Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Робота бiполярних транзисторiв на високих частотах
Характерною рисою бiполярних транзисторiв є значна залежнiсть їх параметрiв вiд частоти. З ростом частоти зменшується коефiцiєнт пiдсилення, вiдбувається спотворення форми пiдсилюваного сигнала. Iснують двi головнi причини цих явищ. По-перше, на високих частотах шкiдливо впливає ємнiсть колекторного переходу С к. Простiше всього розглянути цей вплив на еквiвалентнiй схемi із генератором струму, яка показана на рис. На низьких частотах опiр ємностi С к дуже великий, також дуже великий (звичайно ) i можна вважати, що весь струм тече через навантаження R к, тобто . Але на деякiй високiй частотi опiр ємностi С кстає порiвняно малим i через неї вiдгалужується значна частина струму, який утворюється генератором, а струм через R к вiдповiдно зменшується. Отже, зменшуються Кі, Кu, Кр, вихiдна напруга i вихiдна потужнiсть.
Якщо уявити собi, що частота збiльшується до безконечностi, то опiр ємностi прагне досягти нуля, тобто С к створює коротке замикання для генератора i весь його струм буде текти через С к, а в навантаженнi R к струм взагалi не буде. Такий же результат можна одержати, якщо розглянути еквiвалентну схему з генератором ЕРС. Ємнiсть емiтерного переходу С етакож зменшує свiй опiр з пiдвищенням частоти, але вона завжди шунтована малим опором емiтерного перехода , i тому її шкiдливий вплив може проявитися лише на дуже високих частотах, на яких значення буде того самого роду, що i . Суть впливу ємностi С е заключається в тому, що чим вища частота, тим менший опiр цієї ємностi, тим сильнiше вона шунтує опiр . Внаслiдок цього зменшується перемiнна напруга на емiтерному переходi, яка управляє струмом колектора. Вiдповiдно зменшується ефект вiд пiдсилення. Якщо частота прагне досягти безконечностi, то опiр прагне досягти нуля i напруга на емiтерному переходi також зменшиться до нуля. На практицi на менш високих частотах ємнiсть С к, яка шунтується дуже великим опором колекторного переходу , вже настiльки сильно впливає, що робота транзистора на бiльш високих частотах, на яких може впливати ємнiсть С е, стає недоцiльною. Саме тому вплив ємностi С ев бiльшостi випадкiв можна не розглядати. Отже, внаслiдок впливу ємностi С кна високих частотах зменшуються коефiцiєнти передачi струмiв i . Другою причиною зменшення пiдсилення на бiльш високих частотах є вiдставання по фазi перемiнного струму колектора вiд перемiнного струму емiтера. Це вiдставання визвано iнерцiйностю процеса перемiщення носіїв через базу вiд емiтерного переходу до колекторного, а також iнерцiйностю процесiв накопичення i розсмоктування зарядiв в базi. Носiї, наприклад, електрони в транзисторi типу n-р-n, здiйснюють в базi дифузiйний рух, i тому швидкiсть їх не дуже велика. Час пробiгу носіїв через базу в звичайних транзисторах 10 с, тобто 0,1 мкс i менше.
Хоча цей час дуже невеликий, проте на частотах в одиницi-десятки мегагерц i вище вiн збiгається з перiодом коливань i викликає помiтний фазовий зсув мiж струмами колектора i емiтера. Внаслiдок зсуву на високих частотах зростає перемiнний струм бази, що приводить до зниження коефiцiєнта пiдсилення по струму . Зручнiше всього прослiджувати це явище за допомогою векторних дiаграм, якi зображенi на рис. Перша з них вiдповiдає низькiй частотi, наприклад, 1 кГц, на якiй всi струми практично збiгаються по фазi, тому що час пробiгу складає мiзерну частину перiода коливань. На низьких частотах має своє найбiльше значення. На бiльш високiй частотi, наприклад, 1 МГц, запiзнення струму I к на час вiдносно струму I е викликає помiтний фазовий зсув мiж цими струмами. Тепер струм бази I б дорiвнює не алгебраєчнiй, а геометричнiй рiзницi струмiв I е i I к, i внаслiдок цього вiн значно збiльшується. Саме тому, навiть якщо струм I к ще не зменшився внаслiдок впливу ємностi С к, коефiцiєнт все ж стане помiтно меншим . На ще бiльш високiй частотi, наприклад, 10 МГц, фазовий зсув зростає, струм I б ще бiльше збiльшиться, а коефiцiєнт зменшиться. Таким чином, при пiдвищеннi частоти, коефiцiєнт зменшується значно сильнiше, нiж a. Коефiцiєнт a зменшується вiд впливу ємностi С к, а на значення b впливає ще i фазовий зсув мiж I кi I еза рахунок часу пробiгу носiїв через базу. Це означає, що частотнi властивостi схеми з СЕ значно гiршi, нiж схеми з СБ. На практицi вважають максимально допустимими зменшення значень a i b на 30% порiвняно до їх значень aо i bо на низьких частотах. Тi частоти, на яких вiдбувається таке зменшення пiдсилення, тобто на яких a = 0,707aо i b = 0,707bо, називають граничними частотами пiдсилення для схем з СБ i СЕ. Цi частоти позначають вiдповiдно i. Оскiльки зменшується значно сильнiше, нiж a то значно нижче . Можна вважати, що
. (3.37) На рис. 3.21 представлений приблизний графiк, який показує для деякого транзистора зменшення коефiцiєнтiв a i b при пiдвищеннi частоти, яка вiдкладена на графiку в логарифмiчному масштабi. Крiм граничних частот пiдсилення i транзистор характеризується максимальною частотою генерацiї , на якiй коефiцiєнт пiдсилення по потужностi Кр знижується до 1. Очевидно, що при < , коли Кр > 1, даний транзистор можна використати в генераторi з самозбудженням. Проте, якщо Кр < 1, то генерацiї коливань вже не буде. Iнодi в формулах для розрахункiв зустрiчається також межева частота пiдсилення , яка вiдповiдає b = 1, тобто на цiй частотi транзистор в схемi з СЕ перестає пiдсилювати струм. Необхiдно мати на увазi, що на високих частотах вiдбувається не лише змiна значень a i b. Внаслiдок впливу ємностей-переходiв i часу пробiгу носiїв через базу, а також процесiв накопичення i розсмоктування зарядiв в базi фiзичнi параметри транзистора на високих частотах змiнюються i вже не являються чисто активними опорами. Змiнюються також i iншi параметри. Покращення частотних властивостей транзисторiв, тобто збiльшення їх граничних частот пiдсилення i , можна досягнути зменшенням ємностi колекторного перехода С к i часу пробiгу носiїв через базу . На жаль, зниження ємностi шляхом зменшення площi колекторного переходу приводить до зменшення максимального струму, тобто до зниження максимальної потужностi. Деяке зниження ємностi С кзабезпечується зменшенням концентрацiї домiшок в колекторнiй областi. В цьому випадку колекторний перехiд розширюється, що рiвноцiнно збiльшенню вiдстанi мiж обкладками конденсатора. Ємнiсть С к зменшується, i, крiм того, при бiльшiй ширинi переходу збiльшується напруга пробою, а це дає можливiсть пiдвищити потужнiсть. Проте опiр областi колектора зростає i втрати потужностi в нiй збiльшуються, що особливо небажано для потужних транзисторiв. Для зменшення базу виготовляють дуже тонкою i збiльшують в нiй швидкiсть руху носiїв. Але при тонкiй базi необхiдно знизити напругу U кб, щоб при збiльшеннi ширини колекторного перехода не вiдбувся так званий "прокол" бази. Рухомiсть електронiв при дифузiї значно бiльша, нiж дiрок. Саме тому транзистори типу n-p-n при iнших рiвних умовах являються бiльш високочастотними, нiж транзистори типу p-n-p. Бiльш високi граничнi частоти можуть бути одержанi при використаннi напiвпровiдникiв, в яких рухомiсть носiїв висока. Збiльшення швидкостi пробiгу носiїв через базу досягається також в тих транзисторах, в яких в базi створено електричне поле, яке прискорює рух носiїв. Глава 5. Тиристори
Тиристор - це напiвпровiдниковий прилад з трьома i бiльше р-n -переходами, в вольт-ампернiй характеристицi якого iснує дiлянка негативного диференцiального опору i який використовується для переключення. В залежностi вiд числа зовнiшнiх виводiв розрiзняють двохелектродний прилад - динiстор, трьохелектродний - тринiстор i чотирьохелектродний - бiнiстор. Умовне графічне позначення таких напівпровідникових приладів показано на рис. 5.1. Рис. 5.1. Умовне графічне позначення диністора (1), симетричного диністора (2), триністора з управлінням по катоду (3) и аноду (4) та симетричного триністора (5)
|
|||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 256; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.86.134 (0.008 с.) |