Рыбин Ю.К. -- Электроника. Опорный конспект лекций
.pdfКак появился биполярный транзистор
•21 декабря 1947 года трое выдающихся физиков Уильям Брэдфорд Шокли, Джон Бардин и Уолтер Хаузер Браттейн, работающие в Bell Telephone Laboratories USA, провели демонстрацию своего изобретения - первого в мире транзистора.
•Представленный на фотографии p-n-p германиевый транзистор с точечным контактом мало чем напоминает современные, но подобные ему устройства, которые в течение последующих десятилетий буквально перевернут мир. Уже в 1957 году за огромный вклад в развитие физики, все трое исследователей будут удостоены Нобелевской премии за свое открытие.
•Можно только удивляться, насколько быстро развивается наука и техника, за чуть более полвека пройдя путь от таких громоздких и неуклюжих устройств к современным транзисторам, лежащим в основе всей микроэлектроники.
Первый точечный транзистор
Биполярный транзистор. Структура и
графическое условное изображение
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
P |
N |
P |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Э |
|
|
|
|
К |
Б |
|
|
P – N - P |
||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Э |
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
P |
N |
|
|
|
|
|
|
|
Э |
|
|
|
Рыбин Ю |
. К. |
|
|
К |
Б |
|
Э |
N – P - N |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б
На условных обозначениях стрелка всегда указывает направление от области P к области N
Э - эмиттер Б - база
К – коллектор
Биполярный транзистор.
Буквенно – цифровое обозначение
КТ321А
К(2)- кремниевый, (Г(1) – германиевый, А(3) – арсенид галлиевый)
биполярный транзистор мощность и частота
номер Госрегистрации различие по параметрам (от А до Я) Рыбин Ю. К.
1 |
2 |
3 |
- маломощный до 0,3 Вт |
|
4 |
5 |
6 |
- |
средней мощности от 0,3 до 10 Вт |
7 |
8 |
9 |
- |
мощный > 10Вт |
- низкочастотный (до 3 МГц)
-среднечастотный (от 3 до 30 МГц)
-высокочастотный (более 30 МГц) и сверхвысокочастотный
Биполярный транзистор. Структура транзистора без внешних напряжений
P |
N |
P |
ЭП |
lб |
КП |
Э |
Рыбин Ю. К. |
К |
Б
Условия для улучшения усилительных свойств транзистора:
1.Npp >> Nnn << Npp,
2.lб < 10 мкм,
3.Sкп > Sэп
Биполярный транзистор.
Режимы работы транзистора
Смещение |
|
Режим работы |
|
P – N перехода |
|
||
|
|
|
|
ЭП |
|
КП |
|
|
|
|
|
П |
|
О |
Активный, нормальный, |
|
|
|
усилительный |
|
|
|
|
П |
|
П |
Насыщения Рыбин Ю. К. |
|
|
|
|
О |
|
О |
Отсечки |
|
|
|
|
О |
|
П |
Инверсный |
|
|
|
|
Активный, нормальный, усилительный
Uэб
Насыщения
Uкб
Отсечки |
Инверсный |
Для P – N – P транзистора
Биполярный транзистор.
Активный режим работы
P |
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|||||||||||||||||
|
|
ЭП |
lб |
|
|
|
|
КП |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Э |
К |
Iэ |
Iк |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
Б |
|
|
Iб |
+ |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uэб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U кб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Э Iэ |
|
|
|
К Iк |
|
|
|
|
|
|
Iэ = Iк + Iб |
Uэб + U кб = Uэк |
||||||
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Uэб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Б |
|
Iб |
+ |
|
|
U кб |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Биполярный транзистор.
Схемы включения транзистора
Э Iэ |
К |
Iк |
+ |
|
|
Uэб |
Iб Б |
+ U кб ОБ - общая база |
|
Iк |
|
Iб |
U кэ |
U кэ < Uэб |
|
|
ОЭ - общий эмиттер |
|
+ |
|
Uэб |
Iэ |
|
+ |
|
|
Iэ |
|
|
|
Iэ |
|
Iб |
+ |
U кэ > Uэб |
|
U эк |
ОК - общий коллектор |
+ |
|
|
Uбэ |
Iк |
|
Биполярный транзистор.
Схемы включения транзистора
2
|
|
|
|
|
|
|
|
U2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
+ |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3.109u |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.398m |
A |
DC 1e-009 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
DC 1e-009 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2N3702 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
U3 |
|
1 |
V1 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
V2 |
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.401m |
A |
|
DC 1e-009 |
|
|
|
|
|
10 V |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
0.7 V |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема для создания активного режима БТ
с помощью программы Electronics Workbench
Биполярный транзистор.
Схемы включения транзистора
1
|
|
|
|
|
|
|
U2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
- |
|
+ |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U1 |
|
|
|
|
|
|
|
0.098m |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0.094m |
|
DC 1e-009 |
||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
A |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
DC 1e-009 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2N3702 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
V2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U3 |
|
|
|
|
|
|
V1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
0.7 V |
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
3.823u |
A |
DC 1e-009 |
|
|
|
|
|
|
0 V |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема для создания режима насыщения в БТ с помощью программы Electronics Workbench