28. Принцип работы биполярного транзистора.

Биполярным транзистором (БТ) называется трехэлектродный полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими р-n-переходами, предназначенный для усиления электрических колеба­ний по току, напряжению или мощности. Слово «биполярный» оз­начает, что физические процессы в БТ определяются движением носителей заряда обоих знаков (электронов и дырок). Взаимодей­ствие переходов обеспечивается тем, что они располагаются дос­таточно близко – на расстоянии, меньшем диффузионной длины. Два p-n-перехода образуются в результате чередования областей с разным типом электропроводности. В зависимости от порядка че­редования различают БТ типа п-р-п (или со структурой n-p-n) и типа р-п-р (или со структурой р-n-р), условные изображения которых по­казаны на рис. 5.1.

В активном режиме в тран­зисторе происходят следующие основные процессы.

29. Режимы работы биполярного транзистора – в зависимости от направления, в которых смещен p n переходы, различают 3 режима работы:

1. Активный режим – коллекторный переход обратно смещенный ;

2. Режим отсечки –транзистор закрыт.

3. Режим насыщения .

30. Статические характеристики биполярных транзисторов

Различают 4-е хар-ки:

1.Входная характеристика (описывают зависимость входного тока от входного напряжения)

I_вх=f(U_вх) U_вых=const

2.Выходная хар-ка I_вых=f(U_вых) U_вх=const

3. Хар-ка прямой передачи (хар-ка управления)(показ. зависимость выходного тока от входного тока при постоянном выходном напряжении)

I_вых=f(I_вх) U_вых=const

4. Хар-ка обратной связи(показывает на сколько выходное напряжение влияет на входное) U_вх=f(U_вых) I_вх=const

31. Основные схемы включения биполярных транзисторов

При использовании транзисторов, имеющих три вывода (электрода) один из них всегда оказывается общим для входной и выходной цепей.

Все напряжения в схеме измеряются относительно общего электрода. Получаются три схемы включения транзистора: с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК).

В каждой схеме включения транзистор может характеризоваться четырьмя семействами ВАХ: входных, выходных, прямой передачи (проходных), обратной передачи (обратной связи). Входной называется характеристика I1=f(U1) при U2=const, показывающая связь тока входного электрода с напряжением на нем, измеренным относительно общего электрода. Выходной называется характеристика I2=f(U2) при I1=const, показывающая связь тока выходного электрода с напряжением на нем, измеренным относительно общего электрода. Характеристики I2=f(I1) или I2=f(U1) при U2=const называются характеристиками прямой передачи. Характеристики U1=f(U2) при I1=const называются характеристиками обратной передачи.

32. Полевой транзистор. Определение, типы, уго

Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля, создаваемого входным сигналом. Протекание в полевом транзисторе рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака (электронами или дырками), поэтому такие приборы часто включают в более широкий класс униполярных электронных приборов (в отличие от биполярных).

Различают два вида полевых транзисторов: с управляющим переходом и с изолированным затвором. Все они имеют три электрода: исток (источник носителей тока), затвор (управляющий электрод) и сток (электрод, куда стекают носители).

Транзистор с управляющим p-n-переходом. Стрелка указывает направление от слоя р к слою п (как и стрелка в изображении эмиттера биполярного транзистора). Удельное сопротивление слоя n (затвора) намного меньше удельного сопротивления слоя р (канала), поэтому область р-n-перехода, обедненная подвижными носителями заряда и имеющая очень большое удельное сопротивление, расположена главным образом в слое р.

Если типы проводимости слоев полупроводника в рассмотренном транзисторе изменить на противоположные, то получим полевой транзистор с управляющим р-n-переходом и каналом n-типа. Если подать положительное напряжение между затвором и истоком транзистора с каналом р-типа: и_зи > 0, то оно сместит p-n-переход в обратном направлении.

В рабочем режиме р-n-переход должен находиться под обратным или нулевым напряжением. Поэтому в рабочем режиме ток затвора примерно равен нулю (i_з ? 0), а ток стока практически равен току истока.

Транзисторы с изолированным затвором. Полевой транзистор с изолированным затвором – это транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика. Физической основой работы таких транзисторов является эффект поля, который состоит в изменении концентрации свободных носителей заряда в приповерхностной области полупроводника под действием внешнего электрического поля. В соответствии с их структурой такие транзисторы называют МДП-транзисторами (металл-диэлектрик-полупроводник) или МОП-транзисторами (металл-оксид-полупроводник). Существуют две разновидности МДП-транзисторов: с индуцированным и со встроенным каналами. По электропроводности канала различают p-канальные и n-канальные МДП-транзисторы. Условное обозначение этих приборов на электрических схемах показано на рис. 1.30. Существует классификация МДП-транзисторов по конструктивно-технологическим признакам (чаще по виду материала затвора).

Рис. 1.30 Условные графические обозначения полевых транзисторов с изолированным затвором: а – со встроенным р-каналом; б – со встроенным n-каналом; в – с индуцированным p-каналом; г – с индуцированным n-каналом

полевые (униполярные) транзисторы

-с управляющим переходом:

-с управляющим p-n-переходом:

-с каналом р-типа;

-с каналом п-типа;

-с управляющим переходом на основе контакта металл—полупроводник (переход Шоттки);

-с управляющим гетеропереходом

-с изолированным затвором (МДП-транзисторы)

-со встроенным каналом(МДП-транзисторы обедненного типа);

-с каналом р-типа;

-с каналом n-типа;

-с индуцированным каналом (МДП-транзисторы обогащенного типа);

-с каналом p-типа;

-с каналом n-типа (практически невстречаются).