Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Electronica.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
35 Мб
Скачать
☆

6.2. Биполярные транзисторы

дам или десяткам ом, Ra — дифференциальное сопротивление диода,

Сб и Сд — барьерная и диффузионная емкости. Параметры Лд, Сб и Сд

существенно зависят от величины и полярности п о с т о я н н о г о на-

пряжения, приложенного к диоду. На низких частотах емкости диода

можно не учитывать. Линейная эквивалентная схема диода использу-

ется в программах машинного моделирования при расчете цепей ме-

тодом комплексных амплитуд.

Рис.9

Из анализа вольт-амперных характеристик диодов следует, что не-

линейность этих характеристик проявляется в р а б о ч и х диапазонах

токов и напряжений при Um > 0,1 В. В этом случае диоды относятся к

нелинейным элементам. Для расчета цепей с диодами при воздейст-

вии сигналов с большими амплитудами необходимо использовать не-

линейную эквивалентную схему. Простейшие нелинейные эквива-

лентные схемы диодов аналогичны схеме, показанной на рис. 9.

Сопротивление /?д и емкости Сб и Сд в нелинейных эквивалентных

схемах не постоянны. Они существенно зависят от п е р е м е н н ы х

напряжений и токов. Нелинейные эквивалентные схемы диодов ис-

пользуются в программах машинного моделирования при анализе ре-

жимов, как по постоянному, так и по переменному токам при воздей-

ствии сигналов с большими амплитудами.

6.2. Биполярные транзисторы

Биполярный транзистор — это полупроводниковый прибор с дву-

мя взаимодействующими р-и-переходами и с тремя выводами (рис. 1).

В зависимости от чередования легированных областей различают

транзисторы и-р-и-типа (рис. 1, а) ир-п-р-типа (рис. 1, б).

На рис. 1, в и рис. 1, г даны условные обозначения транзисторов

п-р-п- и р-и-р-типов, соответственно. На этих же рисунках обозначены


Глава 6. Полупроводниковые приборы

выводы транзисторов: Э — эмиттер, Б — база, К — коллектор. Эмит-

терная и коллекторная области отличаются тем, что в эмиттерной об-

ласти концентрация примесей много больше, чем в коллекторной об-

ласти. Переход, возникающий между эмиттером и базой, называется

эмиттерным переходом, а переход, возникающий между коллектором

и базой — коллекторным.

К

а)

б)

в)

г)

Рис. 1

На рис. 2 приведена схема включения транзистора с подключен-

ными источниками постоянного напряжения и коллекторным рези-

стором. В этой схеме с корпусом соединен вывод базы транзистора.

Поэтому эту схему называют схемой включения транзистора с общей

базой (ОБ).

Различают четыре режима работы биполярного транзистора:

1) активный режим — открыт эмиттерный переход и закрыт кол-

лекторный переход (этот режим представлен на рис. 2);

тг-Е*

Рис. 2

2) режим отсечки — оба р-и-перехода закрыты, и существенного

тока через транзистор нет (на рис. 2 для получения этого режима не-

обходимо изменить полярность источника Еэ на противоположную);

6.2. Биполярные транзисторы

3) режим насыщения — два р-и-перехода транзистора открыты и

через них протекают прямые токи (на рис. 2 для получения этого ре-

жима необходимо изменить полярность источника Ек на противопо-

ложную);

4) инверсный режим — открыт коллекторныйпереход и за-

крыт эмиттерный переход (на рис. 2 для получения этого режима не-

обходимо изменить на противоположные полярности источников Е к

и£э).

Для усиления и преобразования сигналов в основном используется

активный режим работы. Работа биполярного транзистора в активном

режиме основана на явлении диффузии, а также на эффекте дрейфа

носителей заряда в электрическом поле. Рассмотрим работу транзи-

стора в активном режиме на примере транзисторар-и-р-типа (рис. 2).

В этом режиме эмиттерный переход транзистора открыт. Откры-

вающее напряжение равно £э =0,4...0,7 В. Через открытый эмиттер-

ный переход течет ток /э (/э равно 0,1 ... 10 мА для маломощного

транзистора). Как правило, в эмиттерной области транзистора кон-

центрация акцепторных примесей во много раз больше концентрации

донорных примесей в базовой и-области транзистора. Поэтому кон-

центрация дырок в области эмиттера много больше концентрации

электронов в области базы и практически весь ток эмиттера — это

дырочный ток. В одиночном р-и-переходе при диффузии дырок в и-

область происходит полная рекомбинация инжектированных дырок с

электронами n-области. В эмиттерном переходе транзистора этот

процесс тоже имеет место. Благодаря нему возникает ток базы /6

(рис. 2). Однако в транзисторе происходят более сложные процессы.

Главной особенностью конструкции транзистора является относи-

тельнотонкая б а з о в а я о б л а с т ь . Ширина базы Wв транзисторе

много меньше длины свободного пробега дырок L. У современных

кремниевых транзисторов W « 1мкм, а диффузионная длина

L = 5... 10 мкм. Следовательно, подавляющее большинство дырок

достигают коллекторного перехода, не успев рекомбинировать с элек-

тронами базы. Попадая в обратно смещенный коллекторный переход,

дырки дрейфуют (и ускоряются) в имеющемся поле перехода.

Пройдя коллекторный переход, дырки рекомбинируют с электро-

нами, подтекающими к коллектору от источника питания Ек. Отме-

тим, что этот дырочный ток во много раз превышает собственный об-


Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]