
- •Электронный вариант конспекта по дисциплине «Техническая электроника»
- •Электропроводность полупроводников.
- •Собственная электропроводность п/п.
- •Основы квантовой статистики
- •Примесные п/п.
- •Электронно-дырочный переход
- •Физические процессы в симметричном р-n – переходе
- •Условия равновесия
- •Изменение концентрации зарядов в р-n – переходе
- •Плотность диффузионного тока.
- •Плотность дрейфового тока. Дырочный ток.
- •Ширина запирающего слоя (зс)
- •Различные виды переходов Несимметричный переход
- •Контакт металл - п/п Контакт Ме – n-п/п
- •Контакт Ме – п/п p-типа
- •Пробой p-n-перехода.
- •Ёмкости p-n-перехода
- •Полупроводниковые диоды Устройство и классификация п/п диодов
- •Вах диода
- •Статические параметры диодов
- •Зависимость характеристики и параметров диодов от температуры
- •Выпрямительные диоды
- •Параметры вд
- •Параллельное соединение диодов
- •Последовательное включение диодов
- •Особенности германиевых и кремниевых вд
- •Импульсные диоды
- •Стабилитроны и стабисторы
- •Варикапы
- •Транзисторы
- •Биполярные транзисторы
- •Режимы работы.
- •Токи в транзисторе
- •Схемы включения биполярного транзистора
- •Транзистор как чп
- •Параметры бт в схеме с об
- •Параметры бт в схеме оэ
- •Параметры бт в схеме с ок
- •Режим большого сигнала
- •Особенности транзисторов на вч при малых сигналах
- •Эквивалентная схема транзистора
- •Полевые транзисторы
- •Транзисторы, управляемые с помощью p-nперехода или барьера Шоттки
- •Пт с изолированным затвором.
- •Принцип работы пт с индуцированным каналом.
- •Пт со встроенным каналом.
- •Приборы с отрицательным сопротивлением
- •Туннельный диод
- •Токи в тд
- •Тиристоры
- •Динисторы. Переход п2 обычно считается коллекторным переходом. Динисторы можно рассматривать как два включённых навстречу друг другу транзистора.
- •Iвыкл III
- •Тринисторы
- •Симисторы
- •Фотоэлектронные приборы
- •Фотоэлемент
- •Светодиоды
- •Диод Устройство и принцип действия
- •Статические параметры диода
- •Предельные параметры диода
- •Устройство и принцип действия триодов
- •Статические параметры триода
- •Тетроды
- •Пентоды
- •Электронно-лучевые приборы
- •Принципы управления электронным лучом
- •Осциллографические трубки с электростатической фокусировкой и отклонением
- •Приложение 1: «Телевизоры на жк-панелях»
- •Шумы электронных приборов общие положения
- •Шумы транзисторов
- •Надежность электронных приборов
- •Анализ процесса усиления электрических сигналов
- •Принципы усиления электрических сигналов
- •Точка покоя. Напряжение смещения
- •Работа уэ с нагрузкой. Динамические характеристики уравнение нагрузочного режима
- •Нагрузочные линии усилителя и их построение
- •Сквозная характеристика усилителя на биполярном транзисторе
- •Схемы подачи смещения на вход полевого транзистора
- •Режимы работы усилительных элементов
- •Резисторный каскад
- •Микроэлектронные приборы
- •Классификация интегральных микросхем
- •Методы изоляции элементов имс
- •Полупроводниковые интегральные микросхемы технология изготовления
- •Элементы имс на биполярных структурах
- •Технология создания имс на биполярных структурах
- •Элементы имс на мдп-структурах
- •Параметры пзс
- •Области применения пзс
- •Применение пзс в вычислительной технике
- •Использование пзс в устройствах связи
- •Глава 1. Исторический обзор развития микроэлектроники.
- •1.1. Основные направления развития электроники.
- •1.2. История развития микроэлектроники.
- •Глава 2. Общие сведения о полупроводниках
- •2.1. Полупроводники и их электрофизические свойства
- •2.2. Структура полупроводниковых кристаллов
- •2.3. Свободные носители зарядов в полупроводниках
- •2.4. Элементы зонной теории твердого тела.
- •Глава 3. Методы получения монокристаллов кремния
- •3.1. Метод Чохральского
- •3.2. Метод зонной плавки
- •Глава 4. Электронно-дырочный переход.
- •4.1. Образование p-n-перехода.
- •4.2. Вольтамперная характеристика p-n-перехода.
- •Глава 5. Биполярные и полевые транзисторы.
- •5.1. Структура биполярных транзисторов и принцип действия.
- •5.2. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом.
- •5.4. Методы получения транзисторов.
- •Глава 6. Интегральные схемы.
- •6.1. Общие понятия.
- •6.2. Элементы биполярных полупроводниковых ис.
- •6.3. Элементы ис на мдп-структуре.
- •Глава 7. Большие интегральные схемы.
- •7.1. Общие положения.
- •Глава 8. Технологический процесс изготовления ис.
- •Глава 9. Гибридные интегральные схемы.
- •Глава 10. Методы обеспечения качества и надежности в процессе серийного производства ппи.
- •10.1. Общие понятия.
- •10.2. Система получения и использования информации при проведении работ по повышению надежности ппи.
- •10.3. Требования по обеспечению и контролю качества ис в процессе производства.
Эквивалентная схема транзистора
-
дифференциальное сопротивление
эмиттерного перехода включенного в
прямом направлении
-
емкость эмиттерного перехода
-сопротивление
области базы, базовому току (100Ом-1кОм)
-сопротивление
коллекторного p-n
перехода, включенного в обратном
направлении (100кОм)
-емкость
коллектора (Барьерная емкость)
-
генератор тока, показывающий, что весь
ток со входа будет переходить на выход
>
на
порядок
уменьшается
быстрее, чем
при повышении частоты.
Рассмотрим, какая из емкостей оказывает более сильное влияние на работу транзистора на ВЧ.
Ёмкость Cэ, имеющая величину на порядок большеCк, шунтирует очень маленькое сопротивление эмиттерного перехода. Частотаw, на которой сопротивлениеCэбудет меньшеRэдолжна быть очень высокой. Скшунтирует большое сопротивление (до МОм) обратно смещённого коллекторного перехода. В связи с этим частота, на которой будет проявляться шунтированиеRк, т.е. сопротивлениеCкменьшеRк, более низкая, чем в первом случае. Поэтому при анализе работы транзистора на ВЧ учитывается влияние только С к.
На НЧ практически весь ток будет протекать через нагрузку, т.к. Rквелико иXС к тоже велико.
На ВЧ XСмало и часть тока будет перераспределяться с цепи, состоящей изRн+RБ, в цепь, состоящую из С к. Ток в нагрузке уменьшается, уменьшается коэффициент усиления по току и напряжению, а следовательно, и по мощности.
Коэффициент передачи тока в схеме с общей базой ВЧ и при обратном импульсном сигнале
Рассмотрим
в начале процесс восстановления тока
и
при
включении напряжения
,
предположив, что
увеличивается скачком, и т.к. процесс в
эмиттерном переходе практически
безинерционны и ток эмиттера увеличивается
скачком.
Наличие
интервала времени в течение которого
происходят нарастания
объясняется
тем, что дырки диффундирующие в базу
имеют свои тепловые скорости и в начале
только часть дырок подходят к коллекторному
переходу, а затем их количество
увеличивается и становится постоянным
в течение действия определенного
на
входе,
В
это время будет изменяться коэффициент
по току: где
-
коэффициент передачи по току на низкой
частоте
Инерционность движение дырок в базе сказывается и в случае работы транзистора в режиме усиления синусоидального сигнала ВЧ. Если время движения дырок от эмиттерного перехода к коллекторному в p-n-p транзисторе сравнимо с периодом усиления сигнала, то закон изменения концентрации дырок в Б инжектированных Э не будет убывать от Э к К.
Если в какой-то момент времени амплитуда переменного сигнала будет увеличивать постоянное напряжение задающее прямое смещение на эмиттерном переходе , то поток дырок увеличивается ,т.к. высота барьера уменьшается.
Пусть в течении полупериода дырки дойдут до середины базы, полярность синусоидального сигнала изменится, величина прямого смещения уменьшится, поток инжектированных из Э дырок уменьшится.
В
следствии этого в базе на ряду с
диффузионным движением дырок по
направлению к коллекторному переходу
возникает диффузионное движение
электронов, это приведет к уменьшению
и
к уменьшению коэффициента
.
Инерционность процессов в базе приводит
к фазовому сдвигу между токами
и
становится комплексной величиной.
Предельная частота
-
это такая частота
,
на которой модуль коэффициента передачи
по току уменьшается в
раз или 3дБ по сравнению
на
низкой частоте.
Это
из рассмотренного ранее видно, что
частотные и импульсные свойства
транзистора могут быть улучшены за счет
уменьшения ширины базы и увеличения
.
,
можно увеличить за счет увеличения
Коэффициент
передачи
в
схеме с помощью схеме с общим эмиттером
более существенна зависит от частоты
чем
.
Причина заключается в более большом
различии фазовых сдвигов между входными
и выходными токами.
Угол
более сильно зависит от частоты.
,
-
это частота при которой величина
уменьшается
в
раз.
Величина
<<
Постоянная времени установления тока в коллекторной цепи больше
в
схеме с ОЭ не зависит от ширины Б. И для
её увеличения необходимо использовать
материалы с высокой подвижностью
носителей.
Для схемы с ОК зависимость коэффициента передачи по току приблизительно такая же.
Максимальная частота генерации.
-
это частота на которой транзистор еще
может служить усилителем и генератором
уменьшится
до единицы
-
коэффициент
-
та часть объемного сопротивления базы,
через которую протекает ток заряда
емкости
-
постоянная времени цепи обратной связи
Учитывая,
что
можно
получить зависимость частоты
от
физических параметров:
увеличивается
при уменьшении ширины базы,
,
и увеличении
.
Фактор качества транзистора: