Представити вольт-амперні характеристики біполярних транзисторів

Сімейство вхідних ВАХ встановлюють залежність вхідного струму (бази або емітера) від вхідної напруги Uбе при Uк = const, рис. 4, а. Вхідні ВАХ транзистора аналогічні ВАХ діода у прямому включенні.

Сімейство вихідних ВАХ встановлює залежність струму колектора від напруги на ньому при певному струмі бази або емітера (в залежності від схеми із загальним емітером або загальною базою), рис. 4, б.

Мал. 4. Вольт-амперні характеристики біполярного транзистора: а - вхідні, б – вихідні

а)При U_кэ= 0 ця характеристика являє собою прямугілку вольт-амперної характеристики емітерного переходу. При цьомуколекторнийперехідвиявляєтьсявключеним в прямому напрямку на напругуджерела Е₁ (рис. 3.11, а).

Рис. 3.11. Вихідні характеристики схеми з загальним емітером

При включенніджерелаЕ₂ (U_кэ< 0) характеристика підетрохинижчепопередньої, так якувипадкуU_бэ= 0 (рис. 3.11, б) джерело Е₁відсутнє і через колекторнийперехідпротікає маленький зворотний струмI_к0піддієюджерела Е₂, напрямякого в базіпротилежно тому, коли включеноджерело Е₂.

При включенні Е₁ (U_бэ> 0)цей струм буде зменшуватися, тому що в ланцюзійогопротікання Е₁ і Е₂будутьвключенізустрічно, а потімвінперейде через нуль і буде зростати в позитивному напрямкупіддією. Однак у довідковійлітературіциммалимзначенням струму нехтують, і вхідні характеристики являютьвитікаючими з початку координат.

б) При I_б = 0 ця характеристика є зворотною гілкою вольт-амперної характеристики колекторного переходу. При I_б> 0 характеристики мають велику крутизну в області малих значень U_кэ, так як за умови E₂<E₁ колекторний перехід включений в прямому напрямку; тому опір його незначно і досить невеликої зміни напруги на ньому, щоб струм І_к змінився значно.

Більш того, при U_кэ = 0 всі характеристики крім початкової (I_б = 0) виходять не з початку координат, а нижче, так як струм колекторного переходу в цьому випадку є прямим і має напрямок протилежне по відношенню до звичайного току колектора.
11. Що таке перемикаючі напівпровідникові прилади?

Перемикаючими називають напівпровідникові прилади, вольт-амперна характеристика яких має ділянку з від’ємним диференційним опором і які використовують для перемикання.

До перемикаючих приладів відносять диністори, тиристори, симістори та одноперехідні транзистори.

Тиристор (від грецького thyra – двері + резистор) – це напівпровідниковий прилад, що має багатошарову структуру і ВАХ якого має ділянку з негативним опором. Його використовують як перемикач струму.

Тиристори бувають двоелектродні (або діодні) – диністори та триелектродні (або тріодні) – триністори.

Диністор має чотиришарову структуру. У нього є три р-п переходи, причому два крайні з них зміщені у прямому напрямку, а середній – у зворотному.

Із зростанням напруги на диністорі зростає і струм через диністор І.

При деякому значенні струму, що називається струмом вмикання диністора І_вм, вихідний струм мав би зрости до нескінченності, якби не обмежуюча дія опорунавантаження R_н. Надалі прилад утримується в увімкненому стані за рахунок внутрішнього позитивного зворотного зв'язку.

Для вимикання приладу (переведення його у непровідний стан) струм у його колі повинен стати меншим за струм утримання.

Диністори не знайшли широкого розповсюдження (використовувались для фіксування досягнення напругою певного значення). Зате тріодний тиристор (триністор), який є керованим перемикаючим приладом і частіше називається просто тиристором, став одним з основних елементів енергетичної електроніки. Тиристор – це чотиришаровий перемикаючий прилад, у якого від однієї з базових зон зроблено вивід – керуючий електрод.

Подаючи між керуючим електродом та катодом пряму напругу на р-п перехід, що працює у прямому напрямку, можна регулювати значення напруги вмикання U_вм. Цю головну властивість тиристора демонструє його ВАХ, наведена на мал. 1.

Якщо подати на керуюче коло імпульс прямої напруги тиристор вмикається і залишається увімкненим після зняття сигналу керування.

Вимкнути тиристор можна лише зниженням струму у його анодному колі нижче струму утримання І_ут.

Малюнок 1 – ВАХ тиристора

Симиcтop (симметричный триодный тиристор) или триак (от англ. TRIAC — triodeforalternatingcurrent) — полупроводниковый прибор, являющийсяразновидностью тиристоров и используемый для коммутации в цепях переменного тока. В электронике часто рассматриваетсякакуправляемыйвыключатель (ключ). В отличие от тиристора, имеющего катод и анод, основные (силовые) выводысимистораназывать катодом или анодом некорректно, так как в силу структурысимистораониявляются тем и другим одновременно. Однако по способу включенияотносительноуправляющегоэлектродаосновныевыводысимистораразличаются, причёмимеетместоиханалогия с катодом и анодом тринистора.

Одноперехідний транзистор (ОПТ) — напівпровідниковий прилад з трьома електродами і одним p-n переходом. Одноперехідний транзистор належить до сімейства тиристорів.

Підсилювальні і перемикаючі властивості ОПТ обумовлені зміною опору бази у результаті інжекції у неї неосновних носіїв заряду^[1].

Принцип дії одноперохідного транзистора зручно розглядати, скориставшись еквівалентною схемою, де верхній опір і нижній опір — опори між відповідними виводами бази і емітера, а діодом зображено емітерний р-п-перехід.

Струм, що протікає через опори і , створює на першому з них падіння напруги, яке зміщує діод у зворотному напрямку. Якщо напруга на емітері U_е менше падіння напруги на опорі — діод закритий, і через нього тече тільки струм витоку. Коли ж напруга U_е стає вище за напругу на опорі , діод починає пропускати струм у прямому напрямі. При цьому опір зменшується, що призводить до збільшення струму у ланцюзі діод- , що у свою чергу, викликає подальше зменшення опору . Цей процес протікає лавиноподібно. Опір зменшується швидше, ніж збільшується струм через р-n-перехід, у результаті на вольт-амперній характеристиці одноперехідного транзистора з'являється область від'ємного опору. При подальшому збільшенні струму залежність опору від струму через р-n-перехід зменшується, і при значеннях більших за деяку величину ^I_вимкнопір не залежить від струму (область насичення).

При зменшенні напруги зсуву U_зс вольт-амперна характеристика зміщується вліво і за відсутності його перетворюється у характеристику відкритого р-n-переходу.

Поиск по сайту: