- •1. Электроника. Электронные приборы. Физические явления в электронных приборах. Классификация электронных приборов.
- •2. Электропроводность твердых тел. Классификация твердых тел по проводимости. Влияние температуры, наличия примеси, освещенности на электропроводность п/п.
- •3. П/п с собственной электропроводностью. Энергетическая зонная диаграмма собственных п/п. Уровень Ферми. Концентрация носителей заряда в собственных п/п. Генерация и рекомбинация.
- •4. Дрейфовый ток в п/п. Подвижность носителей заряда. Влияние напряженности электрического поля на подвижность.
- •5. Диффузионный ток в п/п. Коэффициент диффузии. Время жизни и диффузионная длина неравновесных носителей заряда. Уравнение Эйнштейна.
- •6. П/п с электронной электропроводностью. Энергетическая зонная диаграмма. Концентрация носителей в п/п n-типа.
- •7. П/п с дырочной электропроводностью. Энергетическая зонная диаграмма. Концентрация носителей в п/п p-типа.
- •8. Электронно-дырочный переход в состоянии динамического равновесия. Контактная разность потенциалов, толщина. Зонная энергетическая диаграмма.
- •10. Процессы в p-n-переходе при подаче обратного напряжения. Явление экстракции. Зонная энергетическая диаграмма.
- •9. Процессы в p-n-переходе при подаче прямого напряжения. Явление енжекции. Зонная энергетическая диаграмма.
- •11. Вах идеального и реального p-n-переходов. Объемное сопротивление p-n-перехода. Отличие вах p-n-переходов из различных материалов (Ge, Si, CaAs).
- •12. Сопротивление p-n-перехода постоянному току и дифференциальное сопротивление: физический смысл, геометрическая интерпретация.
- •13. Влияние t на прямую и обратную ветви вах p-n-перехода.
- •14. Виды пробоя в p-n-переходе. Влияние t на величину напряжения пробоя.
- •15. Диффузионная и барьерная емкости p-n-перехода. Зависимость емкостей p-n-перехода от напряжения на нем. Схема замещения p-n-перехода.
- •16. Классификация п/п диодов. Система обозначений. Условные графические обозначения п/п диодов.
- •17. Выпрямительные диоды. Параметры. Использование.
- •18. Переходные процессы в диодах с низким уровнем инжекции.
- •19. Переходные процессы в диодах с высоким уровнем инжекции.
- •20. Импульсные диоды. Параметры. Способы уменьшения длительности переходных процессов.
- •21. Стабилитроны: принцип действия, параметры, разновидности. Использование стабилитронов (параметрический стабилизатор напряжения).
- •22. Варикапы: принцип действия, параметры. Использование варикапов.
- •23. Контакт металл-п/п (барьер Шоттки). Выпрямляющие и омические контакты. Выпрямляющий контакт металл-п/п: прямое и обратное смещение вах, отличие от p-n-перехода.
- •24. Гетеропереход: устройство, зонная энергетическая диаграмма. Отличие гетерогенного и гомогенного переходов. Использование гетеропереходов.
- •25. Математическая модель диода и алгоритм определения ее параметров: обратного тока насыщения, коэффициента неидеальности, сопротивления потерь по экспериментальной вах.
- •26. Математическая модель диода и алгоритм определения ее параметров контактной разности потенциалов φк и коэффициента γ.
- •27. Вырожденные п/п, туннельный эффект, вах туннельного диода (тд).
- •28. Вах туннельного диода (тд) и зонные энергетические диаграммы при различных значениях напряжения на тд.
- •29. Характеристики и основные параметры тд. Схема замещения тд.
- •30. Устройство и принцип действия биполярного транзистора (бт).
- •31. Режимы работы и схемы включения биполярного транзистора.
- •32. Токи в бт. Основные соотношения. Связь между статическими коэффициентами h21э и h21б. Обратный ток коллекторного перехода. Начальный сквозной ток транзистора.
- •33. Зонная энергетическая диаграмма бт в равновесном состоянии и в активном режиме работы.
- •34. Статические вах бт в схеме с об.
- •35. Статические вах бт в схеме с оэ.
- •36. Влияние t на характеристики бт.
- •37. Система н-параметров бт, их физический смысл. Формальная эквивалентная схема.
- •38. Определение н-параметров бт по семействам вах.
- •39. Системы y-параметров бт, их физический смысл. Формальная эквивалентная схема.
- •40. Физическая т-образная эквивалентная схема бт в схеме об. Связь н-параметров бт с элементами эквивалентной схемы.
- •41. Физическая т-образная эквивалентная схема бт в схеме с оэ. Связь н-параметров бт с элементами эквивалентной схемы.
- •42. Работа бт на высоких частотах. Частотные параметры бт. Способы повышения рабочей частоты бт. Гетеропереходный бт.
- •43. Максимальные и максимально допустимые параметры бт.
- •44. Составной бт (схема Дарлингтона).
- •45. Классификация, система обозначения и условное графическое обозначение бт.
- •49.Полевой транзистор как линейный четырёхполюсник, дифференциальные параметры.
- •50.Эквивалентная схема и частотные свойства пт
- •51.Влияние температуры на характеристики пт. Термостабильная точка. Классификация, система обозначения и условные графические обозначения пт.
- •52.Полевой транзистор с барьером Шотки. Полевой транзистор с высокой подвижностью электронов.
- •53. Динистор (диодный тиристор): устройство, принцип действия, характеристики и параметры.
- •54. Тринистор (триодный тиристор): устройство, принцип действия, характеристики и параметры.
- •55.Симисторы (Симметричные тиристоры): устройство, принцип действия, характеристики и параметры.
- •56.Устройство и принцип действия светодиодов, основные характеристики и параметры
- •57 Фоторезисторы, фототиристоры: принцип действия, основные характеристики и параметры.
- •58.Фототранзисторы, фототиристоры: принцип действия, основные характеристики и параметры.
- •59.Оптопары: устройство, типы, достоинство и недостатки, характеристики и область применения.
- •63.Работа бт с нагрузкой. Коэффициенты усиления по напряжению, по току, по мощности.
30. Устройство и принцип действия биполярного транзистора (бт).
Транзистором
называется электропреобразовательный
прибор с одним или несколькими
электрическими переходами, пригодный
для усиления мощности и имеющий три и
более выводов. Действие транзисторов
основано на управлении движением
носителей электрических зарядов в
кристалле полупроводника. По характеру
переноса носителей заряда различают
биполярные и поле-вые транзисторы. В
биполярных транзисторах (БТ) в процессах
токопрохождения участвуют основные и
неосновные носители зарядов, а в полевых
(униполярных) – носители одного знака.
В транзисторе чередуются по типу
проводимости три области полупроводника.
В зависимости от порядка чередования
областей различают транзисторы типа
р-n-p и n-p-n. Принцип действия обоих типов
транзисторов одинаков. Стрелки на
рисунке указывают направление прямого
тока эмиттерного перехода. В этих
структурах существуют два перехода с
неодинаковой площадью. Одна из крайних
областей легирована сильнее, чем другая.
Сильнолегированная область с меньшей
площадью называется эмиттером (Э), а
другая область – коллектором (К). Средняя
область называется базой (Б). 

31. Режимы работы и схемы включения биполярного транзистора.
При
включении транзисторов в схему один из
его электродов является входным, второй
– выходным, а третий – общим. На входной
и выходной электроды подаются напряжения
от внешних источников, отсчитываемые
относительно общего электрода. В
зависимости от того, какой электрод
является общим, различают схемы включения:
с общей базой (ОБ), с общим эмиттером
(ОЭ) и общим коллектором (ОК):
В зависимости от полярности и величины напряжений на электродах различают четыре режима работы транзистора:
Активный режим (АР) — эмиттерный переход смещается в прямом направлении, а коллекторный — в обратном. Режим отсечки (РО) — оба перехода смещены в обратном направлении (сопротивления переходов велики, а токи малы). Режим насыщения (РН) — оба перехода смещены в прямом направлении (Сопротивления малы, токи большие, напряжения малы). Инверсный режим (ИР) — коллекторный переход смещен в прямом, а эмиттерный – в обратном направлении (Коллектор выполняет функции эмиттера, а эмиттер - коллектора).
32. Токи в бт. Основные соотношения. Связь между статическими коэффициентами h21э и h21б. Обратный ток коллекторного перехода. Начальный сквозной ток транзистора.
Так
как концентрация дырок в эмиттере
значительно больше концентрации
электронов в базе, наблюдается значительная
инжекция электронов из базы в эмиттер.
Это вызывает протекание дырочного Iэр
и электронного Iэn токов инжекции. Полный
прямой ток перехода Iэ: Iэ=Iэр+Iэn. Полезным
в сумме токов будет ток Iэр, т.к. он будет
участвовать в создании коллекторного
тока. Составляющие Iэ. рек, .Iэр протекают
через вывод базы и являются составляющими
тока базы. Эффективность
работы эмиттерного перехода учитывается
коэффициентом инжекции эмиттера, который
показывает, какую долю в полном эмиттерном
токе составляет полезный ток. На практике
коэффициент инжекции оказывается
близким к единице (γ=0,98-0,995). Инжектированные
в базу из эмиттера дырки повышают
концентрацию их в базе у эмиттерного
перехода, т.е. вызывают появление
градиента концентрации дырок, неосновных
носителей базы. Этот градиент концентрации
дырок обусловливает их диффузионный
перенос через базу к коллекторному
переходу. При этом имеет место частичная
рекомбинация дырок. Потерю дырок в базе
можно учесть введением тока рекомбинации
дырок Iб.рек,
а коллекторный ток дырок, подходящих к
коллекторному переходу Iкр,
будет равен: Iкр=
Iэр-
Iб.рек.
Потери на рекомбинацию в базе учитываются
коэффициентом переноса ψ: ψ= Iкр/
Iэр, величина которого определяется
шириной базы Wб,
диффузионной длиной дырок в базовой
области Lр
и близка к единице. Поскольку концентрация
электронов в базе значительно меньше
концентрации инжектированных из эмиттера
дырок, вероятность рекомбинации мала
и, если диффузионная длина дырок в базе
Lр
больше толщины базы Wб, основная часть
дырок достигнет коллекторного перехода.
Под действием ускоряющего поля
коллекторного перехода дырки попадают
в коллекторную область, создавая
коллекторный ток Iкр.
Экстракция дырок может сопровождаться
ударной ионизацией, лавинным умножением
носителей зарядов в коллекторном
переходе. Процесс умножения носителей
зарядов в коллекторном переходе
оценивается коэффициентом умножения
коллекторного тока: М=Iк/
Iкр,
где Iк
– полный управляемый ток через
коллекторный переход. Тогда Iк=М
Iкр=М
ψ Iэр=
М ψ γ Iэ=
α Iэ. α
=
М ψ γ –
статический коэффициент передачи по
току в схеме с ОБ. Показывает во сколько
раз постоянный ток коллектора больше
постоянного тока эмиттера. α
= h21Б.
Ток
коллектора имеет еще составляющую Iкб0,
которая протекает в цепи коллектор-база
при Iэ=0 и
не зависит от тока эмиттера. Это
неуправляемый ток коллектора, называется
обратным током коллектора. Итак,
полный ток коллектора Iк=
Iкр+
Iкб0=
α Iэ+
Iкб0.
Т.к. Iкр>
Iкб0,
α=
Iк/
Iэ. Обратный
ток коллектора в цепи базы направлен
навстречу току Iб.рек,
поэтому Iб=
Iб.рек-
Iкб0.
По закону Кирхгофа для общей точки Iэ=
Iк+
Iб.
Откуда Iб=
Iэ-
Iк.
Или Iб=
Iэ(1-
α)-
Iкб0.
В схеме с ОЭ управляющим током будет
ток базы. Т.к. Iэ=
Iк+
Iб,
то ток коллектора запишем в виде Iк=
α Iэ+
Iкб0=
α(Iк+
Iб)
+
Iкб0;
Iк-
α
Iк=
α
Iб+
Iкб0;
Iк(1-
α)= α
Iб+
Iкб0;
![]()
![]()
Обозначим
- коэффициент передачи тока базы в схеме
с ОЭ. β= h21Э.
- неуправляемая
часть тока коллектора в схеме с ОЭ.
Тогда
,
где
- ток коллектора при нулевом токе базы.
Для схемы с ОК выходным является ток
эмиттера. Поэтому
,
,
-
статистический коэф. передачи тока для
схемы с ОК.
