8. Биполярный тр-р.

В создании тока участвуют e^- и дырки.

2 – перехода П1 и П2 (П1 в прямом направлении)

+ на К > чем + на Б

К онц-ия носителей в Э >> конц-ии р в базе – ток есть.

Принцип действия:

Прямое поле δ – Э, e^- эмиттера инжентируются в обл. Б. Часть e^- - на границе рекомбинируют с дырками Б создавая дырча. ток базы, остальные e^- свобода диффундируют в пространстве базы и они легко достигают 2-го перехода и подхват. полем U и устремляются и U создавая коллектор. ток.

Ток Э состоит из 2 токов: I_Э = I_Б + I_К ~ I_К

_{α = -} коэф-т передачи тока Эммитера

β = - коэф-т передачи тока базы, коэф-т усиления транзисторов по току.

β =

Характеристики:

1. Входные: Зависимость I_Б от U между Б и Э I_Б = f(U_БЭ)

При U_КЭ = 0.

2. Выходные:

I_К = f(U_КЭ), при U_БЭ = const

По выходным хар-кам легко опр-т β 15 200

Супертранзисторы β < 1000

Составные биполярные транзисторы

Обозначения на схеме:

а) схема с общим эмиттером(колл):

( )

б) схема с общей базой:

9. Принцип действия и характеристики полевых транзисторов

П олевой транзистор с управляющим р- n-переходом. рис.1 дано схематическое изображение полевого транзистора с управляющим р- n-переходом. Между левым электродом - истоком S- и правым электродом стоком D - находится проводящий канал с проводимостью n-типа. Основные носители электроны при положительном напряжении стока относительно истока движутся от истока к стоку, при напряжении обратной полярности их движение имеет обратное направление. Сечение проводящего канала изменяется за счет обедненных слоев, создаваемых приложением отрицательного напряжения на управляющий электрод, называемый затвором. Затвор G из материала p-типа и проводящий канал из материала n-типа образуют р -n-переход, нормально смещенный в обратном направлении с помощью напряжения смещения E_G.

Напряжение между стоком и истоком падает вдоль проводящего канала, поэтому в правой части р -перехода оно выше, чем в левой,

и обедненный слой справа распространяется дальше в глубь слоя n-типа.

Изменяя напряжение на управляющем электроде (затворе), можно изменять сечение проводящего канала и длину суженной части канала и, следовательно, изменять ток стока.

Характеристики полевого транзистора с управляющим переходом показаны на рис.2.

В своей правой части они напоминают характеристики пентода, а в левой части идут в виде веерного пучка прямых линий, проходящих через нуль. Такой ход характеристик легко объяснить. Левая веерообразная часть соответствует более или менее суженному каналу, а правая часть каналу с очень малым, почти нулевым поперечным сечением.

В левой части характеристик линейной области малому отрицательному напряжению затвора соответствует большое сечение канала, а большому отрицательному напряжению малое сечение канала. В правой части характеристик области насыщения длина канала с почти нулевым сечением увеличивается как при увеличении отрицательного напряжения на затворе, так и при увеличении положительного напряжения на стоке.

Обозначим через Up напряжение затвор исток, при котором верхний и нижний обедненные слои (рис. 1) смыкаются. Up называют пороговым напряжением. Для полевого транзистора с проводящим каналом n-типа пороговое напряжение отрицательно. Обедненные слои смыкаются не только при напряжении затвор сток U_G =Up, но и при меньшем отрицательном напряжении U_G, когда между стоком и истоком приложено положительное напряжение U_D, Начало смыкания обедненных слоев соответствует напряжению

U_D~U_G—U_P.

ток, Сужение канала в его правой части вследствие создания области насыщения имеет место и при положительных напряжениях на затворе, так как разность потенциалов затвор - участок канала остается отрицательной за счет напряжения на стоке.

СВ-ВА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Частотные свойства. Частотные свойства полевых транзисторов определяются временем пролета канала, т, е, зависят от длины проводящего канала и скорости носителей. Современная технология изготовления полевых транзисторов позволяет выполнять транзисторы с очень малой длиной канала, достигающей десятков микрон.

Скорость носителей тока увеличивается при увеличении напряженности поля в канале, однако при напряженности поля больше некоторой величины наступает насыщение скорости. Например, в герма­нии это наступает при полях больше 10³ В/см.

Изготовляемые в настоящее время полевые транзисторы работают до частот порядка 300 МГц и имеют скорость переключения порядка 30 нс.

Температурные свойства, В биполярных транзисторах с увеличением температуры увеличивается число генерируемых неосновных носителей, а следовательно, возрастает ток.

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Полевые транзисторы применяются во многих электронных схемах. Наибольшее применение они нашли в малосигнальных усилителях, начиная с усилителей постоянного тока и кончая усилителями СВЧ диапазона (до нескольких сотен мегагерц).

Полевые транзисторы широко применяются в интегральных схемах для цифровых вычислительных машин. Степень интеграции, т. е. число элементов на единицу площади в интегральной схеме, выполненной на полевых транзисторах, на порядок выше, чем на биполярных, но их частотные свойства на один два порядка хуже.

13. Усилитель на полевиках