§ 2.2. Біполярні та польові транзистори Біполярні транзистори (бт)

… монокристалічна напівпровідникова структура з трьома шарами різної провідності, що чергуються і утворюють два зустрічно ввімкнуті p-n переходи. БТ використовується для посилення, генерування та перетворення електричних сигналів. Вони можуть бути як N-P-N, так і P-N-P структури.

При використанні БТ в схемі будь-якого функціонального вузла один з виводів буде спільним для вхідної та вихідної віток. У відповідності з цим можливі три схеми ввімкнення БТ: з спільним емітером, спільним колектором та спільною базою. Незалежно від схеми ввімкнення на колектор та базу N-P-N транзистора повинні бути подані позитивні, по відношенню до емітера напруги, а P-N-P транзистора – негативні.

Для розрахунку роботи каскаду на БТ потрібно знати його статичні вхідні (зліва) та вихідні (справа) характеристики.

Статичні вхідні характеристики – це залежність струму бази від напруги база-емітер при постійних значеннях напруги між колектором та емітером, тобто при . При база – емітерний перехід поводить себе як звичайний діод, тому ця вхідна характеристика дуже крута, а вхідний диференціальний опір транзистора ( ) дуже малий. При В вхідні характеристики більш похилі ( значно більше) і практично накладаються одна на одну.

Статичні вихідні характеристики – це залежність струму колектора від напруги колектор-емітер при постійних значеннях струму бази, тобто при . Як ми бачимо, зліва всі характеристики зливаються в одну лінію, яка характеризує один з двох граничних режимів роботи транзистора - насичення. При цьому режимі напруга мало залежить від струму і становить 0,05...2,5 В залежності від типу транзистора. Другим граничним режимом є режим відсічки – характеристика при . При цьому режимі струм колектора визначається дрейфом неосновних носіїв заряду через зміщений в зворотному напрямку колекторний перехід. Величина струму сильно залежить від температури переходу, і тому його ще називають тепловим.

Уніполярні транзистори (ут)

До уніполярних відносяться транзистори, принцип дії яких ґрунтується на використанні носіїв заряду тільки одного знаку (електронів чи дірок). В основі принципу дії УТ лежить зміна провідності каналу (виводами каналу є стік та витік) під дією електричного поля, тому транзистори ще називають польовими. Польові транзистори більш технологічні, меншої вартості ніж біполярні, мають дуже високий вхідний опір. Недоліком є вихід з ладу під дією статичної електрики. Щоб запобігти цьому слід жорстко дотримуватись умов зберігання та монтажу.

УТ поділяються на два класи: з p-n переходом та з ізольованим затвором. Останні ще називають МОН (метал-окисел-напівпровід-ник) транзистори. МОН транзистори виготовляють двох типів: з вмонтованим та індукованим каналом. УГЗ УТ (зліва з каналом n - типу, справа – p - типу). Позначення виводів: с - стік; в - витік; з - затвор; п - підкладка.

При використанні УТ також можливі три схеми ввімкнення: з спільним витоком, спільним стоком та спільним затвором. Незалежно від схеми ввімкнення на стік УТ з p-n переходом та каналом n - типу подається позитивна, а на затвор негативна, по відношенню до витоку, напруга. Для УТ з p - типу – навпаки.

Для УТ мають сенс тільки статичні вихідні характеристики, так як вхідний струм практично відсутній. Статичні вихідні характеристики – це залежність струму стоку від напруги стік-витік при постійних значеннях напруги між затвором та витоком, тобто при .