Тема 3. Транзисторы (биполярные)
Биполярный транзистор (БТ, так как токи в нём создаются движением электронов и дырок, т.е. носителями зарядов 2-х знаков – отрицательных и положительных). |
||||
БТ – полупроводниковый прибор с двумя p-n переходами и тремя электродами – эмиттером (Э), коллектором (К) и базой (Б). БТ – п/п структура из 3-х областей с чередующимися типами проводимости. Э и К присоединены к крайним областям одного типа проводимости, Б к средней области другого типа. p-n переход между Э и Б наз. эмиттерным, между К и Б – коллекторным. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Рис 1. Устройство транзистора p-n-p типа |
Рис1а. Концентрация носителей зарядов в разных областях тр-ра и сравнительная ширина зон. |
Рис 2. Структурные схемы (слева) и УГО (справа) БТ типов p-n-p и n-p-n (w-ширина p-n перехода) |
||
|
|
|||
Рис 3. Иллюстрация перемещения зарядов и токов в работающем БТ p-n-p типа. |
||||
|
||||
Рис 4. Режим работы транзистора: а)Рабочий (Усиление); б)Отсечки; в)Насыщения. |
||||
К пояснению принципа работы транзистора по усилению электрических колебаний. |
||||
|
Рис. 5 а).Демонстрационная схема БТ с ОБ, работающего в режиме усиления напряжения. б)Переменный сигнал от генератора на входе; в)Пульсирующий ток в цепи эмиттера – результат наложения переменного напряжения генератора с постоянным напряжением источника смещения Е1; г)Пульсирующий ток коллектора; д)Пульсирующее напряжение на нагрузке RH; е)Переменный выходной усилённый сигнал, отфильтрованный конденсатором. Запомнить главное:
|
|||
|
||||
Транзистор имеет три электрода, поэтому при включении его в схему с двумя входными и двумя выходными клеммами один из электродов будет общим и даст название схеме включения
Изображения транзисторов в виде УГО и структурных схемах в различных схемах включения
|
|
|
|
|
|
а). Схема с общей базой |
б). Схема с общим эмиттером |
в).Схема с общим коллектором |
Рис 6. Схема включения БТ в статическом режиме: а)ОБ; б)ОЭ; в)ОК |
||
Сравнительные свойства разных схем включения характеризуются параметрами:
коэффициентами
передачи тока, напряжения и мощности,
а также входным и выходным
сопротивлением.
Тип схемы |
Усиление (коэф. передачи), порядка |
Сопротивление, Ом |
Изменение фазы вх. Сигналов
|
||||
По напряж.
|
По току
|
По мощи.
|
Входное
|
Выходное
|
|||
ОБ |
>1000 |
α< 1 |
До 1000 |
Единицы |
Сотни тысяч |
Сохраняет |
|
ОЭ |
>100 |
B=10÷100 |
До 10000 |
Сотни |
Дес. Тысяч |
Инвертирует |
|
ОК |
<1 |
|
10 |
Дес. тысяч |
Сотни |
Сохраняет |
|
Рис 7.Таблица сравнения свойств схем включения БТ. |
|||||||
>10Первичные параметры транзисторов – величины, характеризующие электрические свойства транзисторов независимо от схемы включения характеризуется первичными параметрами. Это сопротивление эмиттера, коллектора и базы. К ним относиться коэффициент усиления то сопротивление эмиттера, коллектора и базы. К ним относиться коэффициент усиления α.
Графически свойства БТ характеризуются семейством кривых –ВАХ (входных, выходных и проходных). Входные и выходные приведены в справочниках, проходные строятся по ним.
|
|
|
∆IБ и ∆IК – изменения токов базы и коллектора . ∆UБЭ и ∆UКЭ – изменения напряжения между базой – эмиттером и коллектором - эмиттером |
Используя графические построения и проводя их масштабные измерения по известнам формулам можно определить др. параметры |
|
|
|
|
Рис 8. Статические входные и выходные характеристики БТ, включенного по схеме с общим эмиттером можно использовать для определения параметров транзистора для данной схемы |
||
,
из хар-к б и а
