Физические основы работы полупроводниковых приборов, страница 14

Для обозначения наиболее характерных эксплуатационных признаков транзисторов применяются следующие цифры.

Для транзисторов малой мощности:

1 – с граничной частотой не более 3МГц;

2 – с граничной частотой 3 – 30МГц;

3 – с граничной частотой более 30МГц.

Для транзисторов средней мощности:

4 – с граничной частотой не более 3МГц;

5 – с граничной частотой 3 – 30МГц;

6 – с граничной частотой более 30МГц.

Для транзисторов большой мощности:

7 – с граничной частотой не более 3МГц;

8 – с граничной частотой 3 – 30МГц;

9 – с граничной частотой более 30МГц.

Для обозначения порядкового номера разработки  используют двухзначное число от 01 до 99. Если порядковый номер разработки превышает число 99, то применяется трехзначное число от 101 до 999.

3.1.1 Физические основы работы

Режимы включения. В зависимости от полярности напряжений, приложенных к эмиттерному и коллекторному переходам, различают следующие режимы включения транзистора: режим  отсечки, режим насыщения и активный режим.

В режиме отсечки оба р-n-перехода смещены в обратном направлении, при этом через транзистор проходят сравнительно небольшие токи, обусловленные дрейфом неосновных носителей зарядов.

В режиме насыщения оба перехода транзистора находятся под прямым напряжениям; в обоих переходах происходит инжекция носителей; транзистор превращается в двойной диод; ток в коллекторной цепи максимален и не управляется током входной цепи, транзистор полностью открыт. В режимах отсечки и насыщения транзистор используется обычно в схемах электронных ключей.

Активный режим используется при усиления слабых сигналов. В этом режиме на эмиттерный переход подается прямое, а на коллекторный – обратное напряжения.

При работе в активном режиме через эмиттерный переход транзистора происходит инжекция носителей заряда в базу (для n-р-n-транзистора – электронов). Инжектированные носители частично рекомбинируют в объеме базы. Основная часть инжектированных носителей доходит до коллекторного перехода и, проходя его увеличивают свою энергию. Наряду с инжекцией носителей из эмиттера в базу идет встречная инжекция носителей (для n-р-n – транзистора  - дырки) из базы в эмиттер. Для уменьшения инжекции носителей из базы концентрацию примесей  в базе делают значительно меньше, чем в эмиттере.

Ток коллектора Iк транзистора в активном режиме примерно равен току эмиттера Iэ:

                                                   Iк ≈ Iэ,

а ток базы Iб, значительно меньше как тока эмиттера, так и тока коллектора:

Iб = Iэ – Iк.

В режиме насыщения коллекторный и эмиттерный переходы смещены в прямом направлении и происходит встречная инжекция носителей заряда из эмиттера и коллектора в базу. В режиме насыщения ток базы может оказаться сравнимым с током эмиттера.

В режиме отсечки через переходы проходят незначительные обратные токи,обусловленные экстракцией неосновных носителей заряда.

Различают три схемы включения транзистора: с общим эмиттером (ОЭ), с общей базой (ОБ), и с общим коллектором (ОК)  (рис.3.3). Общим является электрод, потенциал, которого принимается за нуль.

Схемы включения n-р-n-транзистора: а – с общей базой; б – с общим эмиттером; в – с общим коллектором.

Рисунок 3.3

В схеме с ОБ усилительные свойства транзистора проявляются,если в качестве входной цепи использовать эмиттерную, а в качестве выходной – коллекторную цепи. В схеме с ОЭ   входной является цепь базы, а  выходной – цепь коллектора. Для схемы с ОК входной является цепь базы, а выходной – цепь эмиттера.

Для каждой схемы включения вводятся свои семейства статических характеристик, которые позволяют правильно выбрать рабочий режим транзистора и обеспечить наиболее эффективное использование его возможностей. Основными статическими характеристиками являются входные, связывающие ток и напряжение на входе, и выходные, связывающие ток и напряжение на выходе. Из основных статических характеристик можно получить два семейства дополнительных характеристик: характеристики передачи тока и обратной связи.