Основные характеристики биполярного транзистора и частотные хар-ки

Биполярный транзистор, как усилительное устройство, может быть представлен в виде четырёхполюсника. В зависимости от того, какой из трёх выводов транзистора является общим для входа и выхода четырёхполюсника, различают схему включения транзистора с общей базой ОБ, общим эмиттером ОЭ и общим коллектором ОК. Схемы приведенные на рисунке а и б представляют собой схему включения транзистора с ОЭ и исп. наиб. часто.

Полярность подключаемого внешнего источника зависит от типа транзистора (для p-n-p а, для n-p-n б). В случае включения транзистора в схему с ОЭ входным током является ток базы, а выходным – ток коллектора. В схеме с ОБ входным током (как и в схеме с ОЭ) является ток коллектора. И входным – ток эмиттера (рисунок а)

Основными параметрами, характеризующие транзистор как активный нелинейный четырёхполюсник (при любой схеме включения) являются коэффициенты усиления:

ß ß в 48-ом такое же говно как и тут à à

Стабилитроны

Стабилитроны предназначены для стабилизации напряжений. Они работают в области лавинного или туннельного пробоя. Основные параметры стабилитронов:

Напряжение стабилизации U_ст – значение напряжения на стабилитроне при заданном токе стабилизации. Так как участок пробоя вольт-амперной характеристики проходит почти вертикально, то можно считать, что U_ст≈U_проб. Напряжение стабилизации лежит в пределах от 3,3 до 96В.

Максимальный ток стабилизации I_{ст max} ограничивается максимально допустимой мощностью: .

Минимальный ток стабилизации I_{ст min} определяется гарантированной устойчивостью состояния пробоя.

Дифференциальное сопротивление r_диф определяется при среднем токе стабилизации: .

Температурный коэфф-т напряжения стабилизации α_ст – относительное изменение напряжения стабилизации ΔU_ст при изменении температуры окружающей среды на ΔТ (при лавинном характере пробоя коэфф-т α_ст положителен, при туннельном – отрицателен): .

На рис.а представлена схема стабилизации напр-я, а на рис.б показаны графики, иллюстрирующ. работу схемы. Для опред-я токов и напряжений надо построить вольт-амперную хар-ку(ВАХ) стабилитрона (график 1), кот. проходит практически вертикально, ВАХ нагрузки (график 2) и ВАХ ограничительного рез-ра (график 3). Пересечение графиков 1 и 3 определяет значение тока I_И.П, потребляемого от источника питания (точка А). Пересечение графиков 1 и 2 – значение тока нагрузки I_Н (точка В). Разность токов I_И.П и I_Н равна току стабилитрона I_СТ.

Если сопротивление нагрузки изменяется, то изменяется ток I_Н. При уменьшении R_Н ток I_Н возрастает (точка В опускается вниз), а ток I_СТ уменьшается, при этом положение точки А сохраняется неизменным, т.е. увеличение тока нагрузки сопровождается уменьшением тока стабилитрона, а потребление тока от источника питания не зависит от нагрузки.

Если изменяется напряжение источника питания Е_И.П, то точка А меняет свое положение. При уменьшении Е_И.П (график 4) точка А поднимается вверх (точка А’), т.е. уменьшается потребление тока I_И.П, соответственно, уменьшается ток I_СТ, а ток I_Н сохраняется постоянным.

 

Стабилитроны (продолжение)

Параметры схемы выбирают так, чтобы при изменении нагрузки и напряжения источника питания выполнялись неравенства:

Здесь Е_И.П.min и Е_И.П.max – минимальное и максимальное напряжения источника питания;

I_Н.min и I_Н.max – минимальный и максимальный ток нагрузки.

Стабилитроны широкого применения обладают сравнительно высоким температурным коэфф-том напряжения(≈10^-3К^-1). Более высокой температурной стабильностью обладают прецизионные стабилитроны, в кот. послед-но соединены три p-n-перехода. Один из них – стабилизирующий – включен в обратном направлении, два других – термокомпенсирующих – включены в прямом напр-ии. При повышении температуры напряжение на стабилизирующем переходе растет, а на термокомпенсирующих переходах уменьшается, поэтому результирующее напряжение на стабилитроне изменяется незначительно и температурный коэфф-т получается около 10^-5К^-1.

Для стабилизации двух полярных напряжений и для защиты электрических цепей от перенапряжений обеих полярностей применяют двуханодные стабилитроны, кот. имеют симметричную ВАХ. Такие стабилитроны изготовляют путем введения примесей в пластину кремния одновременно с двух сторон. При этом образуются два р-n-перехода, включенных встречно.

Для ограничения амплитуды импульсов напряжения разработаны импульсные стабилитроны. При мгновенном изменении напряжения нарастание лавины в них происходит за очень короткий промежуток времени (порядка 10^-11с). Это обстоятельство позволяет использовать импульсный стабилитрон в качестве инвертированного диода, в котором участок лавинного пробоя можно рассматривать как прямую ветвь ВАХ импульсного диода.

Разновидностью стабилитрона является стабистор – полупроводниковый диод, в котором для стабилизации напряжения используется прямая ветвь ВАХ. Отличительной особенностью стабисторов по сравнению со стабилитронами является меньшее напряжение стабилизации, которое составляет 0,7 В. Для увеличения напряжения стабилизации используют последовательное соединение нескольких стабисторов, смонтированных в одном корпусе или сформированных в одном кристалле. Для увеличения крутизны прямой ветви ВАХ базу стабистора делают низкоомной. Из-за малого сопротивления базы толщина p-n-перехода оказывается очень небольшой, поэтому напряжение пробоя стабисторов не превышает нескольких вольт. Температурный коэфф-т стабисторов отрицателен, т.е. с повышение температуры прямая ветвь его характеристики сдвигается влево.