Тема 2 Біполярні і польові транзистори і їх схеми, тиристори
План вивчення тими
2.1 Біполярних транзисторів. Пристрій і фізичні процеси у біполярному транзисторі
2.2 Польових транзисторів.
2.3 Тиристорів
Транзистор - це переворювальний напівпровідниковий прилад (тріод), що має не менше трьох виведень, оскільки транзистор, - керований елемент, знайшов широке застосування в схемах посилення і в імпульсних схемах.
Достоїнства:
- відсутність напруження;
- малі габарити;
- мала вартість;
- висока надійність.
Класифікація транзисторів
1 За призначенням транзистори бувають:
- універсальними,
- підсилювальними,
- генераторними,
- перемикальними,
- імпульсними і іншими залежно від типу схем, для застосування в яких вони призначаються.
2 Виготовляють транзистори з:
- кремнію (велика частина) - мають кращі параметри: великі максимально допустиму робочу температуру, потужність, коефіцієнт передачі струму і граничну частоту.
- германію.
3 По фізичній структурі і технології виготовлення транзистори діляться на:
- эпітаксиально - планарні,
- планарні,
- меза - планарні;
- дифузіно - сплавні та ін.
Широке поширення эпітаксиально-планарних і планарних транзисторів пов'язане з використанням в технології виготовлення дискретних приладів прогресивних методів мікроелектроніки, що забезпечують кращі параметри транзисторів.
4 По конструктивному оформленню розрізняють:
- корпусні;
- безкорпусні транзистори - застосовуються в гібридних інтегральних схемах і мікрозборках і можуть мати гнучкі або жорсткі висновки.
5 По допустимій розсіювальній потужності:
- малопотужні - транзистори, що мають допустиму розсіювану потужність менше 1 Вт (КТ301А, КТ325А);
- потужні - транзистори, що мають допустиму розсіювану потужність більше 1 Вт (КТ618А, П210Б).
6 По граничній частоті:
- низькочастотні - транзистори з граничною частотою нижче 30 Мгц (КТ203А, КТ319А);
- високочастотні - з граничною частотою, що лежить в межах 30 - 300 Мгц (ГТ323А, КТ312А);
- надвисокочастотним - з граничною частотою вище 300 Мгц - (КТ610А).
Біполярні транзистори. Пристрій і фізичні процеси в біполярному транзисторі
Біполярний транзистор є тришаровою напівпровідниковою структурою з тими, що чергуються типом електропровідності шарів і містить два p-n переходу. Залежно від чергування шарів існують транзистори типів p-n-p і n-p-n. Він має три виводи, виготовляється на основі кристала германію або кремнію, в якому створені три області різної провідності. Дві крайні завжди мають провідність однакового типу, протилежної провідності середньої області і забезпечує посилення потужності електричних сигналів, дивись рисунок 2.1.
Рисунок 2.1 - Структура біполярного транзистора, що ідеалізується
У реального транзистора один з крайніх шарів (емітер) - має набагато більшу концентрацію домішки в порівнянні з іншим крайнім шаром (колектором) і є джерелом рухливих носіїв заряду.
Другий крайній шар (колектор) відрізняється набагато більшою площею p-n-переходу, що дозволяє йому ефективніше збирати носії заряду, інжектовані емітером і перешедші середній шар, який зветься базою.
Щоб зменшити у базі вірогідність рекомбінації носіїв заряду, що переміщаються з емітера в колектор, базу роблять порівняно високоомною (з дуже низькою концентрацією домішки - у багато разів менше, ніж в эмиттере- найважливіша умова роботи транзистора) і узької - близько декількох мікрометрів.
У транзисторі є два р-п переходу: емітерний (між емітером і базою) і колекторний (між базою і колектором).
Функція емітерного переходу - інжектування (емітування) носіїв заряду у базу, функція колекторного переходу - збір носіїв заряду, що пройшли через базовий шар. У транзисторах типу n-p-n функції усіх трьох шарів і їх назви аналогічні, заряду, що проходить через базу : в приладах типу p-n-p - це дірки, в приладах типу n-p-n -це електрони змінюється лише тип носіїв.