29. Варикапы. Принцип работы, основные параметры и применение.

Варикапами называют полупроводниковые диоды, в которых используется зависимость барьерной емкости р-n перехода от обратного напряжения. Они применяются в качестве конденсатора с электрически управляемой емкостью. Вторым элементом обозначения варикапов является буква "В". Варикапы делятся на подстроечные и умножительные, или варакторы. Условное графическое изображение варикапа показано на рис. 2.9. Подстроечные варикапы используются, например, для изменения резонансной частоты колебательных систем. На рис. 2.10 изображен колебательный контур, перестраиваемый с помощью варикапа. В этой схеме конденсатор С предотвращает замыкание напряжения смещения через индуктивность. Его емкость обычно значительно превышает емкость вариикапа - диода VD1. Поэтому резонансная частота контура определяется по формуле

30. Эквивалентные схемы полупроводниковых диодов для малого переменного сигнала, низкой и высокой частоты. Физическое содержание элементов схемы, методы определения.

31. Определение и классификация транзисторов.

Транзистором называется электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним или несколькими электрическими переходами, имеющий три или более выводов, способный усиливать и генерировать колебания различных видов / 1 - 9/.

Биполярным транзистором называют транзистор, имеющий два близкорасположенных и взаимодействующих электронно-дырочных перехода.

Ток в таких транзисторах переносится двумя типами носителей – дырками и электронами.

Биполярные транзисторы подразделяются на две группы: 1) бездрейфовые биполярные транзисторы, в которых перенос носителей заряда от эмиттера к коллектору через базу осуществляется за счет градиента концентрации; 2) дрейфовые биполярные транзисторы, у которых в базе создается электрическое поле за счет неравномерного внесения примесей вдоль базы, ускоряющее перенос носителей заряда от эмиттера к коллектору.

Биполярные транзисторы классифицируются по обозначению. В соответствии с существующим государственным стандартом они обозначаются буквенно-цифровой кодовой группой. Первый элемент кодового обозначения – цифра или буква определяют материал полупроводника (1 (Г) – германий; 2 (К) – кремний; 3 (А) – арсенид галлия; 4 (И) – индий и его соединения). Второй элемент кодовой группы – буква обозначает тип транзистора (Т – биполярный транзистор; П – полевой транзистор). Третий элемент кодовой группы – цифра служит для определения мощности и диапазона рабочих частот транзистора. С четвертого по шестой элементы кодовой группы – цифры показывают номер разработки транзистора. Седьмой элемент кодовой группы – буква (от А до Я) определяет различие по параметрам группы приборов, выполненных по единой технологии.

32. Биполярный бездрейфовый транзистор. Устройство и степени легирования областей. Схемы включения транзисторов. Коэффициенты усиления - Кi, Ku, Kp.

Биполярным транзистором называют транзистор, имеющий два близкорасположенных и взаимодействующих электронно-дырочных перехода.

Ток в таких транзисторах переносится двумя типами носителей – дырками и электронами.

Биполярные транзисторы подразделяются на две группы: 1) бездрейфовые биполярные транзисторы, в которых перенос носителей заряда от эмиттера к коллектору через базу осуществляется за счет градиента концентрации; 2) дрейфовые биполярные транзисторы, у которых в базе создается электрическое поле за счет неравномерного внесения примесей вдоль базы, ускоряющее перенос носителей заряда от эмиттера к коллектору.

Биполярные транзисторы классифицируются по обозначению. В соответствии с существующим государственным стандартом они обозначаются буквенно-цифровой кодовой группой. Первый элемент кодового обозначения – цифра или буква определяют материал полупроводника (1 (Г) – германий; 2 (К) – кремний; 3 (А) – арсенид галлия; 4 (И) – индий и его соединения). Второй элемент кодовой группы – буква обозначает тип транзистора (Т – биполярный транзистор; П – полевой транзистор). Третий элемент кодовой группы – цифра служит для определения мощности и диапазона рабочих частот транзистора. С четвертого по шестой элементы кодовой группы – цифры показывают номер разработки транзистора. Седьмой элемент кодовой группы – буква (от А до Я) определяет различие по параметрам группы приборов, выполненных по единой технологии. Биполярный транзистор состоит из пластинки монокристалла полупроводника, имеющий три области с чередующимся типами проводимости. В зависимости от порядка чередования областей различают транзисторы типов p-n-p и n-p-n. Физические процессы в обоих типах транзисторов одинаковы и отличаются они лишь полярностью источников питания и типом носителей, образующих ток через транзистор / 1 – 4 /.

Одну из крайних областей транзистора легируют примесями сильнее. Эта область работает, как правило, в режиме инжекции и называется эмиттером. Средняя область слабо легирована примесями и называется базой, а другая крайняя область – коллектором. Коллектор служит для экстракции носителей заряда из базовой области, поэтому по размерам он больше эмиттера. В биполярных транзисторах обычно выполняется условие: N_э > N_к >> N_б; = (0,1 ÷ 0,3) L.

33. Токи в транзисторе. Коэффициент передачи транзистора по току в схеме с общей базой . Его зависимость от материала полупроводника, степени легирования областей и конструктивных особенностей транзистора.

Электронно-дырочный переход между эмиттером и базой называется эмиттерным, а между коллектором и базой – коллекторным. В нормальном усилительном режиме на эмиттерный переход подается прямое напряжение, на коллекторный – обратное (на рис.1 приведена схема включения биполярного транзистора p-n-p типа). Носители заряда от эмиттера к коллектору через базу движутся несколько расходящимся пучком, поэтому площадь коллекторного перехода конструктивно выполняется больше площади эмиттерного перехода, чтобы обеспечить наилучшие условия передачи носителей заряда от эмиттера коллектору. Часть базы, которая непосредственно участвует в переходе носителей заряда от эмиттера к коллектору, получила название активной области базы, а часть базы, которая не участвует в передаче носителей заряда от эмиттера к коллектору, получила название пассивной области базы.

При подаче положительного напряжения на эмиттерный переход транзистора p-n-p высота потенциального барьера эмиттерного перехода понижается, и эмиттер будет инжектировать дырки в базу. Через прямосмещенный эмиттерный переход протекает ток эмиттера : где I_ЭО - дрейфовая составляющая тока, - диффузионная составляющая тока. Поскольку , то и . Диффузионный ток образуется дырками, инжектируемыми из эмиттера в базу и электронами, переходящими из базы в эмиттер. За счет градиента концентрации дырки диффундируют через область базы к коллектору. В транзисторе толщина базы значительно меньше диффузионной длины дырок , поэтому большая часть дырок достигнет коллекторного перехода. Так как на коллектор подается отрицательное напряжение, то потенциальный барьер возрастает и коллектор работает в режиме экстракции. Дырки, дошедшие до коллекторного перехода, увлекаются полем перехода и создают ток коллектора , величина которого пропорциональна эмиттерному току I_э.

Дырочная составляющая эмиттерного тока I_эр протекает по цепи эмиттер-коллектор-нагрузка (рис.1), т.е. участвует в процессе усиления. Электронная же составляющая тока эмиттера I_эn замыкается в цепи эмиттер-база и не участвует в процессе усиления. Следовательно, эмиттер будет тем эффективнее, чем большая часть общего тока через него будет переноситься дырками.