Транзистор – основа построения электронных систем - Лекция

Биполярным транзистором называют полупроводниковый прибор с двумя р-п переходами и тремя выводами. Один переход при работе всегда открыт. Причем один диод у транзистора всегда открыт и его называют эмиттерным переходом. Второй переход всегда закрыт и его называют коллекторным переход. Эмиттер, как открытый диод, инжектирует в базу носители (для транзистора р-n-р это дырки, а для n-р-n это электроны), число которых определяет величину эмиттерного тока Іэ.Основными ВАХ транзистора являются: - семейство входных характеристик Івх=f(Uвх) при Uвых=const;2.3 приведены семейства вольтамперных характеристик транзистора, включенного по схеме с общей базой. Входную характеристику транзистора приводят обычно для двух значений напряжения на коллекторе 0 и 5 В. Остальные характеристики не приводят (рис.Рассмотрим схему включения транзистора, приведенную на рис. 2.4. Запишем уравнения электрического состояния для входного 1 и выходного 2 контуров по второму закону Кирхгофа

(3)

Эти уравнения прямых легко построить через две произвольно выбранные точки. Так две точки (Іэ = Еэ/Rэ, Uэб = 0), (Іэ = 0, Uэб = Еэ) в координатной сетке входной характеристики, и две точки (Ік = Ек/Rk, Uкб = 0); (Ik = 0, Uкб = Ек) в координатной сетке выходной характеристики принадлежат прямым системы уравнений (2.3). Ясно, что решений (точек пересечений) на графике семейства выходных характеристик получается великое множество. Рассмотрим точки Н, А и О рис. 2.5, характерные для практического применения транзистора.Точка О имеет координаты Ік = 0 МА и Uкб = Ек В и транзистор в этом режиме так же не потребляет мощность Р = Ік ? Uкб = 0.Мы привыкли к аналитическому решению, так как умеем определить поведение функции в интервалах изменения ее переменных. По этой причине для вычисления коэффициентов усиления транзисторов вводят числовые параметры транзисторов, считая входные и выходные сигналы настолько малыми, что характеристики (вблизи точки А) практически линейны. Для точки А графически можно определить производные (тангенс угла наклона касательной в точке А на входной или выходной характеристиках). Наибольшее применение нашли параметры, физическая сущность которых ясна по их размерности: h11 = DUBX/DIBX при Uвых = const - входное дифференциальное сопротивление транзистора (оно в зависимости от способа включения транзистора составляет десятки Ом - единицы КОМ); Этот коэффициент связан с коэффициентом h21ОБ = a передачи тока в схеме с общей базой соотношениемПродифференцируем уравнения системы (4), заменив в них Еэ на входной сигнал Uвх, а Ек считаем неизменным во времени: (5)Это приводит к необходимости брать большие величины разделительных емкостей, и особенно большие емкости в цепи термостабилизации. Емкости существенно влияют на габариты аппаратуры. В частности, часто требуется ставить механические приспособления для крепления деталей.В отличие от биполярного транзистора в нем используется канал проводимости так, как показано на рис. Полевые транзисторы бывают с каналом p (рис. Вид канала определяет полярность запирающего напряжения затвор - исток. Если к затвору З относительно истока И приложить напряжение UИЗ, то около области n образуется обедненная зарядами область (на рис.Диэлектрик обеспечивает огромную величину сопротивление промежутка затвор-исток, обеспечивая тем самым огромное входное сопротивление транзистора.Транзисторы со встроенным каналом имеют подложку типа p (рис. В подложку встроен канал типа n. Затвор от канала изолирован слоем диэлектрика (заштрихованная часть на рис.При изготовлении этих транзисторов проводящий канал не делают. При нулевом напряжении затвора тока в транзисторе нет, и он находится в режиме отсечки тока.Характеристики полевых транзисторов обычно не используют для расчета схем. Наибольшее применение нашел способ аналитического расчета с использованием числовых параметров транзисторов. Расчет производится так же, как и для схем с электровакуумными лампами и транзисторными элементами.

Содержание

1. Транзистор - основа построения электронных систем

1.1. Основные понятия

1.2. Вольтамперные характеристики транзистора

1.3. Семейства вольтамперных характеристик транзистора, включенного по схеме с общей базой

1.4. Последовательность графоаналитического анализа транзисторных схем

1.5. Режимы работы транзисторов и их практическое значение

1.6. Параметры транзисторов и их определение по вольтамперным характеристикам

1.7. Порядок расчета транзисторных усилителей с использованием h - параметров

1.8. Полевые транзисторы

1.8.1. Недостатки биполярных транзисторов

1.8.2. Устройство и принцип работы полевых транзисторов

1.8.3. Полевые транзисторы типа МДП

1.8.4. Полевые транзисторы со встроенным каналом

1.8.5. Полевые транзисторы с индуцированным каналом

1.8.6. Параметры полевых транзисторов

1. Транзистор - основа построения электронных систем

1.1 Основные понятия