Биполярные транзисторы. Представление транзистора в малосигнальном режиме работы четырехполюсником, страница 3

Для увеличения значения h₂₁ соединяют биполярные транзисторы по схеме Дарлингтона:

В составном транзисторе, имеющем характеристики, как одного, база VT₁ соединена с эмиттером VT₂ и ΔI_э2 = ΔI_б1. Коллекторы обоих транзисторов соединены и этот вывод является выводом составного транзистора. База VT₂ играет роль базы составного транзистора ΔI_б = ΔI_б2, а эмиттер VT₁ – роль эмиттера составного транзистора ΔI_э = ΔI₁.

Получим выражение для коэффициента усиления по току β для схемы Дарлингтона. Выразим связь между изменением тока базы dI_б и вызванным вследствие этого изменением тока коллектора dI_к составного транзистора следующим образом:

Поскольку для биполярных транзисторов коэффициент усиления по току обычно составляет несколько десятков (β₁, β₂ >> 1), то суммарный коэффициент усиления составного транзистора будет определяться произведением коэффициентов усиления каждого из транзисторов β_Σ = β₁ · β₂ и может быть достаточно большим по величине.

Отметим особенности режима работы таких транзисторов. Поскольку эмиттерный ток VT2 Iэ2 является базовым током VT₁ dI_б1, то, следовательно, транзистор VT₂ должен работать в микромощном режиме, а транзистор VT₁ – в режиме большой инжекции, их эмиттерные токи отличаются на 1-2 порядка. При таком неоптимальном выборе рабочих характеристик биполярных транзисторов VT₁ и VT₂ не удается в каждом из них достичь высоких значений усиления по току. Тем не менее даже при значениях коэффициентов усиления β₁, β₂ ≈ 30 суммарный коэффициент усиления β_Σ составит β_Σ ≈ 1000.

Высокие значения коэффициента усиления в составных транзисторах реализуются только в статистическом режиме, поэтому составные транзисторы нашли широкое применение во входных каскадах операционных усилителей. В схемах на высоких частотах составные транзисторы уже не имеют таких преимуществ, наоборот, и граничная частота усиления по току, и быстродействие составных транзисторов меньше, чем эти же параметры для каждого из транзисторов VT₁, VT₂ в отдельности.

Наверх

Частотные свойства биполярных транзисторов

Процесс распространения инжектированных в базу неосновных носителей заряда от эмиттерного до коллекторного перехода идет диффузионным путем. Этот процесс достаточно медленный, и инжектированные из эмиттера носители достигнут коллектора не ранее чем за время диффузии носителей через базу. Такое запаздывание приведет к сдвигу фаз между током I_э и током I_к. При низких частотах фазы токов I_э, I_к и I_б совпадают.

Частота входного сигнала, при которой модуль коэффициента усиления  уменьшается в  раз по сравнению со статическим значением β₀, называется предельной частотой усиления по току биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером

f_β – предельная частота (частота среза) f_гр – граничная частота (частота единичного усиления)

Наверх

Полевые транзисторы

Полевые, или униполярные, транзисторы в качестве основного физического принципа используют эффект поля. В отличие от биполярных транзисторов, у которых оба типа носителей, как основные, так и неосновные, являются ответственными за транзисторный эффект, в полевых транзисторах для реализации транзисторного эффекта применяется только один тип носителей. По этой причине полевые транзисторы называют униполярными. В зависимости от условий реализации эффекта поля полевые транзисторы делятся на два класса: полевые транзисторы с изолированным затвором и полевые транзисторы с управляющим p-n переходом.

Наверх

Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом

Схематически полевой транзистор с управляющим p-n переходом можно представить в виде пластины, к торцам которой подключены электроды, исток и сток. На рис. показана структура и схема включения полевого транзистора с каналом n-типа: