10. Биполярный транзистор (бт). Основные параметры и характеристики.

Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы (n (negative) — электронный тип примесной проводимости, p (positive) — дырочный). В биполярном транзисторе, в отличие от других разновидностей, основными носителями являются и электроны, и дырки.

Э лектрод, подключённый к центральному слою с малой толщиной, называют базой, электроды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмиттером. Главное отличие коллектора — бо́льшая площадь p — n-перехода.

Режимы работы:

• Н ормальный активный режим. Переход эмиттер-база включен в прямом направлении (открыт), а переход коллектор-база — в обратном (закрыт)

UЭБ>0;UКБ<0;

• Инверсный активный режим. Эмиттерный переход имеет обратное включение, а коллекторный переход — прямое.

• Режим насыщения. Оба p-n перехода смещены в прямом направлении (оба открыты).

• Режим отсечки. В данном режиме оба p-n перехода прибора смещены в обратном направлении (оба закрыты).

• Барьерный режим. 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 диод, включенный последовательно с резистором. Подобные схемы каскадов отличаются малым количеством комплектующих, хорошей развязкой по высокой частоте, большим рабочим диапазоном температур, неразборчивостью к параметрам транзисторов.

Основные параметры:

• Коэффициент передачи по току

• Входное сопротивление

• Выходная проводимость

• Обратный ток коллектор-эмиттер

• Время включения

• Предельная частота коэффициента передачи тока базы

• Обратный ток коллектора

• Максимально допустимый ток

• Граничная частота коэффициента передачи по схеме с общим эмиттером

11. Биполярный транзистор. Схема с общим эмиттером.

При схеме включения биполярного транзистора с общим эмиттером (ОЭ) входной сигнал подаётся на базу, а снимается с коллектора. При этом выходной сигнал инвертируется относительно входного. Каскад усиливает и ток, и напряжение. Данное включение транзистора позволяет получить наибольшее усиление по мощности, поэтому наиболее распространено. Однако при такой схеме нелинейные искажения сигнала значительно больше. При данной схеме включения на характеристики усилителя значительное влияние оказывают внешние факторы, такие как напряжение питания, или температура окружающей среды. Обычно для компенсации этих факторов применяют отрицательную обратную связь, но она снижает коэффициент усиления.

Токи в транзисторе связаны соотношениями:

Iвых = Iк

Iвх = Iб

Uвх = Uбэ

Uвых = Uкэ

— коэффициент усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером,

— коэффициент передачи тока эмиттера.

• Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iк/Iб=Iк/(Iэ-Iк) = α/(1-α) = β [β>>1]

• Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iб

• Достоинства:

• Большой коэффициент усиления по току

• Большой коэффициент усиления по напряжению

• Наибольшее усиление мощности

• Можно обойтись одним источником питания

• Выходное переменное напряжение инвертируется относительно входного.

• Недостатки:

• Худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой