Вольт-амперная характеристика диода

Как видно из приведенной характеристики, обратный ток _обр относительно мало изменяется до приближения к предельному значению, называемому напряжением пробоя U_BR . Увеличение обратного напряжения свыше U_BR сопровождается резким возрастанием обратного тока _обр , которое объясняется лавинообразным увеличением носителей заряда в р–n-переходе (лавинный пробой).

Прямая ветвь вольт-амперной характеристики диода может быть аппроксимирована прямой линией. Отрезок, отсекаемый этой линией на оси абсцисс, равен пороговому напряжению U₀ , а котангенс угла , под которым эта линия пересекает ось абсцисс, представляет собой дифференциальное сопротивление _д . В этом случае значения прямого напряжения U_пр и тока i_пр связаны линейной зависимостью:

U_пр = U₀ + i_{пр д}

где U_пр – прямое падение напряжения на диоде; U₀ – начальное или пороговое падение напряжения; i_пр–значение прямого тока; _д =ctg – дифференциальное сопротивление.

Для силовых вентилей электровозов начальное падение напряжения находится в диапазоне значений 0,6–1,0 В, а дифференциальное сопротивление – в пределах 0,0005…0,0025 Ом.

34.Биполярный транзистор состоит из трех областей: Левая n-область полупроводника называется эмиттерной (она эмиттирует электроны), правая n-область называется коллекторной (она собирает электроны), а средняя область называется базовой (она является общей для эмиттерной и коллекторных областей полупроводника). Соответственно выводы из этих областей называются эмиттером, коллектором и базой транзистора.

В зависимости от типа проводимости этих областей, выделяют n-p-n и p-n-p транзисторы. Обычно область коллектора шире, чем эмиттера. Базу изготавливают из слаболегированного полупроводника (из-за чего она имеет большое сопротивление) и делают очень тонкой.

35.Биполярный транзистор представляет собой соединение двух p-n переходов, левый из которых называется эмиттерным p - n переходом, а правый – коллекторным p - n переходом

36.При воздействии на транзистор больших по величине сигналов р-n переходы транзистора при расчётах могут быть заменены двумя встречно включёнными диодами. Упрощенная эквивалентная схема в этом случае представлена на рис.2.21б, а на рис.2.21в представлено изображение биполярного транзистора в электрических схемах.

37.Изобретение американским учёным Шокли и его коллегами в 1948 году биполярного транзистора (это изобретение по многим опросам уверено входит в пятёрку самых выдающихся изобретений ХХ века) состояло в том, что два p-n перехода удалось соединить в один прибор при выполнении одновременно двух условий:

1.Проводимость эмиттерной области была существенно больше проводимости базовой области, т.е. концентрация электронов в эмиттерной зоне была много больше концентрации дырок в базовой зоне.

2.Толщина базовой области, т.е. расстояние между эмиттерным и коллекторным переходами транзисторов было достаточно малым (в современных биполярных транзисторах оно порядка 1 мкм).

Совпадение двух названных условий позволило создать биполярный транзистор – активный прибор, обеспечивающий получение на выходе электрического сигнала большего по мощности, чем входной.

Для того, чтобы транзистор мог усиливать электрический сигнал, т.е. работать в активном режиме, эмиттерный переход транзистора нужно сместить в прямом направлении, а коллекторный – в обратном. Это можно сделать, в частности, при включении транзистора по схеме с общей базой (рис.2.22). При этом источник Е_Эсмешает эмиттерный переход в прямом направлении, а источник Е_К смещает коллекторный переход в обратном направлении. Эти два источника включены последовательно, причём их средняя точка присоединена к общей шине питания, к которой и присоединена база транзистора. Именно поэтому такое включение транзистора называется схемой с общей базой.

рис.2.22

38.Большая часть электронов, попадающая в тонкую базовую область транзистора, при своём движении может оказаться в зоне коллекторного перехода, в котором положительное напряжение источника Е_К заставит их пройти р-n переход .Возникнет коллекторный ток I_К (заметим, что если не будет эмиттерного тока, то коллекторного тока также не будет, т.к. коллекторный р-n переход закрыт с помощью источника Е_К). Меньшая часть электронов, попадающих в базу, не дойдёт до коллектора, т.к. электроны могут рекомбинировать с дырками базовой области (происходит взаимное уничтожение электронов и дырок).

39.При смещении эмиттерного перехода в прямом направлении через него пойдёт эмиттерный ток I_Э. Этот ток будет состоять из потока электронов из эмиттерной области в базовую I_n и потока дырок из базовой области в эмиттерную I_p: I_Э=I_n+I_p. Поскольку проводимость эмиттерного перехода много больше проводимости слоя базы, можно пренебречь током дырок I_p и считать, что I_Э<I_n.

40.

Источник Е_Э смещает эмиттерный переход в прямом направлении, а источник Е_К смещает коллекторный переход в обратном направлении. Эти два источника включены последовательно, причём их средняя точка присоединена к общей шине питания, к которой и присоединена база транзистора. Именно поэтому такое включение транзистора называется схемой с общей базой.

Достоинства

· Хорошие температурные и частотные свойства.

· Высокое допустимое напряжение

Поиск по сайту: