ЛЕКЦИЯ №3
ТЕМА: Биполярные транзисторы
Введение.
3.1. Основные сведения, конструкция.
3.2. Включение биполярных транзисторов.
3.2.1. Схема включения с общей базой.
3.2.2. Схема включения с общим эмиттером.
3.2.3. Схема включения с общим коллектором.
3.3. Принцип действия транзистора.
3.4. Статическая ВАХ транзистора.
3.5. Практическое определение статических характеристик транзистора.
3.6. Режимы работы биполярного транзистора.
3.7. Эквивалентная схема транзистора.
3.8. Динамическая работа биполярных транзисторов. Коэффициенты усиления
3.9. Динамические характеристики.
3.10. h – параметры транзистора.
3.1. Основные сведения, конструкция.
В 1949-1950 Вильям Шокли провёл теоретические работы по созданию транзистора.
В 1956 году Шокли, Браттейн и Бардин получили нобелевскую премию по физике.
Транзистором называют полупроводниковый прибор, имеющий два взаимодействующих p - n перехода.
(Трехэлектродный полупроводниковый прибор, имеющий два взаимодействующих p - n перехода).
Условная конструкция:
1 – Эмиттерный переход 2 – Коллекторный переход
Основным условием для обеспечения усилительных свойств транзистора является следующими:
где: Pp – концентрация дырок
1) Концентрация дырок в области p. т.е. база слабо легирована по сравнению с эмиттером и коллектором.
2) Толщина базы должна быть малой, несколько десятков микрон. Lб=10 микрон.
3) Площадь коллекторного перехода должна быть меньше площади эммитерного перехода. КП>ЭП (Sкп>Sэп)
Условное обозначение транзистора:
3.2. Схемы включения транзистора:
Транзистор имеет 3 вывода и может включаться в схему тремя различными способами, т.к. каждый из трех выводов может быть использован как общий (заземленный). Соответственно каждая из схем включения называется:
1) схема с общей базой (ОБ), (общий электрод- база),
2) схема с общим эмиттером (ОЭ) (общий электрод- эмиттер),
3) схема с общим коллектором (ОК) (общий электрод- коллектор).
Т.к. в транзисторе усиление возможно только при протекании через него тока в одном направлении (через малое сопротивление ЭП и большое сопротивление КП), то одним из двух входных выводов обязательно должна быть база, а одним из двух выходных выводов - коллектор (см. рис. 3.5 а, б,в).
Схемы включения транзистора по постоянному току. Независимо
от способа включения по постоянному току возможны также три схемы включения
транзистора по переменному току.
В последнем случае схема имеет общий электрод для входного и выходного
переменных сигналов, причем, так же как и для постоянного тока вывод базы
должен быть одним из входных, а вывод коллектора - одним из выходных.
3.2.1. Общая База
Входные характеристики – зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном выходном напряжении.
I1=q1·(U1, U2)
Iэ=q1·(Uэб)/ при Uкб –const
Выходные характеристики – зависимость от Iвых и Uвых.
Входные характеристики:
Выходные характеристики:
3.2.2. Общий Эмиттер
Входные характеристики:
Выходные характеристики:
3.2.3. Общий коллектор
Входные характеристики:
Выходные характеристики:
3.3. Принцип действия транзистора:
В схеме, приведенной на рис (a), ток базы не течет, а в схеме на рис (b) переключатель S замкнут, позволяя току из батареи B1, течь в базу транзистора.
Схема (a). Переход коллектор-база смещен в обратном направлении и имеющийся потенциальный барьер препятствует потоку основных носителей. Таким образом, пренебрегая током утечки, можно считать, что при разомкнутом ключе S коллекторный ток равен нулю.
Работа транзистора (а) тока базы нет.
Схема (b). Переход база-эмиттер становится смещенным в прямом направлении, а переход коллектор-база остается смещенным в обратном направлении. Благодаря смещению перехода база-эмиттер в прямом направлении электроны из эмиттера n-типа посредством диффузии проходят по базе p - типа по направлению к обедненному слою на переходе база-коллектор. Эти электроны, являющиеся неосновными носителями в области базы, достигнув обедненного слоя, по потенциальному барьеру «как с горки» быстро скатываются в коллектор, создавая тем самым в транзисторе коллекторный ток. Действие смещенного в прямом направлении перехода база-эмиттер напоминает открывание ворот и позволяет току протекать по цепи эмиттер-коллектор. Таков принцип действия транзистора
Работа транзистора (b) ток базы течет.
Электроны не рекомбинируют с дырками в базе p - типа в процессе диффузии в сторону коллектора потому что базу делают совсем слабо легированной, то есть с низкой концентрацией дырок, и очень тонкой, следовательно, имеется лишь
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
