§ 8.4 Маркировка диодов

А ₁ А₂ D X1 X₂ X₃ A₃

A - буква

Х - цифра

D - цифра или буква

А1 е {Г, К, А, И} - определяет материал, из которого сделан диод (германий, кремний, соединения на основе калия, индия).

А₂ е {Д, С, И}:

Д - выпрямительные и импульсные диоды

С - стабилитроны

И - туннельные диоды

Когда А₂ = Д, то:

1. выпрямительный диод с постоянным или средним значением прямого тока не более 0,3 А

2. выпрямительный диод с постоянным или средним значением прямого тока более 0,3 А

4. - импульсный диод с t_восст. > 50 мс.

5. - импульсный диод с t_восст. = 150- 500 мс

6. - импульсный диод с t_восст. = 30 4- 150 мс.

7. - импульсный диод с t_восст. = 5-30 мс.

8. - импульсный диод с t_восст. = 1 4- 5 мс.

9. - импульсный диод с t_восст. < 1 мс.

Цифры X₁ , X₂ , X₃ - порядковый номер разработки технологического типа прибора. Может стоять буква А₃ - классификация по параметрам приборов, изготовленных по единой технологии. Не используются буквы: О,Ч,Ъ,Ь,Ы.

63

Тема 9 Биполярный транзистор

§ 9.1 Назначение, устройство транзистора

и принцип работы биполярного

Биполярный транзистор имеет трехслойную структуру (рисунок 9.1, а) и соответственно три вывода. Среднюю область транзистора называют базой, а крайние — эмиттером и коллектором. Такие транзисторы называют биполярными, потому что перенос тока в них осуществляется носителями заряда двух типов — электронами и дырками.

Концентрация примеси, а

следовательно, и основных носителей заряда самая высокая в эмиттере и малая — в базе; в коллекторной области она может быть такой же, как в эмиттере (рисунок 9.1, б). Базу транзистора выполняют очень тонкой

(несколько микрометров), а коллектор должен позволять отводить теплоту, выделяющуюся при работе прибора.

Кроме транзисторов р-п-р широко применяют транзисторы п-р-п.

Биполярный транзистор имеет два р-п перехода — эмиттерный П1 и коллекторный П2 и два запирающих слоя с контактными разностями потенциалов U_к1 и U_к2 (рисунок 9.1, в). Напряженности Е_к1 и Е_к2 электрических

Рисунок 9.1 – Структура (а), распределение концентрации носителей заряда (б) и зонная диаграмма (в) биполярного транзистора p-n-p

полей в запирающих слоях обусловлены U_к1 и

U_к2. Ширина переходов l₀₁ и l₀₂, а ширина

базовой области l_Б.

В зависимости от выполняемых в

схеме функций транзисторы могут работать в трех режимах: активном, насыщения и отсечки.

В активном режиме транзисторы используют для усиления электрических сигналов с минимальными искажениями формы. При этом на эмиттерный П1 и коллекторный П2 переходы подают внешнее напряжение соответственно в прямом и обратном направлениях (рисунок 9.2, а).

Рисунок 9.2 – Схемы включения транзистора с ОБ (а) и каскада усиления на нем (б)

64

65

Под действием напряжения эмиттер - база U_ЭБ основные носители заряда эмиттера (дырки) преодолевают эмиттерный переход. Навстречу им диффундирует значительно меньшее количество основных носителей базы (электронов), поскольку концентрация примеси в базе намного меньше, чем в эмиттере. Часть дырок эмиттера рекомбинирует с электронами вблизи перехода П1, а остальные инжектируются (впрыскиваются) в базовую область.

Биполярные транзисторы в зависимости от механизма переноса тока через базу делятся на две группы — бездрейфовые и дрейфовые. Для бездрейфовых транзисторов характерно равномерное распределение примеси в базе и, как следствие, отсутствие в ней электрического поля. Поэтому в таких транзисторах дырки преодолевают базу в основном посредством диффузии. В дрейфовых транзисторах примесь в базе распределена неравномерно: по мере удаления от эмиттерного перехода ее концентрация уменьшается. Поэтому постоянно существующее в базе электрическое поле способствует дрейфу неосновных носителей от эмиттерного перехода к коллекторному.

На пути к коллекторному переходу часть дырок эмиттера рекомбинирует с электронами базы (в реальных транзисторах 0,1—0,001 дырок, покинувших эмиттер). Остальные достигают коллекторного перехода, на который подано обратное напряжение коллектор — база Uкб, и с ускорением перебрасываются в коллектор электрическим полем перехода

П2.

Таким образом, основные носители заряда, покидающие эмиттер, частично теряются в переходе П1 и базе на рекомбинацию. Эти потери

составляют ток базы I_Б. Остальные достигают коллектора, рекомбинируя с электронами, поступающими в него из внешней цепи в виде электронного тока i _K коллектора. Перевод дырок из эмиттерной области в область базы восполняется генерацией пар электрон - дырка в эмиттере и отводом электронов во внешнюю цепь в виде электронного тока iэ эмиттера.

Токи транзистора, работающего в активном режиме, связаны

соотношением I _Э = I _Б + I_К, т. е. I_э= I_Б + I_K. При изменении тока эмиттера на Iэ соответственно изменяются токи базы на Iб и коллектора на Iк.

Так, если на эмиттерный переход подать кроме постоянного напряжения U_ЭБ переменное напряжение сигнала U_ЭБ (рисунок 9.2, б), в эмиттерной цепи появится ток I_Э±I_Э. Соответственно в коллекторном токе появится переменная составляющая I _К±I _К. При включении в цепь коллектора резистора нагрузки Rк на нем образуется падение напряжения U_RK±AU_RK, переменная составляющая AU_RK которого во много раз большая входного сигнала U_ЭБ, будет усиленным сигналом.

В режиме насыщения прямое напряжение подают на оба перехода транзистора и его сопротивление уменьшается почти до нуля. В этом режиме транзистор эквивалентен замкнутому контакту реле и используется для подключения нагрузки к источнику питания.

В режиме отсечки на оба перехода транзистора подают обратные напряжения, т. е. транзистор закрыт и обладает высоким сопротивлением. В этом режиме он эквивалентен разомкнутому контакту реле.

Чередуя режимы насыщения и отсечки, можно коммутировать различные электрические цепи без разрыва и, следовательно, без искрения контактов. Режимы насыщения и отсечки используют в импульсных схемах. Большую часть времени транзисторы в этих схемах работают в режимах насыщения и отсечки, а при переходе из режима в режим — незначительное время в активном режиме.