ТРАНЗИСТОРЫ на экран

Транзистор

Схемы транзисторных ключей

С общим эмиттером С общей базой С общим коллектором

Принцип действия каскада

.

Стабилизаторы малого напряжения

Токовые критерии насыщения

Iб>= Iбн = Iкн/β = Uп/(β*Rк), где β – коэффициент передачи тока базы, α – коэффициент передачи тока с на эмиттерный вход с общей базы;

β = α/(1-α);

Iкн = βIбн;

Uкэн = Uп — IкнRк;

Iкн = (Uп — Uкн)/Rк;

Uкн < 1В;

Iкн ~= Uп/Rк.

N = (Iб — Iбк)/Iбк = S - 1.

Распределение зарядов в базе биполярного транзистора

Эквивалентная схема ключа в режиме отсечки

Uвых = Uп - Iк0*Rк ~= Uп (Iк0 → 0)

Uбэ = - Ег + Iк0*(Rб+Rг)

Iк0.Т = Iк0*2(ΔT/T*), где ΔT — отклонение температуры от нормальной, Т* - температура удвоения (для кремния Т* = 8С).

Конструкция эпитаксиально-планарного транзистора

Эпитаксия — технологический процесс, представляющий собой выращивание монокристаллического кремния на поверхности монокристаллической подложки термическим разложением органического вещества, в состав которого входит кремний. Пентахлорид кремния.

Остаточные параметры насыщенного транзистора

Составной транзисторный ключ

Принципиальная схема составного транзисторного ключа

Состав:

• VT1 ключ-звезда;

• VT3 ключ ОК;

• VT2 ключ ОЭ;

• VD — вспомогательный диод, обеспечивающий запирание VT3.

Составной ключ

Eпом = -L diскв/dt

Характеристики сигнала

Искажения выходного сигнала

Многоэмиттерный транзистор

Предназначен для выполнения логических функций И-НЕ в элементе ТТЛ.

Топология МЭТ

Эквивалентная схема

Принцип действия МЭТ

ТТЛ

<p>

На все входы подан высокий уровень

Модификации элементов ТТЛ

Схема маломощного ТТЛ элемента

Параметр	Маломощные	Стандартные	Мощные
Название	134 74L	133/155 74	131 74Н
Iпотр, мА	0.2	2	4
tз.распростр.ф., нс	33	13	6
А (энергия переключения), пДж	6,6	26	24

Ключ с нелинейной обратной связью

Схема транзистора Шоттки

Конструкция транзистора Шоттки

Элементы ТТЛШ

Элементы КМДП

Полевые транзисторы

С каналом n-типа.

С каналом p-типа.

С встроенным каналом

С каналом n-типа.

С каналом p-типа.

С индуцированным каналом

С каналом n-типа.

С каналом p-типа.

.

Принцип действия

Ключи на МДП транзисторах

Ключ на p-канальном транзисторе

Недостатки:

1. Напряжение на выходе значительно меньше напряжения питания. U_вых 1= U_пит * R_с /(R_c + r_к) = 10 /(10 + 1) * U_пит ≈ 0.9 U_пит. R_c = 10 кОм.

2. Рассеивание мощности на истоке. Экономичность мала.

Ключ на n-канальном транзисторе

Недостаток с точки зрения помехоустойчивости. U_вых0 = U_пит * r_к / (R_c + r_к) Невысокое быстродействие. Изменение заряда на емкости нагрузки происходит через пассивное сопротивление R_с (стока) в обоих ключах. Емкости затворов, паразитные емкости монтажа. Могут достигать десятков пФ. R_c = 10 кОм С_н = С_вх + С_м = 30пФ. Tф01 = 2.2 * R_c * C_н = 2.2 * 10 * 10³ * 30 * 10^-12 = 0.66 мкс (fmax = 1.5 МГц); В микросхемотехнике не используются.

Инвертор КМДП. Комплементарный ключ

Принцип действия КМДП ключа

Двунаправленный ключ

U_вых = E * (R_н / (R_i + R_кл + R_н)

Особенность использования в аналоговых схемах

Типы реализаций логических элементов дополнительный

Эмиттерно-связанная логика

Транзисторная логика с непосредственными связями (ТЛНС)

Интегральная инжекционнаялогика

Спец материал радиаппаратчикам

9.2.1. Геометрия биполярного транзистора СВЧ

Рис. 3.1 Устройство биполярного СВЧ-транзистора.

Рис. 3.2. Структуры СВЧ-транзисторов: а — гребенчатая; б — многоэмиттерная; 1 — вывод эмиттера; 2 — вывод базы

Рис. 3.3. СВЧ-транзисторы с ленточными выводами в металлокерамических корпусах.

9.2.2. Основные характеристики и параметры СВЧ транзисторов

9.2.2.1. Граничная частота

, (9.1)

где

(9.2)

где t_э — время зарядки барьерной емкости эмиттерного перехода С_э; t_б — время пролета носителей заряда через базовую область; t_кп — время задержки в коллекторном переходе, связанное с временем пролета;t_к — время зарядки емкости коллекторного перехода.

Время перезарядки емкости эмиттерного перехода определяется как:

, (9.3)

где r_э - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода; j_т - температурный потенциал, I_э- рабочий ток.

(9.4)

где l_к - ширина коллекторного перехода, а скорость дрейфа принята равной скорости насыщения v_нас.

(9.5)

9.2.2.2. Коэффициент усиления и максимальная частота генерации

(9.6)

где r_б — объемное сопротивление базы; C_К — емкость коллекторного перехода;a₀ — коэф-фициент передачи тока эмиттера (h_21б).

:

(9.7)

(9.8)

9.2.2.3. Коэффициент шума

(9.9)

где P_ш — мощность теплового шума в сопротивлении r_г , P_шc — мощность собственных шумов транзистора.

Рис. 9.4. Зависимость коэффициента шума от частоты

9.3.     Высокочастотные полевые транзисторы. Геометрия, характеристики и параметры

 

Рис. 9.5. Структура полевого СВЧ-транзистора с затвором Шоттки (а), топологическая схема транзистора гребенчатого типа (б) и транзистора с двумя выводами затвора (в):1-подложка; 2 - канал; 3 - области n⁺ - вывода истока и стока;4 - исток; 5 - затвор; 6 - сток; 7 -обедненная область

(9.10)

где t_пр - время пролета электронов через канал.

t_пр = L/v_нас. (9.11)

где L — длина канала; L = l₁ + l₂ +l₃ ;

(9.12)

где R_cи - дифференциальное выходное сопротивление, R_зи - сопротивление части канала между истоком и затвором, неперекрытой обедненным слоем барьера Шоттки

Определяем частоту f_тax из условия К_р (f_mах) = 1:

  (9.13)

(9.14)

где S - крутизна транзистора, r_з—сопротивление металлизации затвора, R_и- сопротивление части эпитаксиального n-слоя на участках И-3, которые включает в себя сопротивления контактов И.