, рекомбинировавших с дырками базы.

Из Э уходят электроны, создавая ток I_Э.

Из К во внешнюю цепь уходят электроны, создавая ток I_K.

Из базы во внешнюю цепь уходят электроны, освобождающиеся в процессе рекомбинации, создавая ток I_Б.

Согласно первому закону Кирхгофа:

I_Э=I_K+I_Б

m=mα +(1-α )m кроме этого необходимо учесть обратный ток коллекторного перехода I_КБО, образованный движением ННЗ через КП, совпадающий по направлению с I_К и направленный навстречу I_Б, следовательно

I_K=α I_Э+I_КБО

I_Б=(1-α )I_Э-I_КБО

I_Э=I_К+I_Б

В схеме ОЭ вход – I_Б, а для выходного управляемого I_K необходимо получить уравнение в виде I_K=f(I_Б)

I_K=α I_Э+I_КБО=α (I_K+I_Б)+I_КБО

α 1

I_K = I_Б+ I_БКО

1-α 1-α

=β – коэффициент передачи тока базы = 10÷ 1000

1-α

=1+β

1-α

I_K=β I_Б+(1+β )I_КБО

β I_Б- управляемая составляющая коллекторного тока, показывающая что изменение малого I_Б вызывает в β раз больше изменение I_k.

Биполярный транзистор сам по себе не усиливает мощность, а лишь регулирует отдачу мощности от источника коллекторного напряжения U_кэ.

2.1.5.3 ВАХ БТ

Икэ = 5

I_Б=f(U_БЭ)

И_КЭ=С

Семейство входных характеристик для БТ с ОЭ.

Увеличение U_кэ смещает ВАХ в область малых токов, так как увеличивается ширина КП за счет базы, ширина базы уменьшается, вероятность рекомбинации ОНЗ в базе уменьшается. I_Б – уменьшается. Это явление называется «модуляцией ширины базы».

I_Б”’

I_Б”

I_Б’

I_Б=0

I_КБО

Семейство выходных характеристик для БТ с ОЭ.

I_Б’”> I_Б”> I_Б’

I-обл. отсечки

I_k=β I_Б+(1+β )I_КБО

при I_Б=0, I_k=(1+β )I_КБО

при I_Б=-I_КБО, I_kmin=I_КБО

транзистор заперт. U_КБ- обр

U_БЭ-обр

II – область насыщения
I_k зависит от U_кэ и практически не зависит от I_Б

U_БЭ – прямое

U_КЭ – прямое

U_КЭ< U_БЭ

III- активный, рабочий режим

I_k зависит от I_Б и не зависит от U_кэ

Незначительный рост I_k c U_кэ объясняется модуляцией базы (U_БЭ – прямое, U_кэ – обратное. )

Это основной режим при усилении сигнала, т.к. выполняется условие I_k=f(I_Б)

С увеличением температуры I_k увеличивается за счет роста I_КБО (тепловая генерация ННЗ) и β, т.к. число рекомбинаций снижается.

2.1.5.4 Дифференциальные параметры БТ

Связь между малыми изменениями входных и выходных токов и напряжением БТ определяются дифференциальными параметрами.

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. III. Узлы для связывания двух тросов
2. V. Анализ типов значений слова
3. VI. Определение девиации по сличению показаний двух компасов
4. А.1. Двух- и многосторонняя облигаторная унификация
5. Аграрное развитие России на рубеже двух веков.
6. Аппроксимация сложных объектов совокупностью нескольких типовых звеньев
7. Б. Дифракция от двух и от многих параллельных щелей.
8. Б.2. Разработка на неправительственном уровне факультативного характера правил, типовых контрактов, общих условий и т.п. для использования в международном частном торговом обороте
9. БРОНЗОВЫЙ ВЕК. ФОРМИРОВАНИЕ РАЗНЫХ ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТИПОВ
10. Видение и вера: двухколейная система
11. Виды, этиология и патогенез периодических типов дыхания.
12. Влияние социальных стереотипов на Я-концепцию