7.7.5. Однопереходный транзистор или двухбазовый диод

Структура однопереходного транзистора и его эквивалентная схема приведены на рисунке 7.58. двухбазовый диод содержит один эмиттерный переход и две базы. В отличие от биполярного транзистора рабочей характеристикой однопереходного транзистора является входная характеристика – зависимость напряжения на эмиттере от тока эмиттера при различных напряжениях между базами .

Рисунок 7.58 - Структура (а), эквивалентная схема (б) и обозначение (в)

однопереходного транзистора

Принцип действия однопереходного транзистора основан на инжекции неосновных носителей заряда в базу, модуляции проводимости базы, приводящей к снижению запирающего напряжения на эмиттере, задаваемого напряжением между базами, и к появлению участка отрицательного сопротивления на ВАХ эмиттерного перехода.

Однопереходной транзистор используется в качестве активного элемента в схемах релаксационных генераторов, а также формирователей импульсов управления мощными тиристорными ключами.

Отличительная особенность однопереходного транзистора – высокая температурная стабильность и устойчивость к токовым и мощностным перегрузкам.

Рисунок 7.59 - Входная ВАХ однопереходного транзистора

Полярность напряжения (рисунок 7.58) обеспечивает смещение эмиттерного перехода в обратном направлении ,

.

При этом напряжении протекает обратный ток эмиттера (рисунок 7.59). По мере увеличения внешнего напряжения этот ток практически не изменяется вплоть до . При , ток эмиттера равен нулю и меняет направление. Инжекция неосновных носителей заряда в базу, нейтрализуемых за время релаксации основными носителями, уменьшает сопротивление первой базы , что приводит к уменьшению падения запирающего напряжения на нем и большему прямому смещению эмиттера, а следовательно, тока инжекции. Таким образом, включается положительная токо-потенциальная связь, приводящая к возникновению статического отрицательного сопротивления. Остаточное напряжение определяется суммой падений напряжения на прямосмещенном эмиттере и промодулированном сопротивлении первой базы (5.63):

.

Величина составляет (1,5…3) В при толщине базы .

Напряжение включения однопереходного транзистора определяется ,

.

При обратном смещении обратный ток эмиттера слабо возрастает по закону (резкий переход) до напряжений , а затем наступает лавинный пробой (рисунок 7.59).

Для изготовления однопереходных транзисторов применяют кремний с удельным сопротивлением, Ом∙см, коэффициент деления потенциала , для более глубокой модуляции . Инерционность включения и выключения однопереходного транзистора определяется временем жизни . Поэтому данный прибор не обладает высоким быстродействием, как биполярный транзистор. Основное достоинство однопереходного транзистора заключается в высокой стабильности , которое практически не зависит от температуры. Кроме того, с ростом температуры увеличиваются сопротивления и , что приводит к снижению мощности потребления и уменьшению перегрева структуры. Эта особенность обеспечивает высокую эксплуатационную надежность устройств управления мощными тиристорными ключами.