1.2.5.2. Процессы в схеме с оэ

Если входной ток базы I_б изменить скачком на величину I_б, то ток коллектора получит приращение , но не мгновенно, а также по экспоненте с постоянной времени . Это равноценно тому, что коэффициент передачи тока базы является функцией времени:

, (1.2.47)

или в операторной форме:

, (1.2.48)

где - установившееся значение. Иллюстрация переходного процесса представлена на рис. 1.2.18.

i_к

I_к

i_б

0 _ 2_ 3_ 4_ t

Рис. 1.2.18. Переходный процесс при включении транзистора с ОБ

Если же колебания базы имеют форму синусоиды, то коэффициент передачи _диф является комплексной функцией частоты, т.е.:

, (1.2.49)

где - предельная частота коэффициента передачи тока базы, на которой коэффициент _диф по модулю уменьшается до уровня 0.7 от ₀.

Постоянную времени _ (или частоту ) можно связать с постоянной _ (или частотой _):

Отсюда видно, что:

, (1.2.50)

где _ в (₀+1) раз больше _, т.е. предельная частота _ в (₀+1) раз ниже, чем частота _. Во сколько раз коэффициент ₀ больше коэффициента ₀, во столько же раз полоса рабочих частот в схеме с ОЭ уже, чем в схеме с ОБ. Быстродействие транзистора в схеме с ОЭ значительно хуже, чем в схеме с ОБ в режиме управления входным током.

В ряде случаев частотные свойства транзистора характеризуют граничной частотой _гр, на которой модуль || становится равным 1.

При  >_ формула для _диф() упрощается:

(1.2.51)

Отсюда _гр найдем, приравнивая  = 1:

_гр = ₀_ , (1.2.52)

т.е. _гр_.

В справочниках приводятся не циклические частоты, а частоты следования импульсов: f_h21б=f_ , f_h21э =f_, f_гр , f_max, где f_max - максимальная частота генерации, на которой транзистор способен работать в схеме автогенератора, т.е. коэффициент усиления по мощности равен 1.

1.3. Полевые транзисторы

1.3.1. Транзисторы с управляющим p-n-переходом.

1.3.1.1. Устройство и принцип работы полевого транзистора с управляющим p-n-переходом

Полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей, протекающим через проводящий канал, и управляемым электрическим полем. Полевой транзистор иногда называют униполярным, так как его работа основана на использовании только основных носителей заряда – либо электронов, либо дырок. Поэтому в полевых транзисторах отсутствуют процессы изменения (накопления и рассасывания) объемного заряда неосновных носителей, оказывающие заметное влияние на быстродействие биполярных транзисторов. Основным способом движения носителей заряда, образующих ток полевого транзистора, является дрейф в электрическом поле. Проводящий слой, в котором создается рабочий ток полевого транзистора, называется каналом.

Рассмотрим устройство транзистора с n-каналом. Структура такого транзистора представлена на рис. 1.3.1.Тонкий слой слаболегированного n-полупроводника наносится на сильнолегированную подложку p-типа. Над поверхностью канала имеется сильно легированная p-область, к которой припаивается металлический электрод, создающий эффект поля, и называется затвором. Два других электрода называются истоком и стоком. Истоком служит тот из них , из которого при соответствующей полярности напряжения между истоком и стоком в канал поступают основные носители заряда, а стоком - тот, через которой эти носители уходят из канала.

Рис. 1.3.1. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом

Для хорошего контакта с выводами стока и истока концы n-канала тоже сильно легированы. P-n-переходы между затвором и каналом должны быть смещены в обратном направлении. Для этого на затворе должно быть отрицательное напряжение, а на канале - положительное относительно подложки. В транзисторе с p-каналом затвор и подложка должны иметь n-электропроводность и полярности напряжений противоположны. Обычно напряжения на затвор и сток подают относительно истока, с которым соединяют и подложку.

В зависимости от того, какой из выводов является общим для входа и выхода, различают три схемы включения полевого транзистора: с общим истоком(ОИ), общим затвором (ОЗ) и общим стоком (ОС). Наибольшее распространение получила схема с ОИ. На рис. 1.3.2 представлены схемы включения полевого транзистора с ОИ для транзисторов с n- и p-каналом.

а) б)