Транзисторы.

Используются в силовой цепи и в системах управления. Транзисторы делятся на биполярные и полевые.

Биполярные транзисторы управляются электрическим током.

Для оценки транзисторов существуют гибридные или Н – параметры.

При этом транзистор рассматривается как чёрный ящик.

- входное сопротивление.

- внутренняя обратная связь по напряжению.

- внутренняя проводимость транзистора.

- коэффициент усиления по току

Транзистор имеет входные и выходные параметры:

В статики нагрузочная линия представляет собой изменение напряжения на коллекторе и эмиттере транзистора для определённого тока базы. На выходных характеристиках можно выделить три области:

1. Область насыщения; транзистор полностью открыт и не обладает усилительными свойствами.

2. Линейная область; транзистор обладает усилительными свойствами, используется в линейных источниках питания.

3. Область отсечки; транзистор закрыт и практически не проводит электрический ток.

В области 1, 3 работают импульсные источники питания (сварочный высокочастотный инвектор).

В области 2 используется транзистор как активное сопротивление – аналог баллистического реостата.

Полевые транзисторы управляются электрическим полем.

Затвор – аналогичен базе.

Сток – коллектор.

Исток – эмиттер.

Вольтамперные характеристики с редуцированным каналом аналогичны вольтамперным характеристикам биполярных транзисторов. В последнее время полевые транзисторы высокочастотных сварочных инверторов вытесняют биполярные транзисторы. Это связано с меньшей мощностью цепи управления, наибольшим быстродействием и, как следствие, меньше динамические потери, большей надёжностью работы из-за отсутствия склонности к вторичному пробою (выход из строя).

Однопереходные транзисторы

Э то трех электродный прибор с одним p-n переходом и двумя контактами к базовым областям, предназначенный для усиления, генерации и переключения.

О бласть эмиттера должна быть легирована сильнее базы для односторонней инжекции. В этом случае из-за инжекции неосновных носителей и из-за накопления основных носителей, которые входят в базу для компенсации инжектированного заряда основных носителей, будет происходить уменьшение сопротивления базы (модуляция) и увеличение тока между невыпрямляющими контактами в базе или увеличение тока в цепи нагрузки. Если на базовые выводы подано напряжение U_Б1, U_Б2, то вдоль базы будет существовать продольное падение напряжения. Падение напряжения будет смещать p-n переход в обратном направлении. Напряжение на p-n переходе U_pn=Е_Э – U_L. При увеличении напряжения на эмиттере 0< U_Э< U_L напряжение на p-n переходе U_РП<0 и ток через p-n переход не идет. При U_Э= U_L напряжение на переходе равно нулю, но это состояние является неустойчивым. Вследствие различных флуктуаций сопротивление базы может уменьшиться и напряжение U_L уменьшиться, значит U_Э станет больше U_L и p-n переход окажется смещенным в прямом направлении и будет инжектировать в базу дырки. Под действием электрического поля в базе дырки уносятся в нижнюю часть базы – ее сопротивление уменьшается. Уменьшение сопротивления нижней части приводит к уменьшению U_L и увеличению напряжения на эмиттерном переходе U_pn, вследствие чего инжекция носителей и ток через переход будет расти. Такой процесс приведет к лавинному нарастанию тока через p-n переход и уменьшению падения напряжения на переходе и нижней части базы и к п оявлению на входной статической характеристике участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Таким образом, однопереходный транзистор может находиться в двух устойчивых состояниях: закрытом и открытом. В открытом состоянии однопереходный транзистор будет находиться до тех пор, пока J_Э>J_выкл, т.е. пока инжекция носителей будет поддерживать избыточную концентрацию носителей.