Электронная техника и преобразователи: Методические указания к выполнению лабораторных работ, страница 7

Некоторая часть «дырок», поступающих в базу, рекомбинирует с имеющимся в ней в избытке электронами, в результате чего создается ток базы. Другая же часть «дырок» диффундирует  к коллекторному    переходу и начинает испытывать воздействие его электрического поля. Потенциальный барьер между базой и коллектором препятствует прохождению электронов из базы в коллектор.о для «дырок», попадающих в коллекторный переход П2 , его поле является ускоряющим. Поэтому дырки захватываются полем перехода П2 и попадают в коллектор, создавая в цепи последнего ток, зависящий от тока эмиттера. Естественно, чем большая часть «дырок» эмиттерного тока достигнет коллекторного перехода, тем больше будет ток  коллектора и выше качество транзистора, которое характеризуется коэффициентом передачи тока эмиттера. Для того чтобы рекомбинация «дырок» в базе была по возможности меньшей, при изготовлении транзисторов специальными технологическими приемами обеспечивают такое распределение примесей в эмиттере и базе, чтобы число «дырок» в единице объема эмиттера, например проводимостью типа р, было значительно больше числа электронов в базе, обладающей в этом случае проводимостью типа n. При этом ширину базы стараются делать по возможности малой, чтобы время пробега «дырок» эмиттера к коллектору было на много меньше времени жизни носителей; удельное сопротивление базы так же делают на 2-3 порядка выше, чем у эмиттера. Это способствует увеличению среднего времени жизни «дырок» в базе и уменьшению потока электронов, идущих от источника эмиттерного напряжения.

          При работе транзистора типа р - n - р «дырки» являются основными носителями электричества. Они непрерывно поступают от эмиттера к коллектору, создавая токи I_эв цепи эмиттера и I_кв цепи коллектора. При этом число «дырок», проходящих через коллекторный переход, несколько меньше, чем через эмиттерный. В транзисторах существуют следующие соотношение между токами:

                                                   I_э = I_к + I_б .

Чем больше ток в цепи эмиттера, тем больше «дырок» поступает в область базы и большой ток проходит по цепи коллектора. Достаточно приложить небольшое напряжение между эмиттером базы, чтобы открыть «дыркам» путь через коллекторный переход. Следовательно, в транзисторе напряжение U_эбили ток I_б , протекающий по цепи базы, управляет током  I_кв цепи коллектора.

          В транзисторах типа n - р - n механизм управления током коллектора остается тем же. Только основными носителями тока в цепи эмиттера и коллектора будут электроны, а неосновными носителями, обуславливающими ток базы, - «дырки».

          Транзисторами можно обеспечить усиление тока, напряжения и мощности, то есть усиливать электрические сигналы. Транзистор можно включить по трем схемам. Название этих схем определяется тем, какой из электродов является общим для входной и выходной цепей:

Ø схема с общим эмиттером (рис. 2.2, а),

Ø схема с общей базой (рис. 2.2, б),

Ø схема с общим коллектором (рис. 2.2, в).

      Основные параметры для указанных схем включения транзисторов приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1.

	Значение показателя при схеме включения
Показатель	с общим эмиттером	с общей базой	с общим коллектором
Входное сопротивле- ние Rвх , Ом	200 - 2000	50 - 100	10 - 500
Выходное сопротив- ление Rвых , Ом	30 - 70	100 - 500	50 - 100
Коэффициент усиле- ния тока	10 - 200	меньше 1	10 - 200
Коэффициент усиле- ния напряжения	30 - 1000	30 - 400	около 1
Коэффициент усиле- ния мощности	от  3000 до 30000	30 - 400	10 - 200
Использование	Универсальный усилитель	При работе на высокоомную нагрузку	При работе на низкоомную нагрузку или высокоомного датчика

 Статические характеристики транзистора.

          Зависимость между токами и напряжениями в транзисторах отображают их статические характеристики. В отличие динамических характеристик, статические строят при постоянном напряжении на одном из р - n - переходов.

          В практических схемах с транзисторами образуются  две цепи: входная и выходная. Для величин относящихся к входной и выходной цепям применяют соответственно индексы «вх» и «вых» или   1 и 2. Взаимосвязь между током I₁и напряжением U₁на входе транзистора, а также током I₂ и напряжением U₂на выходе может быть выражена при помощи различных характеристик, из которых наибольшее распространение получили входные, связывающие ток и напряжение на входе I₁= f (U₁ ) при U₂ = const, и выходные, устанавливающие зависимость между током и напряжением на выходе I₂= f (U₂ ) при I₁ = const . Для каждой из трех схем включения транзистора существуют свои семейства характеристик.

          Используя также характеристики передач, связывающие входные токи и напряжение с выходными, и характеристики обратной связи, показывающие зависимость между токами или напряжениями на выходе с токами или напряжениями на входе.

Статические характеристики транзистора включенного по схеме с общим эмиттером.

          В схеме с общим эмиттером входной характеристикой называется зависимость тока базы I_бот входного напряжения U_эб на эмиттерном переходе (рис 2.3); ее снимают при постоянном значении напряжения U_экмежду эмиттером и коллектором.

Входные характеристики транзисторов аналогичны характеристикам диодов в прямом направлении с экспоненциальным возрастанием тока при увеличении напряжения. Из рассмотрения  этих  характеристик следует, что при увеличении   входного    напряжения U_эбпроисходит резкое возрастание входного тока I_би, следовательно, тока эмиттера I_э. От напряжения U_экток базы зависит сравнительно мало. При этом с ростом напряжения U_экиз-за модуляции ширины базы ее ток уменьшается. При понижении или повышении температуры переходов транзистора входные характеристики смещаются в область больших или меньших входных напряжений соответственно.