Зонные диаграммы для плоскостного транзистора при различных режимах его работы

Характеристики транзисторов

Статические характеристики транзистора при включении по схеме с общим эмиттером: (a) – выходные, (б) – входные.

, ,

, - коэффициент усиления по току.

Эквивалентная схема транзистора

Тиристоры

Динисторы - двухэлектродные, тринисторы – трехэлектродные.

Структура динистора (а) и его транзисторный эквивалент (б); вольт-амперная характеристика динистора (в).

Структура тринистора и типовая схема включения.

Вольт-амперные характеристики

Полевые транзисторы

(1) ПТ с pn-переходом (два вида), (2) МДП транзисторы со встроенным (два вида) и индуцированным каналами (два вида).

Конструкция пт и схема включения; мдп и биполярный транзисторы.

Структуры мдп транзисторов с собственным и индуцированным каналами; статические вах мдп транзистора.

б)

Распределение носителей и зонные диаграммы в МОП транзисторе с индуцированным p-каналом: (а) – равновесное состояние, (б) – при отрицательном смещении на затворе.

Характеристики полевых транзисторов.

Характеристика I_c(U_зи) в логарифм. масштабе для ПТ с n-каналом:

(1) – индуцированным,

(2) встроенным.

Выходные характеристики ПТ.

Линейный участок:

Участок насыщения:

Метод линеаризации (электронное управление усилением):

Управляемый делитель напряжения. Для линеаризации сопротивления ПТ на затвор подается добавочный потенциал (+0,5U_СИ)

Электронное управление усилением:

K = R_к/R_э

Эмиттерный и истоковый повторители

U_вых ≈ U_вх , усиление мощности, входной импеданс – высокий, выходной импеданс - низкий.

r_э = 1/g_m ≈ 25 Ом / I_к(мА), β ~ 100, g_m = dI_c/dU_cи ≈ 2 мСм (при I_с ≈ 1 мА),

Z_вых ≈ 25-75 Ом при R_c < 5 кОм, Z_вых ≈ 500 Ом, Z_вх = R_{pn, обр}

Z_вх = dU_c/d(I_б) = β(R_э + r_э).

Повторитель на БТ лучше (Z_вых меньше), чем повторитель на ПТ при R_c < 50 кОм.

Усилитель с общим эмиттером (истоком)

К_ус = R_к/(R_э + r_э) ≈ R_к/R_э , Z_вх = dU_c/d(I_б) = R₂ || β(R_э + r_э).

Парафазный усилитель

Схема формирования выходных сигналов в противофазе с единичным коэффициентом усиления (схема расщепления). Фазовращатель. Векторная диаграмма, поясняющая формирование сигнала с заданным фазовым сдвигом.

Источник тока

г

(а), (б), (в) - источники тока на БТ, (г) – источник тока на ПТ.

Токовое зеркало

Токовое зеркало с одним и несколькими выходами.

Дифференциальный усилитель. Коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС)

(а)

(б)

Дифференциальный усилитель с резистором R₁ (а) и источником тока (б) в эмиттерной цепи.

К_диф = R_к/R_э >> 1, К_cинф = R_к/(R_э+ R₁ ) ≈ R_к/R₁ << 1, КОСС = К_диф /К_cинф >> 1

Емкость и эффект Миллера

Эффект Миллера:

Емкость цепи обратной связи С_кб

по своему действию эквивалентна

конденсатору С_кб·(К_U + 1), включенному

между входом и землей.

Две схемы, в которых устранен эффект миллера. Схема (б) представляет собой пример каскодного включения транзисторов.

Источник напряжения

(а)

(б)

Транзисторные источники напряжения с использованием стабилитронов. В схеме (б) осуществляется дополнительная фильтрация пульсаций напряжения.

Двухтактная схема эмиттерного повторителя

Двухтактная схема. Устранение переходных искажений.

С оставной транзистор

(а)

(б)

Схемы Дарлингтона (а) и Шеклаи (б).

β = β₁·β₂

Ключи на ПТ

(а)

(б)

(а) – логический ключ U_cc / 0; (б) - аналоговый ключ.

Аналоговый ключ на КМОП транзисторах.

Операционные усилители