Научная работа включает 33 страниц, 18 иллюстраций и 3 использованных литературных источников

• Название: Научная работа включает 33 страниц, 18 иллюстраций и 3 использованных литературных источников
• Дата: 27.04.2023
• Размер: 0.93 Mb.
• Имя файла: 12_100229_1_48635.doc
• Тип: Научная работа; #1092838
• страница: 7 из 9

3.Транзисторы

Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, состоящий из трёх областей с чередующимися типами электропроводности, пригодный для усиления мощности.

Эти области разделяются электронно-дырочными переходами(э-д переходами). Особенность транзистора состоит в том, что между его э-д переходами существует взаимодействие - ток одного из электродов может управлять током другого. Такое управление возможно, потому что носители заряда, инжектированные через один из э-д переходов могут до другого перехода, находящегося под обратным напряжением, и изменить его ток.

Каждый из переходов транзистора можно включить либо в прямом, либо в обратном направлении. В зависимиости от этого различают три режима работы транзистора:

1.Режим отсечки - оба э-д перехода закрыты, при этом через транзистор обычно идёт сравнительно небольшой ток;

2.Режим насыщения - оба э-д перехода открыты;

3.Активный режим - один из э-д переходов открыт, а другой закрыт.

В режиме отсечки и режиме насыщения управление транзистором почти отсутствует. В активном режиме такое управление осуществляется наиболее эффективно, причём транзистор может выполнять функции активного элемента электрической схемы.

Область транзистора, расположннная между переходами называется базой(Б). Примыкающие к базе оласти чаще всего делают неодинаковыми. Одну из них изготовляют так, чтобы из неё наиболее эффективно происходила инжекция в базу, а другую - так, чтобы соответствующий переход наиличшим образом осуществлял экстракцию инжектированных носителей из базы.

Область транзистора, основным назначением которой является инжекция носителей в базу, называют эмиттером(Э), а соответствующий переход эмиттерным.

Область, основным назначением которой является экстракцией носителей из базы - коллектор(К), а переход коллекторным.

Если на Э переходе напряжение прямое, а на К переходе обратное, то включение транзистора считают нормальным, при противоположной полярности - инверсным.

Основные характеристики транзистора определяются в первую очередь процессами, происходящими в базе. В зависимости от распределения примесей в базе может присутствовать или отсутстввать электрическое поле. Если при отсутствии токов в базе существует электрическое поле, которое способствует вижению неосновных носителей заряда от Э к К, то транзистор называют дрейфовым, усли же поле в базе отсутствует - бездрейфовый(диффузионный).

3.1. Принцип работы транзистора

Когда ключ разомкнут, ток в цепи эмиттера(далее Э) отсутствует. При этом в цепи коллектора(К) имеется небольшой ток, называемый обратным током К и обозначаемый Iкбо. Этот ток очень мал,так как при обратном смещении К перехода потенциальный барьер велик и непреодолим для основных носителей- дырок коллектора и свободных электронов базы. К легирован примесью значительно сильнее, чем база. Вследствие этого неосновных носителей в коллекторе значительно меньше, чем в базе, и обратный ток К создаётся главным образом неосновными носителями: дырками, генерируемыми в базе в результате тепловых колебаний, и электронами, генерируемыми в К.

Замыкание ключа в цепи Э приводит к появлению тока в этой цепи, так как смещение эмиттерного p-n перехода в прямом направлении понижает потенциальный барьер для дырок, переходящих из Э в Б, и для электронов переходящих иэ Б в Э. Мы рассматриваем только дырки так как только они создают пририщение коллекторного тока. Говорят что дырки инжектируются в базу.

В базе обыкновенного транзистора электрическое поле отсутствует, поэтому дальнейшее движение инжектированых дырок определяется процессом диффузии. Так как толщина базы транзистора много меньше длины свободного пробега дырки до рекомбинации, то большая часть инжектированных дырок достигает коллекторного перехода, благодаря чему коллекторный ток усиливается. Лишь очень небольшая часть дырок рекомбенирует.

3.2.Параметры транзистора как элемента цепи

Транзистор является управляемым элементом цепи. Если на входе транзистора нет управляющего сигнала , то является пассивным элементом. Если к входу транзистора приложено переменное напряжение ,то транзистор приобретает свойства активного элемента и отдаёт мощность нагрузке. В усилительном режиме на входе транзистора действует переменное напряжение, поэтому он является активным четырёхполюсником.

Если переменные напряжения на переходах транзистора достаточно малы, токи в нём оказываются линейными функциями этих напряжений. Транзистор можно рассматривать как линейный четырёхполюсник.

Переменные величины i1, u1, i2, u2, характеризующие электрические свойства транзистора, взаимно связаны. Если любые две из них заданы, то оставшиеся определяются однозначно по параметрам транзистора. За независимые переменные можно принять две любые из этих величин, а две другие - представить в виде функции независимях переменных.

Параметры холостого хода транзистора (z-параметры)

Параметры короткого замыкания (y-параметры)

Смешанная система параметров (h-параметры)