5.1.Система обозначений и классификация транзисторов

Маркировка транзистора состоит из пяти элементов. На первом месте слева находится цифра или буква, обозначающая материал полупроводника. Второй элемент для биполярных транзисторов - буква Т. Третий элемент – цифра, определяющая его основные функциональные возможности.

Здесь .

Четвёртый элемент – двух или трёхзначное число, обозначающее конкретную разновидность прибора, пятый – буква, определяющая особенности транзистора конкретного типа. Примеры обозначения обычных транзисторов: ГТ321А, КТ315Б, 2Т819Г, КТ928А, 1Т813Б и т.д. В качестве дополнительных классификационных признаков может использоваться буква С после второго элемента (КТС3103А), говорящая о том, что в одном корпусе содержится определенное количество (сборка) однотипных транзисторов.

В случае бескорпусного исполнения используется дополнительный шестой элемент – цифра, написанная через чёрточку (КТ937А-2), отражающая модификацию конструкции. Ещё встречаются транзисторы, маркированные по старой системе, например П25, П216Б, МП40Б.

6.1.Составные транзисторы

Коэффициент передачи тока α в схеме с общей базой или коэффициент усиления по току β в схеме с общим эмиттером определяются характеристиками полупроводниковых материалов, технологией изготовления транзисторов и физическими процессами, протекающими при его работе. Типовые значения α находятся в пределах 0,95 0,99, а β соответственно принимает значения 20 100.

С целью уменьшения затрат мощности на управление коллекторным током и должны быть большими. Однако на пути создания транзисторов с встают серьезные технологические трудности, связанные с необходимостью формирования тонкой базы, что в свою очередь приводит к снижению предельных рабочих напряжений и т.п.

Однако можно получить транзистор со сколь угодно большим значением β, если несколько обычных транзисторов определенным образом соединить друг с другом. Один из вариантов такого соединения транзисторов одного типа проводимости, приведенный на рис. 3.31, называется схемой Дарлингтона или составным транзистором.

Такая схема ведет себя как эквивалентный транзистор того же типа проводимости. База транзистора VT1 будет базой эквивалентного, его эмиттером - эмиттер VT2, а коллектором – общая точка соединения коллекторов обоих транзисторов.

Рис. 3.31. Структура и распределение токов

в составном транзисторе (схема Дарлингтона).

Если через β обозначить коэффициент усиления по току составного транзистора, то его токи базы и коллектора будут связаны соотношением . Из картины токораспределения следует, что ; . Так как эмиттерный ток VT1 является базовым током VT2 - , то и коэффициент усиления эквивалентного транзистора будет описываться соотношением .

В первом приближении его можно считать равным произведению коэффициентов усиления исходных VT1 и VT2. Количество соединяемых таким образом транзисторов может быть любым и теоретически, с помощью такого схемотехнического решения можно получить транзистор со сколь угодно большим значением β.

Однако на практике возникает ряд проблем. Во-первых, транзисторы VT1 и VT2 работают при существенно разных токах, так как а, следовательно .

Если ток коллектора первого транзистора будет очень мал, то соответственно небольшим окажется и коэффициент β₁ и соответственно большого выигрыша в коэффициенте усиления составного транзистора не получится. Чтобы уменьшить влияние этого эффекта, в эмиттерную цепь VT1 включается дополнительный низкоомный резистор R, увеличивающий его эмиттерный и коллекторный токи до величин, при которых коэффициент усиления β₁ принимает достаточно большие значения.

Кроме этого сквозной (неуправляемый) ток составного транзистора определяется соотношением , он много больше, чем у каждого из входящих в его состав, а и меньше меньшей из величин ( , и , ). Особенностью составного транзистора является невозможность перевода его в состояние насыщения. Это объясняется тем, что как только потенциал коллектора VT2 станет меньше потенциала его базы, первый транзистор перейдёт в инверсный режим и дополнительный входной ток начнёт протекать через коллекторную цепь VT2, минуя его базу. По этой причине падение напряжение на открытом составном транзисторе всегда будет больше, чем на обычном насыщенном.

По схеме составного можно включать и транзисторы различного типа проводимости (схема Шиклаи), как это представлено на рис. 3.32.

При этом проводимость эквивалентного транзистора будет соответствовать проводимости VT1, а эмиттер VT2 будет действовать как коллектор составного транзистора и наоборот. Здесь , ; , отсюда вытекает, что .

Рис. 3.32. Структура и распределение токов в составном

транзисторе (схема Шиклаи).

Таким образом, коэффициент усиления по току здесь получается практически таким же, как у предыдущей схемы. Особенность такой структуры в том, что, используя маломощный p-n-p транзистор, можно создать его более мощный эквивалент, параметры которого будут определяться свойствами n-p-n транзистора.