14. Биполярные транзисторы, схемы замещения, частотные сворйства, усилительные свойства, ключ на транзисторе, обр.
Б
иполярный
транзистор
— трёхэлектродный полупроводниковый
прибор, один из типов транзистора.
Электроды подключены к трём последовательно
расположенным слоям полупроводника с
чередующимся типом примесной проводимости.
По этому способу чередования различают
npn и pnp транзисторы. В биполярном
транзисторе используются заряды
одновременно двух типов: электроны и
дырки (от слова «би» — «два»). Схематическое
устройство транзистора показано рисунке
►.
◄
Упрощенная
схема
замещения
биполярных
транзисторов:
a
–
n-
p-n типа; б – p-n-p типа.
Частотные свойства обусловлены емкостью эмитторного и коллекторного перехода. При повышении частоты уменьшается реактивное сопротивление переходов:
Для
компенсации падения
необходимо уменьшать емкость перехода
С.
Усилительные свойства транзистора проявляются в том, что если теперь к эмиттеру и базе приложить малое электрическое напряжение — входной сигнал, то в цепи коллектор — эмиттер потечет ток, по форме повторяющий входной ток входного сигнала между базой и эмиттером, но во много раз больший по значению. Частотными свойствами транзистора учитывается тот факт, что транзистор способен усиливать электрические сигналы с частотой, не превышающей определенного для каждого транзистора предела. Частоту, на которой транзистор теряет свои усилительные свойства, называют предельной частотой усиления транзистора.
Электронные ключи основаны на работе биполярных транзисторов. Когда на базе транзистора «0» относительно эмиттера, транзистор «закрыт», ток через него не идёт, на коллекторе всё напряжение питания (сигнал высокого уровня — «1»). Когда на базе транзистора «1», он «открыт», возникает ток коллектор-эмиттер и падение напряжения на сопротивлении коллектора, напряжение на коллекторе, а с ним и напряжение на выходе, уменьшается до низкого уровня «0».
1 5. Принцип работы, структура и вольтамперные характеристики динисторов и тиристоров, их основные параметры, вах, обр. Запираемые (двухоперационные) тиристоры.
Т
иристор
– п/пр прибор с тремя и более n-p-переходами,
которые ◄ переключаются их открытого
состояния в закрытое и наоборот.
Структура тиристора ► Структура тиристора представляет собой последовательность четырёх слоёв p и n типа, соединенных последовательно. Крайняя область р – типа, к которой прилагается положительный полюс источника питания, называется анодом, а крайняя область n – типа к которой прилагается отрицательный полюс источника питания, называется катодом . Что касается управления, то тиристор может иметь до двух управляющих электродов
В
АХ
1 – приложение прямого внешнего напряжения большая его часть падает на коллекторе (тиристор закрыт).
2 – после открытия коллекторного перехода (рабочий режим).
Между участками 1 и 2 на ВАХ находится переходный участок, соответствующий переходному состоянию тиристора.
П
араметры
тиристоров:
1. Напряжение включения — это минимальное
анодное напряжение, при котором тиристор
переходит во включенное состояние.
2. Прямое напряжение — это прямое падение напряжения при максимальном токе анода.
3. Обратное напряжение — это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии.
4. Максимально допустимый прямой ток — это максимальный ток в открытом состоянии.
5. Обратный ток — ток при максимальной обратном напряжении.
6. Максимальный ток управления электрода
7. Время задержки включения/выключения
8. Максимально допустимая рассеиваемая мощность
Д
инистор
– тиристор с односторонней проводимостью
и не имеющий управляющего электрода;
В
структур
динистора
2 эмитерных перехода (ЭП) и один коллекторный
(КП). При подключении прямого напряжения
ЭП открываются. Так как КП закрыт заряды
накапливаются в этих областях, это
понижает барьер КП и динистор открывается.
ВАХ аналогична ВАХ тиристора.►
Двухоперационные тиристоры или запираемые тиристоры. Они являются полностью управляемыми полупроводниковыми приборами, которые можно и включить и выключить по цепи управления. Такой тиристор в зарубежной терминологии получил обозначение GTO-тиристор (Gate Torn – Off). Это достигается благодаря тому, что в областях анода и катода такой прибор состоит из большого числа технологических ячеек, представляющих отдельные тиристоры, которые включены параллельно.
◄
УГО
с управлением по аноду (а), с управлением
по катоду (б).
ВАХ аналогична Вах обычного тиристора.
Запираемый тиристор — это тиристор, который может переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот при подаче на управляющий электрод сигналов соответствующей полярности.