Основные параметры физической схемы замещения.

r_э,c_э- элементы, отвечающие за свойства ЭП, который обычно смещен в прямом направлении, а потому: r_э=φ_т/I_{э рт}.

c_э- диффузионная емкость.

r_б- объемное сопротивление области базы.

r_к,c_к- элементы, отвечающие за свойства КП, который обычно смещен в обратном направлении.

r_к- учитывает наклон пологой части ВАХ.(10⁵-10⁶ом)

c_к- барьерная емкость.(c_к<<c_э)

Эквивалентная схема для транзистора с ОЭ составляется аналогично по физической модели. Параметры r_Б,c_Э,r_Э – аналогично параметрам схемы с ОБ, а параметры коллекторного перехода все определяются по-другому.

и потому наклон выходной ВАХ заметен.

- емкость коллекторного перехода транзистора с ОЭ.

βI_Б – источник тока, учитывает передачу входного тока (тока базы) в цепь коллектора.

Параметры физической и формальной схем имеют определенную связь между собой, поскольку относятся к одному транзистору.

,

Зависимость параметров и характеристик от температуры, частоты, и рабочей точки транзистора.

1)От температуры:

Температура оказывает существенное влияние на параметры и характеристики транзистора. Наиболее сильно она влияет на тепловой ток коллекторного перехода. Это влияние приводит к тому, что выходные ВАХ смещаются вверх, особенно это сильно проявляется в схеме с ОЭ, там выходной ток равен:

I_k0^*=(1+β)I_k0

С повышением температуры, за счет роста I_э0 входная ВАХ смещается влево. С ростом температуры возрастают коэффициенты диффузии и дрейфа, что ведет к росту параметров α и β, они возрастают примерно на 1% на градус.

2)Зависимость от положения рабочей точки.

Рабочие точки характеризуются постоянным напряжением и током на коллекторе и эмиттере.

Спад β при малых I_К связан с необходимостью учета рекомбинации в ЭП. Спад β при больших I_К связан с учетом рекомбинации в области базы.

3)От частоты:

Предельно допустимые параметры транзистора.

Это такие значения параметров, которые не должны быть превышены ни при каких режимах эксплуатации, поскольку это ведет к нарушению работоспособности транзистора или существенно ухудшает его надежность.

К предельно допустимым параметрам относятся:

1)J_kmax – приводит к расплавлению.

2)U_кэmax - приводит к пробою.

3) - предельно допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе.(T_{K max}-максимально допустимая температура КП, T_ср-температура окружающей среды, R_{k cp}-тепловое сокр-е между коллектором и окружающей средой.

4)ω_β,ω_α.

Полевые транзисторы.

В них используется лишь один из носителей заряда (p или n). Принцип действия полевого транзистора, основан на эффекте изменения сопротивления канала, под действием поперечного электрического поля, создаваемого напряжением приложенным к выводам транзистора. Управление выходным током осуществляется электрическим полем, создаваемым напряжением, за счет изменения проводящего выходного тока. Часто полевой транзистор сравнивают с переменным сопротивлением управляемым напряжением.

Полевые транзисторы делятся на:

1) С управляющим p-n-переходом.

а)n-канальный

б)p-канальный

2) С изолированным затвором(МДП(Металл-Диэлектрик-Полупроводник), МОП(Металл-Окисел-Полупроводник)).

а)С встроенным каналом:

б)С индуктированным каналом.

Управляющим электродом у полевых транзисторов является затвор. Напряжение, приложенное к нему, позволяет управлять величиной напряжения между истоком и стоком. Большинство полевых транзисторов имеет симметричную структуру, что позволяет менять местами сток и исток.

Полевые транзисторы обладают рядом существенных преимуществ над биполярными:

1) Имеют высокое входное сопротивление. (10⁶-10⁸ом для транзисторов с управляющим p-n-переходом, 10¹⁰-10¹²ом –с МДП)

2) Устойчивы к воздействию ионизирующего излучения.

3) Способны работать при температурах до ≈-197⁰С.

4) Обладают малым уровнем собственного шума.

5) Имеют малую площадь, занимаемую на поверхности полупроводника, что позволяет на их основе изготавливать интегральные схемы с высокой степенью интеграции.

Устройство и принцип работы полевого транзистора с управляющим p-n- переходом.

Транзистор состоит из слаболегированного полупроводника n-типа, выполненного в виде тонкой пластинки ил стержня. Он представляет собой канал. На каждую из боковых граней канала наносится полупроводник p-типа, представляющий собой затвор. Торцы пластины n-типа снабжены электродами. Один из выводов (каналов) – исток (соединяется с общей точкой схемы), а другой – сток. На сток подают напряжение такой полярности, чтобы основные носители канала двигались к стоку, то есть в n-канальном «+», а в p-канальном – «-». Между затвором p⁺ и каналом n образуется p-n-переход, в основном располагающийся в области каналов, поскольку он слабо легирован. На затвор относительно истока подают управляющее напряжение такой полярности, чтобы p-n-переход был смещен в обратном направлении. При изменении направления в затворе, изменяется ширина p-n-перехода области, объединенной носителями зарядов, а вместе с этим и ширина проводящей части канала. В результате изменяется сопротивление «сток-исток», а следовательно и ток стока.

Понятия:

1) Напряжение отсечки – такое напряжение затвор-исток, при котором проводящая часть канала смыкается по всей длине.

2) Напряжение насыщения – такое напряжение сток-исток, при котором смыкание канала происходит у стока.