шпоры / СЭАСУ шпора3

22. Транзисторы.

Транзисторы - управляемый п-п прибор, кот. может работать в эл. сх. как в ключевом, так и в усилительном режимах. Это универсальных прибор интегральных и мощных схем.

классификация и условные обозначения транзисторов.

Биполярные транзисторы изготовляются в дискретном исполнении и в качестве компонентов ИС.

Полевые приборы выполняют те же функции, что и биполярные.

И полевые и биполярные транзисторы управляются зарядом, но передача управляющего заряда осуществляется по разному:

Напряжением – в полевых (через емкость)

Током – в биполярных (через сопротивление)

Система обозначений современных транзисторов основана на их физ. св-вах и конструктивно-технологических принципах. В основу системы положен буквенно-цифровой код.

Условные обозначения биполярных транзисторов, разработанных до 1964 года и выпускаемых до настоящего времени, состоит из 2 или 3 эл-ов.

Рассмотрим систему предельно допустимых параметров, к ней относятся:

1. max мощность, рассеиваемая на коллекторе P_{x max}

коэф. собственного шумастатический коэф. усиления на ходу;J_{k max} – max допустимый постоянный ток коллектора;

J_{э max} - max допустимый постоянный ток эмиттера;

J_{б max} - max допустимый постоянный ток базы.

Max допустимые импульсные режимы приводятся для заданной длительности импульсов t_и.

J _{ки max} - max допустимый импульсный ток коллектора;

J_{эи max} - max допустимый постоянный импульсный ток эмиттера;

J_{к нас max} - max допустимый постоянный импульсный ток коллектора в режиме насыщения;

J_{б нас max} – max допустимый постоянный импульсный ток базы в режиме насыщения.

2. К параметрам предельного напряжения относятся:

U_{э б max} – max допустимое постоянное напряжение эмиттер-база;

U_{к э max} – max допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер;

U_{к эи max} – max допустимое импульсное напряжение коллектор-эмиттер;

U_{к би max} – max допустимое импульсное напряжение эмиттер-база.

3. Важнейшим параметром предельных режимов явл. предельная мощность:

P_{к max} – max допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора;

P_{к и max} – max допустимая импульсная рассеиваемая мощность коллектора;

P_{и max} – max допустимая импульсная рассеиваемая мощность.

Max допустимые напряжения, ограничиваются пробивными напряжениями соответствующих переходов, maxдопустимые мощность и ток, ограничиваются max температурой перехода и тепловым пробоем

Диапазон работы температур транзисторов, так же как и диодов, определяется температурными св-ми p-n-перехода в свою очередь зависит от температуры окр. среды и от той эл. мощности, кот. рассеивается в переходе в виде тепла.

Для определения влияния рассеиваемой в транзисторе мощности на температуру кристалла вводятся тепловые параметры транзистора, хар-щие его устойчивость при работе в широком диапазоне температур.

t_{к max} – max температура работы транзистора, кот. зависит от max температуры коллекторного перехода.

t_{0 max} – max температура окр. среды, усиливается в результате расчетов и обработки экспериментальных данных работы прибора при различных температурах.

R_{n k} – тепловое сопротивление переход-корпус, кот. показывает, на сколько градусов повысится температура перехода относительно корпуса при рассеивании на переходе заданной мощности.

1. R_{n k} = (t_n – t_r) / P, где t_n – температура перехода, t_k – температура корпуса.

Тепловое сопротивление R_{n k} приводится в справочниках для транзисторов средней и большой мощности, используемых с внеш. теплоотводами.

Для транзисторов малой и средней мощности (а также большой мощности без теплоотводов) приводится обычно тепловое сопротивление переход-окр. среда.(R_{n o}).

В этом случае температура перехода определяется по формуле:

2. t_n = t₀ + P*R_{n o}, где t₀ – температура окр. среды.

С изменением температуры, изменяются все параметры транзистора.

Основными параметрами полевых транзисторов явл. :

1. крутизна хар-ки передачи S=dJ_c / dU_зи , при U_си – const

2. дифференциальное сопротивление стока (канала) на участке насыщения R=dU_си / dJ_c при U_зи – const

В качестве предельно допустимых параметров нормируется: max допустимые напряжения U_{си max}, U_{зи max}; max допустимая мощность стока P_{c max}; max допустимый ток стока – J_{c max}.

25 Выбор транзисторов.

Стандартный транзистор будет выбран верно с учетом следующих требований:

1. транзисторы явл. приборами универсального применения и могут усиленно использоваться в функциональных эл-ах различных классов, их следует применять по назначению, указанному в справочниках.

2. в справочниках приводятся значения параметров для соответствующих оптимальных или предельных режимов эксплуатации. Рабочий режим транзистора в проектируемом устройстве часто отличается от указанных. В этом случае необходимо по формулам и хар-ам определить необходимое значение для выбранного режима.

3. Применение ВЧ транзисторов в НЧ устройствах нежелательно, т.к. они дороги, склонны к самовозбуждению и развитию вторичного пробоя, обладают меньшим эксплутационным запасом.

Эксплутационный запас – это разница между max значением какого-либо параметра и его max допустимым значением.

4. Не допускается превышение max допустимых значений напряжений, токов, температуры, мощности рассеяния. Как правило, транзистор работает более устойчиво при неполном использовании его по напряжению и полном использовании по току.

Для надежной работы транзистора, напряжение на его коллекторе и рассеиваемая на нем мощность должны составлять не более 70-80% от max допустимых значений. Создаваемый тем самым второй эксплуатационный запас предотвращает превышение этими параметрами их допустимых значений при колебаниях, например, питающих напряжений, при переходных режимах, возникающих при вкл. аппаратуры и т.д.

5. Не следует применять мощные транзисторы там, где можно применить маломощные. Т.к. при использовании мощных транзисторов в режиме малых токов их коэф. передачи по току мал и сильно зависим как от тока, так и от температуры окр. среды. А также уменьшаются массогабаритные и стоимостные показатели аппаратуры.

Необходимо применять транзистор min возможных для данных условий мощности, но так чтобы он при этом не перегревался.

Лучше применять транзистор малой мощности с небольшим теплоотводом, чем большой мощности без теплоотвода.

если нет особых причин применять германиевый транзистор, лучше применить кремневый , т.к. они лучше работают при высоких температурах, имеют более пробивные напряжения и на 1-2 порядка меньше, чем германиевые, обратные токи

6. Коэф. передачи тока базы зависит от тока коллектора и при некотором его значении обычно имеет max напряжение.

Для хорошего усиления на низких частотах желательно выбирать это max значение или близкое к нему по приводимым в справочнике графикам. В др. случаях коэф. передачи тока следует принимать равным указанному в справочнике или среднему арифметич. от min и max значений параметра.

26 Тиристоры.

Тиристор – п-п прибор с 2 устойчивыми состояниями, 3 или более переходов, кот. может переключатся из закрытого состояния в открытое и наоборот. Может выполнять функции преобразователя тока любой формы, ключей генераторов, используется в качестве ЗУ.

Классификация и система условных обозначений тиристоров.

Тиристоры классифицируются по следующим признакам:

1. по кол-ву выводов;

2. по виду выходной ВАХ;

3. по способам вкл. и управления и по др. признакам.

По кол-ву выводов различают:

1. диодные тиристоры, имеющие 3 вывода (2 основных и 1 управляющий);

2. четырех электродные тиристоры, имеющие 4 вывода (2 вх. и 2 вых.).

По виду выходной ВАХ:

1. тиристоры, не проводящие в обратном направлении;

2. тиристоры, проводящие в обратном направлении;

3. симметричные, кот. могут переключатся в открытое состояние в обоих направлениях.

По способу выключения:

1. не запираемые;

2. запираемые.

По способу управления:

1)Тиристоры – управляются внеш. эл. сигналом по управляющему электроду;

2) фототиристоры – внеш. оптическим сигналом;

оптотиристоры – внутренним оптическим сигналом