Шуми напівпровідникових приладів
У всіх напівпровідникових приладів за рахунок фізичних процесів, які відбуваються у напівпровідникові при відсутності вхідного сигналу на виході, завжди існує вихідна напруга, яка створюється фізичними процесами та різними завадами в навколишньому середовищі. Основними шумами, які створюються за рахунок фізичних процесів, являються:
тепловий; дробовий; збитковий.
Тепловий шум створюється за рахунок теплових процесів, які відбуваються в напівпровідникові під дією зовнішньої та внутрішньої температури. Тепловий шум залежить від діапазону частот, в якому працює напівпровідниковий прилад. Потужність теплового шуму визначається із діапазону частот і теплових процесів в напівпровідникових приладах.
Середнє квадратичне значення дробового шуму, який створюється в основному за рахунок інжекції основних носіїв заряду із емітера в базу, залежить від теплової енергії струму та діапазону частот
Збитковий шум обумовлений генерацією і рекомбінацією носіїв в базі і на поверхні напівпровідника. Цей шум при зростанні частоти, на якій працює транзистор, зменшується. Основним параметром, по якому оцінюють роботу транзистора, є коефіцієнт шуму, який можна визначити, як відношення шумів на виході до шумів на вході, або в дБ. При визначенні шумових властивостей використовується еквівалентна шумова схема транзистора як чотириполюсника рис.48.
F – Коефіцієнт шуму.
Рисунок 48 Еквівалентна шумова схема транзистора як чотириполюсника
Вона використовується при моделюванні транзистора як еквівалентного чотириполюсника при розрахунку шумів де,
rЕ , rБ , rК – параметри фізичної моделі ідеального не шумового транзистора.
Генератор Uде – еквівалентний генератор шумів, які створюються за рахунок інжекції носіїв заряду із емітера в базу.
В базовій області найбільше значення має тепловий шум, а в вихідному колі всі три шуми, промодельовані еквівалентними генераторами дробового, збиткового і теплового шумів. І відповідно до методу суперпозиції всі три генератори ввімкнені послідовно, вони будуть створювати напругу шумів в навантаженні транзистора. Як правило, в довідниках задаються еквівалентні напруги шумів, або еквівалентні опори шумів.
Позначення напівпровідникових транзисторів
Позначення складається із 6-7 позицій.
1 – буква або цифра матеріал із якого виготовлений прилад
Г – 1 германій
К – 2 кремній
А – 3 арсенід галію
2 – буква тип приладу
Т – біполярні
П – польові
3 – число, присвоєння серії в залежності від призначення
4,5,6 – порядковий номер розробки
6(7) – буква – різновид типа із даної групи
Приклад: ГТ108А, 2Т144А.
ПОЛЬОВІ ТРАНЗИСТОРИ
Польовим транзистором називають електричний перетворювальний прилад, в якому струм через канал керується електричним полем, яке створюється напругою, прикладеною між витоком і затвором.
Структура і принцип роботи польового транзистора з керуючим p-n- переходом
Рисунок 49 Структура польового транзистора
Польовий транзистор з керуючим p-n-переходом виготовляють із монокристалу напівпровідника з p- або n-провідністю. На двох сторонах об’єму кристала створюється інверсний шар напівпровідника, створюючи два переходи. Та частина інверсного шару, що розташована між двома p-n-переходами, називається каналом. До торців каналу приєднуються два виводи з не випрямленими переходами - контактами. Один електрод від якого починають рухатися носії заряду називають витоком, а другий до якого рухаються заряди – стоком. Два інверсних шари, створені відносно каналу, об’єднуються між собою і мають один вивід, який називають затвором.
Витік і стік абсолютно рівноправні, але вивід, від якого буде направлений рух носіїв заряду, називається витоком, а до якого направлений рух – стоком.