Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу 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 |
Классификация и маркировка транзисторовСодержание книги Поиск на нашем сайте
Устройство биполярных транзисторов Принцип действия биполярных транзисторов 1) Классификация и маркировка транзисторов. Транзистором называется полупроводни- ковый преобразовательный прибор, имеющий не менее трёх выводов и способный усили- вать мощность. Классификация транзисторов производится по следующим признакам: · По материалу полупроводника – обычно германиевые или кремниевые; · По типу проводимости областей (только биполярные транзисторы): с прямой проводимо- стью (p-n-p - структура) или с обратной проводимостью (n-p-n - структура); · По принципу действия транзисторы подразделяются на биполярные и полевые (униполяр- ные); · По частотным свойствам; НЧ (<3 МГц); СрЧ (3÷30 МГц); ВЧ и СВЧ (>30 МГц); · По мощности. Маломощные транзисторы ММ (<0,3 Вт), средней мощности СрМ (0,3÷3 Вт), мощные (>3 Вт). Маркировка. Г Т - 313 А
К П - 103 Л
I II - III IV
Рис. 59 I – материал полупроводника: Г – германий, К – кремний. II – тип транзистора по принципу действия: Т – биполярные, П – полевые. III – три или четыре цифры – группа транзисторов по электрическим параметрам. Первая циф- ра показывает частотные свойства и мощность транзистора в соответствии с ниже приведён- ной таблицей. Таблица 1
IV – модификация транзистора в 3-й группе. 2) Устройство биполярных транзисторов. Основой биполярного транзистора является кри- сталл полупроводника p-типа или n-типа проводимости, который также как и вывод от него называется базой. Диффузией примеси или сплавлением с двух сторон от базы образуются области с противопо- ложным типом проводимости, нежели база. n-p-n p-n-p
К Э К Э N-p-n Б К P-n-p Б К
Рис. 60 Э Э Рис. 61
Область, имеющая бóльшую площадь p-n перехода, и вывод от неё называют коллектором. Область, имеющая меньшую площадь p-n перехода, и вывод от неё называют эмиттером. p-n переход между коллектором и базой называют коллекторным переходом, а между эмитте- ром и базой – эмиттерным переходом. Направление стрелки в транзисторе показывает направление протекающего тока. Основной особенностью устройства биполярных транзисторов является неравномерность концентрации основных носителей зарядов в эмиттере, базе и коллекторе. В эмиттере концентрация носи- телей заряда максимальная. В коллекторе – несколько меньше, чем в эмиттере. В базе – во много раз меньше, чем в эмиттере и коллекторе (рисунок 62).
Э Б К Р ис. 6 2 3) Принцип действия биполярных транзисторов. При работе транзистора в усилительном режиме эмиттерный переход открыт, а коллекторный – закрыт. Это достигается соответствую- щим включением источников питания. Iэ Э - - Uвх - Iк + + К - - N p n Rн Iб Еэ Ек Б
Рис. 63 Так как эмиттерный переход открыт, то через него будет протекать ток эмиттера, вызванный переходом электронов из эмиттера в базу и переходом дырок из базы в эмиттер. Следователь- но, ток эмиттера будет иметь две составляющие – электронную и дырочную. Эффективность эмиттера оценивается коэффициентом инжекции: = е Iэ.п Iэ (0,999) Iэ = Iэ.п. + Iэ.р. Инжекцией зарядов называется переход носителей зарядов из области, где они были основны- ми в область, где они становятся неосновными. В базе электроны рекомбинируют, а их кон- центрация в базе пополняется от «+» источника Еэ, за счёт чего в цепи базы будет протекать очень малый ток. Оставшиеся электроны, не успевшие рекомбинировать в базе, под ускоряю- щим действием поля закрытого коллекторного перехода как неосновные носители будут пере- ходить в коллектор, образуя ток коллектора. Переход носителей зарядов из области, где они были не основными, в область, где они становятся основными, называется экстракцией заря- дов. Степень рекомбинации носителей зарядов в базе оценивается коэффициентом перехода носителей зарядов δ: d= Iк. п. Iэ. п. Основное соотношение токов в транзисторе: Iэ = Iк + Iб d×g= Iэ. п. × Iк. п = Iк. п. =a Iэ × Iэ. п. Iэ α – коэффициент передачи тока транзистора или коэффициент усиления по току: Iк = α ∙ Iэ Дырки из коллектора как неосновные носители зарядов будут переходить в базу, образуя обратный ток коллектора Iкбо. Iк = α ∙ Iэ + Iкбо Из трёх выводов транзистора на один подаётся входной сигнал, со второго – снимается вы- ходной сигнал, а третий вывод является общим для входной и выходной цепи. Таким образом, рассмотренная выше схема получила название схемы с общей базой. Iэ VT1 Iк
Uвх Rн
Iб Еэ Ек
Iвх = Iэ Рис. 64 Iвых = Iк Uвх = Uбэ Uвых = Uбк Напряжение в транзисторных схемах обозначается двумя индексами в зависимости от того, между какими выводами транзистора эти напряжения измеряются.
Iэ IэT =D Iэ
Iэo
Рис. 65 t Так как все токи и напряжения в транзисторе, помимо постоянной составляющей имеют ещё и переменную составляющую, то её можно представить как приращение постоянной состав- ляющей и при определении любых параметров схемы пользоваться либо переменной состав- ляющей токов и напряжений, либо приращением постоянной составляющей.
= Iк Iэ, Iк =, Iэ где Iк, Iэ – переменные составляющие коллекторного и эмиттерного тока, ΔIк, ΔIэ – постоянные составляющие. Схемы включения биполярных транзисторов Схемы включения транзисторов получили своё название в зависимости от того, какой из вы- водов транзисторов будет являться общим для входной и выходной цепи. Схема включения с общей базой ОБ Схема включения с общим эмиттером ОЭ Схема включения с общим коллектором ОК Усилительные свойства биполярного транзистора. 1) Схема включения с общей базой (смотрите рисунок 64). Любая схема включения транзи- стора характеризуется двумя основными показателями: - коэффициент усиления по току Iвых/Iвх (для схемы с общей базой Iвых/Iвх=Iк/Iэ=α [α<1]) - входное сопротивление Rвхб=Uвх/Iвх=Uбэ/Iэ. Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и составляет десятки Ом, так как вход- ная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзисто- ра. Недостатки схемы с общей базой: · Схема не усиливает ток α<1 · Малое входное сопротивление · Два разных источника напряжения для питания. Достоинства – хорошие температурные и частотные свойства. 2) Схема включения с общим эмиттером. Эта схема, изображенная на рисунке 66, являет- ся наиболее распространённой, так как она даёт наибольшее усиление по мощности.
Uвх VT1
Rн Iвых
Iвх
Еб Ек
Iвх = Iб Iвых = Iк Uвх = Uбэ Uвых = Uкэ Рис. 66 β = Iвых / Iвх = Iк / Iб (n: 10÷100) Rвх.э = Uвх / Iвх = Uбэ / Iб [Ом] (n: 100÷1000) Коэффициент усиления по току такого каскада представляет собой отношение амплитуд (или действующих значений) выходного и входного переменного тока, то есть переменных состав- ляющих токов коллектора и базы. Поскольку ток коллектора в десятки раз больше тока базы, то коэффициент усиления по току составляет десятки единиц. Коэффициент усиления каскада по напряжению равен отношению амплитудных или действую- щих значений выходного и входного переменного напряжения. Входным является переменное напряжение база - эмиттер Uбэ, а выходным - переменное напряжение на резисторе нагрузки Rн или, что то же самое, между коллектором и эмиттером - Uкэ: Напряжение база - эмиттер не превышает десятых долей вольта, а выходное напряжение при достаточном сопротивлении резистора нагрузки и напряжении источника Ек достигает еди- ниц, а в некоторых случаях и десятков вольт. Поэтому коэффициент усиления каскада по напряжению имеет значение от десятков до сотен. Отсюда следует, что коэффициент усиле- ния каскада по мощности получается равным сотням, или тысячам, или даже десяткам ты- сяч. Этот коэффициент представляет собой отношение выходной мощности к входной. Каж- дая из этих мощностей определяется половиной произведения амплитуд соответствующих то- ков и напряжений. Входное сопротивление схемы с общим эмиттером мало (от 100 до 1000 Ом). Каскад по схеме ОЭ при усилении переворачивает фазу напряжения, т. е. между выход- ным и входным напряжением имеется фазовый сдвиг 180°. Достоинства схемы с общим эмиттером: · Большой коэффициент усиления по току · Бóльшее, чем у схемы с общей базой, входное сопротивление · Для питания схемы требуются два однополярных источника, что позволяет на практике обходиться одним источником питания. Недостатки: худшие, чем у схемы с общей базой, температурные и частотные свойства. Одна- ко за счёт преимуществ схема с ОЭ применяется наиболее часто.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-09-05; просмотров: 346; 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 - 18.97.9.171 (0.006 с.) |