Биполярные транзисторы. Представление транзистора в малосигнальном режиме работы четырехполюсником, страница 5

Режиму обеднения соответствует отрицательное напряжение U_зи, при котором концентрация электронов в канале уменьшается, что приводит к уменьшению тока стока. Режиму обогащения соответствует положительное напряжение U_зи и увеличение тока стока.

ВАХ представлена на рисунке:

Топология МДП-транзистора с индуцированным (наведенным) каналом р-типа приведена на рисунке:

При U_зи = 0 канал отсутствует и I_c = 0. Транзистор может работать только в режиме обогащения U_зи < 0. Если отрицательное напряжение Uзи превысит пороговое U_зи.пор, то происходит формирование инверсионного канала. Изменяя величину напряжения на затворе U_зи в области выше порогового U_зи.пор, можно менять концентрацию свободных носителей в инверсионном канале и сопротивление канала. Источник напряжения в стоковой цепи U_си вызовет ток стока I_с.

ВАХ представлена на рисунке:

В МДП-транзисторах затвор отделен от полупроводника слоем окисла SiO₂. Поэтому входное сопротивление таких транзисторов порядка 10¹³…10¹⁵ Ом.

К основным параметрам полевых транзисторов относятся:

·  Крутизна характеристики  при U_сп = const, U_пи = const. Типичные значения параметра (0,1...500) мА/В;

·   

·  Крутизна характеристики по подложке  при U_сп = const, U_зи = const. Типичные значения параметра (0.1...1) мА/В;

·  Начальный ток стока I_с.нач. – ток стока при нулевом значении напряжения U_зи. Типичные значения параметра: (0,2...600) мА – для транзисторов с управляющим каналом p-n переходом; (0,1...100) мА – для транзисторов со встроенным каналом; (0,01...0,5) мкА – для транзисторов с индуцированным каналом;

·  Напряжение отсечки U_зи.отс.. Типичные значения (0,2...10) В; пороговое напряжение U_п. Типичные значения (1...6) В;

·  Сопротивление сток-исток в открытом состоянии. Типичные значения (2..300) Ом

·  Дифференциальное сопротивление (внутреннее):  при U_зи = const;

·  Статистический коэффициент усиления: μ = S · r_i

Наверх

Тиристоры

Тиристор является полупроводниковым прибором с тремя и более электронно-дырочными p-n-переходами. Они, в основном, применяются в качестве электронных ключей. В зависимости от числа внешних выводов они подразделяются на тиристоры с двумя внешними выводами – динисторы и тиристоры с тремя выводами – тринисторы. Для обозначения тиристоров принят буквенный символ VS.

Наверх

Устройство и принцип работы динистора

Структура, УГО и ВАХ динистора приведены на рисунке:

Внешняя p-область называется анодом (А), внешняя n-область называется катодом (К). Три p-n перехода обозначены цифрами 1, 2, 3. Структура динистора 4-х-слойная – p-n-p-n.

Питающие напряжение Е подаётся на динистор таким образом, что 1 из 3 переходы открыты и их сопротивления незначительны, а переход 2 закрыт и все питающие напряжение U_пр приложено к нему. Через динистор протекает небольшой обратный ток, нагрузка R отключена от источника тока питания Е.

При достижении критического напряжения, равному напряжению включения U_вкл переход 2 открывается, при этом все три перехода 1, 2, 3 будут находится в открытом (включенном) состоянии. Сопротивления динистора падает до десятых долей Ома.

Напряжение включения составляет величину нескольких сотен вольт. Динистор открывается, и через него протекают значительные по величине токи. Падение напряжения на динисторе в открытом состояние составляет 1-2 вольта и мало зависит от величины протекающего тока, величина которого равна τ_a ≈ E / R, а U_R ≈ E, т.е. нагрузка подключена к источнику питания Е. Напряжение на динисторе, соответствующее предельно допустимую точку I_откр.max, называется напряжением открытого состояния U_окр. Предельный допустимый ток составляет величины от сотен мА до сотен А. Динистор находится в открытом состоянии, пока протекающий через него ток не станет меньше тока удержания I_уд. Динистор закрывается при уменьшении внешнего напряжения до величины порядка 1В или при перемене полярности внешнего источника. Поэтому такой прибор используется в цепях переходного тока. Точки В и Г соответствуют граничным значениям токов и напряжений динистора. Время восстановления сопротивления перехода 2 после снятия питающего напряжения составляет порядка 10-30 мкс.