- •Напівпровідникові прилади Загальна характеристика напівпровідників
- •Типи переходів
- •Властивості несиметричного p-n-переходу
- •Пряме вмикання p – n – переходу
- •Зворотне вмикання p – n – переходу
- •Перехід метал – напівпровідник (перехід Шоткі).
- •Властивості реальних p–n–переходів
- •Пробій p-n-переходів
- •По перетворювальній потужності
- •Основні характеристики і параметри діодів
- •Випрямні площинні діоди
- •Германієві діоди
- •Кремнієві діоди
- •Високочастотні діоди
- •Імпульсні діоди
- •4)Температурний коефіцієнт
- •Тунельні діоди
- •Частотні властивості тунельних діодів.
- •Температурна залежність параметрів тунельного діода
- •Частотні властивості варикапів
- •Позначення діодів
- •Транзистори
- •Біполярні транзистори
- •Принципи роботи та фізичні процеси в транзисторі
- •Схеми вмикання транзисторів
- •Характеристики транзистора ввімкненого зі спільною базою
- •Вхідні вольт-амперні характеристики схеми з спільною базою
- •Вихідні вольт-амперні характеристики схеми з спільною базою
- •Характеристики передачі струму схеми зі спільною базою
- •Характеристики зворотного зв’язку у схемі зі спільною базою
- •Характеристики транзистора ввімкненого по схемі з спільним емітером Вхідні вольт-амперні характеристики схеми зі спільним емітером
- •Вихідні вольт-амперні характеристики схеми зі спільним емітером
- •Характеристика передачі струму
- •Характеристики транзистора по схемі зі спільним колектором
- •Транзистор як еквівалентний чотириполюсник
- •Система z – параметрів
- •Фізичне значення z – параметрів:
- •Система y – параметрів
- •Система h – параметрів
- •Зв’язок між системами параметрів чотириполюсників
- •Фізична модель транзистора Вольт-амперні характеристики ідеалізованого транзистора
- •Активний режим
- •Режим насичення
- •Режим глибокої відсічки
- •Інерційні і частотні властивості транзистора
- •Інерційні властивості транзистора
- •Частотні властивості транзистора
- •Вплив ємності емітера
- •2. Вплив часу прольоту носіїв через базу
- •3. Вплив сталої часу колектора
- •4. Вплив сталої часу прольоту через від’ємний заряд
- •Частотні властивості реального транзистора
- •Складовий транзистор
- •Пробої транзисторів. Шуми транзисторів.
- •Лавинний пробій
- •Вторинний пробій
- •Шуми напівпровідникових приладів
- •Позначення напівпровідникових транзисторів
- •Структура і принцип роботи польового транзистора з керуючим p-n- переходом
- •Принцип роботи
- •Вольт-амперні характеристики польового транзистора
- •Теоретичний розрахунок вольт-амперних характеристик транзистора з керуючим p-n-переходом
- •Частотні властивості транзистора
- •Польові транзистори з ізольованим затвором
- •Польові транзистори з наведеним каналом
- •Принцип роботи і вольт-амперні характеристики
- •Вихідні вольт-амперні характеристики
- •Характеристики передачі струму
- •Польові транзистори з власним каналом
- •Вихідні вольт-амперні характеристики
- •Розрахунок вольт-амперних характеристик польового транзистора з ізольованим затвором
- •Прилади з зарядовим зв’язком
- •Регістр зсуву
- •Принцип дії приладу
- •Тиристори
- •Принцип роботи та вольт-амперні характеристики тиристора
- •Керовані тиристори
- •Методи переключення тиристора
- •Включення тиристора
- •Виключення тиристора
- •Симетричні тиристори (симістори).
- •Позначення тиристорів та їх параметри
- •Тиристор, як і діод, має декілька позначень
- •Потужні польові транзистори
- •Біполярні транзистори з ізольованим затвором
- •Випромінюючі напівпроводникові прилади
- •Принцип дії та характеристики світло діодів
- •Основні характеристики і параметри лазерів
- •Фотоприймачі
- •Фото діод Фото резистор
- •Фото резистори
- •Основні характеристики і параметри фото резисторів Основними характеристиками фото резисторів є:
- •Фото діоди
- •Оптрони
Фізична модель транзистора Вольт-амперні характеристики ідеалізованого транзистора
Ідеалізований транзистор – це два зустрічно ввімкнені p-n-переходи, виготовлені на одній базі, тому струм кожного із переходів складається із двох складових:
струм, створений інжекцією носіїв заряду;
струм, який збирається переходом.
В цьому випадку схема ідеалізованого транзистора виглядає так:
Рисунок 35 Еквівалентна схема ідеалізованого транзистора як чотириполюсника
де
αN – Коефіцієнт передачі по струму при нормальному вмиканні
αі – Коефіцієнт передачі по струму при інверсному вмиканні
В схемі ідеальні діоди, не враховуються їх опори, а генератори струму враховують вплив одного переходу на інший.
– інжектовані струми, – зібрані струми.
Для виводу теоретичних вольт-амперних характеристик скористаємося принципом роботи транзистора і визначимо залежності відповідних струмів в ідеалізованому транзисторі.
(1) (2)
Інжектовані струми залежать в транзисторі від тих же величин, що і в ідеалізованому переході (система 2). Для розрахунку вольт-амперних характеристик знайдемо залежність і через і при обірваному колекторі або емітері. і визначаються при короткому замиканні, коли UК=0 і UЕ=0.
Якщо прийняти ІЕ=0, то знайдемо при |-UK|<<φK .
; . підставимо в формулу 1.
Знайдемо, що
(3)
Знайдемо залежності і .з урахуванням 2 знайдемо струми колектора і емітера.
Отримуємо систему рівнянь
(4)
Струм бази знайдемо як різницю між струмами емітера ІЕ і колектора ІК.
(5)
Система рівнянь (4) – це рівняння Еберса - Молла. Вона описує процеси в германієвих транзисторах.
Для кремнієвих транзисторів необхідно вводити поправки на φТ, тому що зворотний струм дуже мало залежить від термічної генерації носіїв заряду.
Для побудови вхідних і вихідних вольт-амперних характеристик проведемо спрощення. Для цього із першого рівняння системи знайдемо складову струму емітера і підставимо в рівняння 4:
Отримаємо ,
.
Після перетворень отримуємо:
якщо прийняти що .
Тоді сімейство вихідних вольт – амперних характеристик можна представити сумою двох складових і побудувати графіки задаючи значення ІЕ.
Рисунок 36 Теоретичні вихідні вольт-амперні характеристики
Характеристики ідеалізованого транзистора еквідистантні в зв’язку з тим, що коефіцієнт залишається постійним, і не враховується його залежність від зовнішніх факторів, особливо від температури. А в реальному транзисторі нахил, і відстані між вольт-амперними характеристиками будуть різними.
В ідеалізованому транзисторі схеми вмикання – пряма і інверсна – рівноправні, тому можна умовно прийняти, що
, , . (6)
Для побудови вхідних вольт-амперних характеристик необхідно знайти залежність напруги емітер –база UE від струму емітера ІЕ тоді отримаємо:
(7)
Транзистор, як активний елемент схеми, може працювати в трьох режимах:
Активному, насичення, відсічки