Параметры биполярного транзистора в схеме с общей базой

1. ЦЕЛЬРАБОТЫ.

    Снять статические характеристики и определить основные параметры биполярного транзистора в схеме с общей базой.

2. КРАТКИЕТЕОРЕТИЧЕСКИЕСВЕДЕНИЯ.

 Транзистор - это электропреобразовательный прибор, пригодный для усиления мощности и имеющий три или более выводов.

Действие транзистора основано на управлении движением носите­лей заряда в полупроводниковом кристалле. Наиболее распространены

транзисторы с тремя выводами – полупроводниковые триоды. Благодаря способности усиливать электрическую мощность, транзисторы находят широкое применение в радиотехнике и электронике. По характеру переноса носителей заряда различают транзисторы биполярные и полевые Перенос заряда вбиполярных транзисторах осуществляется носителями заряда обоих знаков, а в полевых - носителями одного знака. Название прибора "транзистор" составлено из двух ан­глийских слов: "transfer"- переносить, преобразовывать и "resistor"- со­противление.

Биполярный транзистор - это полупроводниковый прибор с двумя или несколькими взаимодействующими электрическими переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловле­ны явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда (ННЗ).

    В настоящее время широко используются биполярные транзисторы с двумя pn-переходами. Они состоят из чередующихся областей (слоев), имеющих электропроводности различных типов. При получении в кристалле полупроводника двух взаимодействующих переходов возможно различное чередование слоев. Различают р-n-р и n-p-nтранзисторы, которые отличаются в основном при включении в схему полярностью напряжений и направлениями рабочих токов. Упрощенные транзисторов, показаны на рис.1. Средний слой транзистора называют базой (Б) , один из крайних - эмиттером (Э), второй - коллекто­ром (К).

   База - область, в которую инжектируются ННЗ.

   Эмиттер - область, назначение которой - инжекция носителей в базовую область.

     Коллектор - область, предназначенная для экстракции ННЗ из базовой области.

В n-р-n-транзисторе эмиттер инжектирует электроны в базу, а коллектор их собирает (коллектирует). PN-переход между эмиттером и базой называют эмиттерным, а между базой и коллектором - коллекторным. Слои транзистора имеют не только разный тип проводимости, но и различную концентрацию легирующих примесей. Сильнее всего легируется легируется эмиттер, база легируется слабо, коллектор может быть легирован как сильнее, так и слабее базы, в зависимости от назначения

Рис.1.    Упрощенные структуры и условные обозначения транзисторов с                                    указанием направления токов при работе в нормальном активном режиме

транзистора. Обычно эмиттер имеет меньшую площадь чем коллектор.

В усилительном режиме работы транзистора эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный - в обратном. Это ак­тивная область работы (U_эб>0, U_кб<0)¹. Транзистор также может работать в области насыщения, когда на обоих переходах прямое напряжение (транзистор открыт, U_эб>0, U_кб>0), и в области отсечки, когда на обоих переходах обратное напряжение (транзистор закрыт, U_эб<0, U_кб<0). Од­нотипность слоев коллектора и эмиттера позволяет при включении ме­нять их местами. Такое включение называется инверсным. При инверсном включении параметры реального транзистора (за исключением специ­альных симметричных транзисторов) существенно отличаются от пара­метров при нормальном включении. В инверсной активной области на­пряжение на эмитгерном переходе обратное, а на коллекторном - прямое (U_эб<0, U_кб>0). Активная область или активный режим используются при работе транзистора в усилителях или генераторах. Области насыщения и отсечки характерны для работы транзистора в ключевом режиме. Ин- версное включение применяется в схемах двунаправленных переключате­лей, использующих симметричные транзисторы, в которых обекрайние области имеют одинаковые свойства и геометрические размеры. При вы­соком обратном напряжении на коллекторном переходе возможен также режим лавинного умножения носителей заряда, в котором работают спе­циальные лавинные транзисторы, использующиеся в схемах быстродей­ствующих переключателей.