Лекция №3 Устройство биполярного транзистора.

Транзистором называется преобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий не менее трех выводов, пригодный для усиления мощности.

Наиболее распространенными являются транзисторы имеющие носители заряда обеих полярностей. Такие транзисторы называются биполярными.

Особую группу занимают полевые транзисторы, (канальные, униполярные). Особую специфическую группу , в современной электронной аппаратуре, образуютфототранзисторы .

К группе транзисторов следует отнести тиристоры и динисторы.

Основным элементом биполярного транзистора является кристалл германия и кремния, в котором созданы три области различных проводимостей.

Error: Reference source not found

Рис. 1.

Различают транзисторы 2-х типов p-n-p и n-p-n . Физические процессы протекающие в транзисторах обоих типов одинаковы. Средняя область называется базой, крайния эмиттером и коллектором.

Условное обозначение транзисторов

Error: Reference source not found

Рис. 2.

Принцип работы транзистора.

Error: Reference source not found

Рис. 3.

Из рисунка видно, что транзистор представляет по существу два полупроводниковых диода. При замыкании ключа SA₁и разомкнутом SA₂к эмиттерному переходу подключается источник E₁в прямом (пропускном) направлении, а при замыкании ключа SA₂к коллекторному переходу подключается источник E₂в обратном направлении обычно E₂>>E₁.

При подключении источников E₁и E₂изменяютсяпотенциальные барьерыp-n переходов. Потенциальный барьер эмиттера понижается, а коллекторного повышается. Ток проходящий через эмиттер получил название.

Поскольку концентрация носителей заряда в базе меньше чем в эмиттере, то неосновные носители зарядов в базе полностью дойдут до коллектора.

Эффективность эмиттера оценивается коэффициентом инжекции

Подойдя к коллектору, дырки начинают испытывать действие электрического поля коллекторного перехода.

В результате экстракциидырки быстро втягиваются в коллектор, создавая ток коллектора.

Принимая во внимание малую степень рекомбинации дырок с электронами базы, можно считать, что .

Те дырки которые все же рекомбинируют с электронами образуют ток базы, поэтому .

На усилительные свойства тр-ра влияет рекомбинация носителей в базе, которая определяется через коэффициент переноса носителей в базе

;

Одним из основных параметров тр-ра является коэффициент передачи токаэмиттера

;

;

Следует уточнить, что полный ток коллектора равен т.к.

_{, .}

Схемы включения транзисторов.

Различают три возможные схемы включения транзисторов: ОБ; ОЭ; ОК;

Это зависит от того, какой из электродов является общим для входа и выхода

Рис. 4.

Рис. 5.

Рис. 6.

Независимо от схемы включения транзисторы характеризуются дифференциальным коэффициентом прямой передачи тока.

Для ОБ при

Низкое входное сопротивление схемы с ОБ (единицы, десятки ОМ) является существенным недостатком, т.к. в межкаскадных соединениях снижает усиление по напряжению и мощности.

Основной особенностью схемы с ОЭ является большой коэффициент передачи по току

или

учитывая , что , то; т.е. в схеме с ОЭ можно получить коэффициент прямой передачи тока несколько десятков. Входное сопротивление схемы с ОЭ значительно больше схемы с ОБ. Достоинством схемы является то, что ее можно питать от одного источника напряжения.

Следует отметить, что температурная стабильность схемы с ОБ лучше схемы с ОЭ.

Для схемы с ОК

Несмотря на большой коэффициент передачи по току, схема не обеспечивает усиление по напряжению.

Основными показателями транзисторного усилительного каскада являются:

Для схемы с общим эммитером:

Реальные свойства транзисторов можно определять с помощью схем замещения. Широкое распространение получили Т-образные схемы.

Error: Reference source not foundError: Reference source not found

Рис. 7. Схема с ОЭ Рис. 8. Схема с ОБ

Error: Reference source not found

Рис. 9. Схема с ОК

Для схемы с ОБ ,

Для схемы с ОЭ

Для схемы с ОК

Таблица 1.

Ориентировочные показатели схем включения тр-ов.

Тип схемы	Усиление			Входное сопротивление Ом
ОБ	I	до 1000	до 1000	един.- десятки
ОЭ	10-100	до 100	до 1000	Сотни
ОК	10-100	1	до 100	Десятки тыс.