Коэффициенты усиления биполярного транзистора

Схема включения	Коэффициент усиления
по току	по напряжению	по мощности
С общей базой	, a < 1	, а так как RН » 1…10 кОм, Rвх » 1…10 Ом, тогда KU » 100…1000
С общим коллектором
С общим эмиттером

24 –

25.

Найпоширенішим способом увімкнення транзистора, який найчастіше

використовують на практиці, є увімкнення його за схемою зі спільним

емітером, коли вхідна напруга прикладається до емітерно-базового переходу, а

вихідна знімається з опору навантаження, ввімкненого в коло колектора.

Потенціал емітера – фіксований і потенціали на базі та колекторі

відраховуються від нього (рис. 3.3, б).

При такому увімкненні входом транзистора стає база, а вхідними струмом

і напругою – відповідно ІБ та UБЕ.

Вхідні й вихідні вольт-амперні характеристики транзистора, ввімкненого

за схемою з спільним емітером, наведені на рис. 3.5, а та б відповідно.

Вхідна характеристика віддзеркалює зв`язок між струмом бази Iб і

напругою між базою й емітером Uбе при постійній напрузі на колекторі

відносно емітера Uкe =const .

Розглянемо вхідну характеристику транзистора при Uке=0. По суті,

транзистор у цьому випадку можна розглядати як два паралельно ввімкнені

діоди. Емітер має додатний потенціал відносно бази. Потенціал колектора

відносно бази також додатний, оскільки він дорівнює потенціалу емітера, тобто

обидва “діоди” зміщені в прямому напрямі. Тому вхідна характеристика в

цьому випадку є ВАХ двох p-n переходів, ввімкнених паралельно.

а) б)

Рисунок 3.5 – ВАХ транзистора в схемі з СЕ:

а) вхідні;

б) вихідні.

При збільшенні колекторної напруги Uке на колекторному переході

з’являється зворотна напруга, а на емітерному – зберігається пряма напруга.

Струм бази в цьому режимі, обумовлений процесом рекомбінації неосновних

носіїв в базі, дорівнює різниці емітерного і колекторного струмів.

Вихідною або колекторною ВАХ транзистора в схемі СЕ називається

залежність колекторного струму Ік від напруги Uке , яка знята при незмінному

струмі бази I б =const (рис. 3.5, б).

На більшій частині вихідної ВАХ при |Uке|>|Uке нас| струм колектора

незначно залежить від напруги Uке (полога ділянка ВАХ). Як і в схемі з СБ на

цій ділянці транзистор можна вважати керованим джерелом струму, тобто

джерелом Ік , значення якого можна змінювати шляхом зміни Іб .

Невеликий нахил пологої ділянки ВАХ (але більший ніж для схеми СБ)

обумовлений ефектом Ерлі.

На крутій ділянці (|Uке|<|Uке нас|) між колектором і базою діє мала напруга і

при Uке=Uке нас=Uбе напруга Uкб=Uке–Uбе змінює свій знак. При подальшому

зменшенні Uке до нуля колекторний перехід буде під прямою напругою.

Назустріч потоку дірок із емітера в базу рухається потік дірок із колектора в

базу. В результаті колекторний струм різко падає. На цій ділянці ВАХ

транзистор втрачає підсилювальні властивості. Ця частина ВАХ

використовується при реалізації ключового режиму роботи транзистора.

Режимы работы биполярного транзистора [править]

Нормальный активный режим[править]

Переход эмиттер-база включен в прямом направлении (открыт), а переход коллектор-база — в обратном (закрыт)
U_ЭБ>0;U_КБ<0 (для транзистора p-n-p типа, для транзистора n-p-n типа условие будет иметь вид U_ЭБ<0;U_КБ>0);

Инверсный активный режим[править]

Эмиттерный переход имеет обратное включение, а коллекторный переход — прямое.

Режим насыщения[править]

Оба p-n перехода смещены в прямом направлении (оба открыты). Если эмиттерный и коллекторный р-n-переходы подключить к внешним источникам в прямом направлении, транзистор будет находиться в режиме насыщения. Диффузионное электрическое поле эмиттерного и коллекторного переходов будет частично ослабляться электрическим полем, создаваемым внешними источниками Uэб и Uкб. В результате уменьшится потенциальный барьер, ограничивавший диффузию основных носителей заряда, и начнется проникновение (инжекция) дырок из эмиттера и коллектора в базу, то есть через эмиттер и коллектор транзистора потекут токи, называемые токами насыщения эмиттера (IЭ.нас) и коллектора (IК.нас).

Режим отсечки[править]

В данном режиме оба p-n перехода прибора смещены в обратном направлении (оба закрыты). Режим отсечки транзистора получается тогда, когда эмиттерный и коллекторный р-n-переходы подключены к внешним источникам в обратном направлении. В этом случае через оба р-n-перехода протекают очень малые обратные токи эмиттера (IЭБО) И коллектора (IКБО). Ток базы равен сумме этих токов и в зависимости от типа транзистора находится в пределах от единиц микроампер — мкА (у кремниевых транзисторов) до единиц миллиампер — мА (у германиевых транзисторов).

Барьерный режим[править]

В данном режиме база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через небольшой резистор с его коллектором, а в коллекторную или в эмиттерную цепь транзистора включается резистор, задающий ток через транзистор. В таком включении транзистор представляет из себя своеобразный диод, включенный последовательно с токозадающим резистором. Подобные схемы каскадов отличаются малым количеством комплектующих, хорошей развязкой по высокой частоте, большим рабочим диапазоном температур, нечувствительностью к параметрам транзисторов.

Польовий транзистор (ПТ) - це транзистор, струм в якому створюють

основні носії заряду під дією поздовжнього електричного поля, а керування

струмом здійснюється поперечним полем, яке створюється напругою не

керуючому електроді. Робота польових транзисторів базується на дрейфі носіїв

заряду одного знаку в поздовжньому електричному полі через керований канал

n або p типу.

Полевые транзисторы бывают с изолированным затвором (MOSFET, МОП) (первая буква индекса на картинке 'A') и с p-n переходом (первая буква индекса на картинке 'B'). Прибор с изолированным затвором может работать при любой полярности напряжения на затворе, так как затвор изолирован от канала. Прибор с p-n переходом работает, только если p-n переход не проводит электрический ток, то есть прямое напряжение не может превышать нескольких десятых вольта.

Полевые транзисторы бывают с каналом n - типа (вторая буква индекса на картинке 'A') и p - типа (вторая буква индекса на картинке 'B'). n - канальные транзисторы работают, когда напряжение на истоке меньше напряжения на стоке, p - канальные, наоборот, когда напряжение на истоке больше напряжения на стоке. На затвор n - канального полевого транзистора с p-n переходом нужно подавать отрицательное напряжение относительно истока, на затвор p - канального - положительное.

На изображении обозначены: (1) - сток, (2) - исток, (3) - затвор, (4) - подложка. Когда подложка соединена с истоком, это соединение показывается на изображении.

n - канальные полевые транзисторы с изолированным затвором могут быть обедненного типа и обогащенного типа. Обедненные полевые транзисторы проводят ток, только если напряжение на затворе выше, чем на истоке. Обогащенные перестают проводить ток (запираются) при некотором отрицательном напряжении на затворе относительно истока.

р - канальные полевые транзисторы бывают только обогащенными. Они перестают проводить ток (запираются) при некотором положительном напряжении на затворе относительно истока.

Принцип работы

С - сток, И - исток, З - затвор
1.На затворе нету потенциала, подаём разность потенциалов на сток и исток(допустим на сток + а на исток -, хотя без разницы) на исток. Ток при этом проходит через транзистор, точнее через n+ слой, так как имеются носители заряда - электроны. Ток через p слой не течёт вследствие подсоединения к нему отрицательного потенциала напряжения от истока.(этот случай соответствует рисунку)
2.Уменьшаем потенциал затвора (U<0), за счёт эффекта поля отрицательное напряжение на затворе отталкивает отрицательно заряженные электроны под затвором подальше от затвора, канал при этом сужается, пока вовсе не исчезает вследствие полного обеднения n слоя под затвором электронами, которые являются единственными носителями заряда.Пороговое напряжение, при котором канал полностью исчезает называется напряжением отсечки.
Тока через транзистор нет.
(как нетрудно догадаться рисунок в этом случае видоизменится таким образом - канал исчезнет а глубина n слоя под истоком и стоком увеличится)
3.Увеличиваем потенциал затвора(U>0), при положительном потенциале вследствие того же эффекта поля положительный потенциал уже притягивает электроны, поэтому канал расширяется за счёт электронов под истоком и стоком и ток при напряжении насыщения становится максимальным. Нетрудно догадаться, что при максимальном токе глубина n слоя везде одинакова.

Основные параметры полевых транзисторов

Поиск по сайту: