
- •Александр Давидович Бялик
- •Введение
- •Полупроводниковые диоды
- •1. Цель и содержание работы
- •2. Сравнение характеристик реальных диодов с характеристикой идеализированного p–n-перехода
- •3. Сравнение вах диодов из различных материалов
- •Параметры вах диодов для разных материалов при 300 к
- •4. Описание лабораторной установки
- •5. Порядок выполнения работы
- •6. Вопросы и задания для подготовки и защиты работы
- •Стабилитроны
- •1. Цель и содержание работы
- •2. Характеристики и параметры стабилитронов
- •Uобр uст iст мин iст Iст макс Рабочая точка I
- •3. Механизмы пробоя
- •4. Описание лабораторной установки
- •5. Порядок выполнения работы
- •7. Вопросы и задания для подготовки к работе
- •Биполярный транзистор в схеме с об
- •1. Цель и содержание работы
- •2. Характеристики и параметры биполярных транзисторов
- •2.1. Коэффициент передачи тока
- •2.2. Вольт-амперные характеристики транзистора
- •3. Описание лабораторной установки
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Вопросы и задания для подготовки к работе и защиты
- •Тиристор
- •1. Цель и содержание работы
- •2. Основные параметры тиристора
- •3. Описание лабораторной установки
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Вопросы и задания для подготовки к работе
- •Литература
- •Задачи для подготовки и защиты лабораторных работ
2.2. Вольт-амперные характеристики транзистора
При
включении транзистора по схеме с ОБ
входным током будет ток эмиттера
,
выходным – ток коллектора
,
входным напряжением – напряжение на
эмиттерном переходе
,
выходным – напряжение на коллекторном
переходе
(рис. 3.2).
Входные ВАХ показаны на рис. 3.4, а. Они почти повторяют ВАХ прямосмещенного эмиттерного перехода.
,
где
– обратный ток эмиттерного перехода.
Выходные
характеристики
показаны на рис. 3.4,б.
IЭ
IК
IЭ3 0
UКБ
= 0
UЭБ
UКБ
IЭ
=
0
IЭ2
IЭ1
IЭ3
IЭ2
IЭ1
IК
= IКБ0
UКБ
<<
0
а б
Рис. 3.4. Вольт-амперные характеристики транзистора в схеме с ОБ:
а – входные; б – выходные
При
выходная ВАХ представляет собой
перевернутую характеристику коллекторного
перехода с током насыщения
.
При
к нему прибавляется ток
.
Полный ток коллектора составляет
.
(3.10)
Наклон
выходных характеристик в активном
режиме объясняется модуляцией ширины
базы коллекторным напряжением. С ростом
обратного напряжения на коллекторе
увеличивается ширина ОПЗ коллекторного
перехода
и уменьшается ширина базы, рекомбинация
дырок в базе становится меньше и
коллекторный ток возрастает. Тем самым
создается конечная величина
дифференциальной проводимости коллектора
,
где
– ширина ОПЗ коллекторного перехода
(здесь и далее строчными буквами
и
обозначены малые приращения токов или
напряжений). Обычно величина
50
кОм…1 Мом.
На рис.
3.5 показаны простейшие эквивалентные
схемы р–п–р- транзистора в нормальном
режиме прии
.
IЭ
IЭ
iЭ
IБ
= (1 –
)IЭ
IК
= IЭ
iЭ
rЭ
iБ
rБ
iR
rК
Рис. 3.5. Эквивалентные схемы p–n–p-транзистора
в режиме большого (а) и малого (б) сигналов
Рис. 3.5, бсоответствует режиму малого сигнала, когда эмиттерный диод может быть заменен дифференциальным сопротивлением эмиттера.
Величина
дифференциального сопротивления
эмиттера
определяет входное сопротивление
транзистора в схеме ОБ.
Передаточная
характеристика
представляет собой почти линейную
зависимость и описывается выражением
(3.10). Коэффициент передачи тока и обратные
токи эмиттерного
и коллекторного
переходов образуют минимальный набор
статических параметров, достаточный
для грубого описания работы транзистора.
2.3. h-параметры транзисторов
Транзистор
как активный элемент электрической
цепи характеризуется системой
малосигнальных
-параметров,
которые представляют собой производные
соответствующих ВАХ в заданной рабочей
точке, определяемой
и
.
– входное сопротивление транзистора;
–коэффициент
обратной связи по напряжению;
– коэффициент передачи тока;
– выходная проводимость.
Для
схемы с ОБ
,
,
.
За положительное направление токов в
системе
-параметров
принимаются токи, втекающие в транзистор.
В соответствии с принципом действия
транзистора ток эмиттера втекает в
эмиттерный выход, а ток коллектора
вытекает, поэтому
.
С ростом отрицательного напряжения на коллекторном переходе происходит уменьшение ширины базы из-за увеличения ширины коллекторного перехода. При постоянном эмиттерном токе это вызывает уменьшение концентрации дырок на эмиттерном переходе и соответственно напряжения на эмиттере (рис. 3.3).
Параметры
и
определяются по входным, а
и
– по выходным характеристикам, используя
соответствующие малые конечные приращения
и
.