Лекции.ИНФО


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 Iэ=IБ+Iк

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) UКЭ>>UБЭ

В данном случае непосредственно к КП источник не подключен, но, так как UКБ=UКЭ-UБЭ и UБЭ<<UКЭ, UКБ имеют ту же полярность, что и UКЭ, 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 αm – 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 IЭ.

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

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

Согласно первому закону Кирхгофа:

IЭ=IK+IБ

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

IK=αIЭ+IКБО

IБ=(1-α)IЭ-IКБО

IЭ=IК+IБ

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

IK=αIЭ+IКБО=α(IK+IБ)+IКБО

α 1

IK = IБ+ IБКО

1-α 1-α

=β – коэффициент передачи тока базы = 10÷1000

1-α

=1+β

1-α

IK=βIБ+(1+β)IКБО

βIБ- управляемая составляющая коллекторного тока, показывающая что изменение малого IБ вызывает в β раз больше изменение Ik.

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

2.1.5.3 ВАХ БТ

Икэ = 5

IБ=f(UБЭ)

ИКЭ

Семейство входных характеристик для БТ с ОЭ.

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

IБ”’

IБ

IБ

IБ=0

IКБО

Семейство выходных характеристик для БТ с ОЭ.

IБ’”>IБ”>IБ

I-обл. отсечки

Ik=βIБ+(1+β)IКБО

при IБ=0, Ik=(1+β)IКБО

при IБ=-IКБО, Ikmin=IКБО

транзистор заперт. UКБ- обр

UБЭ-обр

II – область насыщения
Ik зависит от Uкэ и практически не зависит от IБ

UБЭ – прямое

UКЭ – прямое

UКЭ<UБЭ

III- активный, рабочий режим

Ik зависит от IБ и не зависит от Uкэ

Незначительный рост Ik c Uкэ объясняется модуляцией базы (UБЭ – прямое, Uкэ – обратное. )

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

С увеличением температуры Ik увеличивается за счет роста IКБО (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.









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 99;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная