Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
4.DOC
Скачиваний:
2
Добавлен:
07.05.2019
Размер:
408.58 Кб
Скачать

68

лучаются путем вплавления акцептора или донора в n- или р-полупровод-ник (рис. 2.24).

Эпитаксиально-диффузионные транзисторы образуются путем наращивания монокристаллического слоя на подложке и создания p-n-пере-ходов в этом слое (рис. 2.25).

Планарные транзисторы позволяют получить трехслойную структуру на поверхности кристалла (рис. 2.26). Высокочастотные транзисторы могут быть получены, используя технологию получения меза-диода.

При изготовлении транзисторов концентрация примеси в базе может быть постоянной от эмиттера к коллектору или переменной. В первом случае носители в базе перемещаются за счет диффузионных сил, и транзистор носит название диффузионного или бездрейфового. Во втором случае носители перемещаются в базе за счет дрейфовых сил, образованных внутренним полем и за счет диффузионных сил, но первые являются преобладающими, поэтому такие транзисторы получили название дрейфовые транзисторы.

Для того, чтобы на электронных схемах можно было отличать эмиттер и коллектор, при условно-графическом изображении транзистора эмиттер обозначается стрелкой (рис. 2.27,а,б).

2.2.2. Принцип действия биполярного транзистора

Для того чтобы транзистор работал в усилительном (активном) режиме, необходимо, чтобы переход эмиттер–база (эмиттерный переход) был открыт, т.е. на него было подано прямое напряжение, а переход коллектор–база (коллекторный переход) был закрыт, т.е. на него было подано обратное напряжение (рис. 2.28, а,б).

Рассмотрим принцип работы диффузионного транзистора. Если приложены напряжения Uэб и Uкб, то в этом случае эмиттерный переход откроется и электроны будут инжектировать в базу, а дырки из базы – в эмиттер. Однако концентрация электронов в эмиттере значительно больше, чем дырок в базе, поэтому инжекция будет носитель односторонний характер – из эмиттера в базу. Вблизи эмиттерной области в базе появится большое количество электронов, которые вследствие диффузионных сил (концентрация в коллекторе меньше, чем в эмиттере) начнут направленно двигаться к коллектору. Поскольку база имеет очень малую ширину, то время пробега электрона по базе оказывается меньше времени рекомбинации электрона в базе, что позволяет подавляющему большинству электронов, инжектированных из эмиттера в базу, достичь коллекторного перехода (98 % и более). К коллекторному переходу приложено обратное напряжение, а электроны в базе не основные носители, поэтому для них электрическое поле коллектора будет ускоряющим, и электроны из базы перейдут в коллектор, образуя ток коллектора. Если теперь изменять ток эмиттера, то будет меняться и ток коллектора. Таким образом в трехслойной структуре появилась возможность управлять выходным током (током коллектора), меняя входной ток (ток эмиттера), при этом ток коллектора не зависит от напряжения на коллекторе, а определяется током эмиттера. Небольшая часть электронов, которая рекомбинировалась в базу, образует базовый ток, который является разницей между током эмиттера и током коллектора

Iб = IэIк

или

Iэ = Iк + Iб. (2.1)

Это токовое уравнение транзистора выполняется не только для абсолютных величин тока, но и для их изменений.

dIэ = dIк + dIб. (2.2)

Однако следует подчеркнуть, что уравнения (2.1) и (2.2) справедливы только для усилительного режима. Учитывая, что Iк >> Iб, часто в расчетных формулах применяется, что IэIк.

Напряжение Uэб приложено в прямой полярности, поэтому его величина и приращение составляют десятые доли вольт, а напряжение Uкб – в обратной полярности и может составлять десятки, сотни вольт, а ток IэIк. Следовательно, мощность на входе транзистора (на эмиттер–базовом переходе) значительно меньше мощности на выходе транзистора (на коллектор–базовом переходе). Это позволяет сделать вывод, что транзистор является усилительным элементом. Следует отметить, что в такой схеме включения транзистора усиление происходит только по мощности, а по току усиления нет (Iк < Iэ, dIк < dIэ). Для того, чтобы было усиление сигнала по напряжению, необходимо в цепь коллектора включить добавочное сопротивление, величина которого должна быть больше, чем сопротивление открытого база–эмиттерного перехода (рис. 2.27).

Если принять Uэб = Uвх, а IкRдоб = Uвых, то коэффициент усиления по напряжению может быть найден следующим образом:

,

,

.

Принимая , получим

.

Так как , то будет больше единицы или транзистор усилит входной сигнал не только по мощности, но и по напряжению.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]