- •Образовательный гоСстандарт по дисциплине «Общая электротехника и электроника» раздел «Электроника»
- •Задание 1
- •Выпрямители
- •1. Общие сведения о выпрямителях
- •3. Двухтактные схемы выпрямителей
- •Краткие теоретические сведения о биполярном транзисторе Принцип действия биполярного транзистора
- •Статистические характеристики биполярного транзистора
- •Биполярный транзистор как усилительный элемент на переменном токе
- •Схемы включения биполярного транзистора
- •Питание цепей биполярного транзистора и стабилизация режима работы
- •Задание №1
- •Указания к решению задания №2
- •Задание №2
- •Указания к решению задания №3
- •Построение динамической или нагрузочной характеристики и режимы работы биполярного транзистора
- •Задание №3
Краткие теоретические сведения о биполярном транзисторе Принцип действия биполярного транзистора
Простейший триод с двумя p-n-переходами имеет три вывода и называется транзистором. В транзисторах возможны два различных чередования с различными типами проводимостями.
В соответствии с этим транзисторы делятся на два типа p-n-p и n-p-n. Схематическое устройство и условное обозначение плоскостного транзистора приведены на рис. 1.
Эмиттер Коллектор Эмиттер Коллектор
База База
Э К Э К
Б Б
а) б)
Рис. 1. Схематическое изображение и условно-графическое
изображение транзисторов типа p-n-p и n-p-n.
У транзисторов центральный слой называется базой. Один из наружных слоев, являющийся источником зарядов (электронов и дырок), которые главным образом и создают ток прибора, называется эмиттером. Другой наружный слой, называемый коллектором, принимает заряды, поступающие от эмиттера.
На переход эмиттер-база (эмиттерный переход ) напряжение подается в прямом направлении, поэтому даже при небольших напряжениях через него проходят большие токи. На переход коллектор-база (коллекторный переход) напряжение подается в обратном направлении. Оно обычно в несколько раз выше напряжения между эмиттером и базой.
Рассмотрим более детально работу транзистора типа p-n-p (транзистор n-p-n работает аналогично). Между коллектором и базой транзистора приложено напряжение. Пока эмиттерный – ток Iэ равен нулю (рис.2,а), ток в транзисторе идет только через коллекторный переход в обратном направлении. Величина этого тока определяется
концентрацией неосновных носителей заряда в коллекторе и базе и при хорошем качестве полупроводников мала.
При подключении к эмиттерному переходу источника Еэ в прямом направлении возникает эмиттерный ток Iэ определенной величиной (рис.2,б). Электроны валентной зоны эмиттера переходят во внешнюю цепь, а образовавшиеся дырки начинаются двигаться в сторону базы. Так как внешнее напряжение приложено в прямом направлении, дырки преодолевают эмиттерный переход и попадают в область базы. База выполнена из n- полупроводника, поэтому дырки являются для нее неосновными носителями заряда.
Дырки, попавшие в область базы, частично рекомбинируют со свободными электронами базы. Однако база обычно выполняется из n-полупроводника с большим удельным сопротивлением (с малым содержанием донорной примеси), поэтому концентрация свободных электронов в базе низкая и лишь немногие дырки, попавшие в базу, рекомбинируют с ее электронами. Вместо рекомбинированных электронов в базу из внешней цепи приходят новые электроны, образующие базовый ток Iб.
Большинство дырок вследствие теплового движения (диффузии) и под действием поля коллектора (дрейф) достигают коллектора, образуя в коллекторной цепи ток Iк .
Связь между приращениями эмиттерного и коллекторного токов характеризуется коэффициентом передачи тока (или статическим коэффициентом усиления по току)
, Uк = const.
Как следует из качественного рассмотрения процессов, происходящих в полупроводниковом триоде, коэффициент передачи тока всегда меньше единицы; для современных плоскостных триодов α = 0,9 0,995 . Базовый ток представляет собой разность между коллекторным и эмиттерным токами: Iб = Iэ - Iк .