- •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
Активний режим
При аналізі роботи транзистора в цих режимах для спрощення можна робити деякі припущення. Для активного режиму, коли виконується умова UK<0 , |UK|>>φT , 1-αN≈0 отримаємо систему рівнянь по якій побудуємо вольт-амперні характеристики.
(8)
Вхідні вольт-амперні характеристики
.
У реального транзистора необхідно врахувати вплив відповідних опорів напівпровідників, тому для активного режиму ІК буде:
, – опір колектора.
Рисунок 37 Теоретичні вхідні вольт-амперні характеристики
Крім того, необхідно врахувати модуляцію ширини бази при зміні UK. Її можна врахувати коефіцієнтом μ, який показує вплив колекторної напруги на вхідні параметри.
При роботі транзистора на змінному струмі крім того необхідно врахувати опір бази і емітера.
.
Тоді фізична модель транзистора буде мати наступний вид:
Рисунок 38 Еквівалентна схема транзистора як чотириполюсника
Режим насичення
В режимі насичення транзистор втрачає свої властивості і один перехід практично не впливає на інший, тому що обидва p-n-переходи ввімкнені в прямому напрямі. Транзистор характеризується тільки залишковими напругами колекторного і емітерного переходів, які відповідно до рівнянь Еберса - Молла будуть:
– нормальне вмикання,
– інверсне вмикання.
.
При ввімкненні схеми з спільним емітером транзистор буде характеризуватися коефіцієнтом насичення S.
, де
ІБнас – струм бази, при якому транзистор переходить в режим насичення,
ІБ – струм, який подано на вхід транзистора.
При роботі в імпульсних пристроях коефіцієнт насичення S вибирають в межах 1,5-5.
Режим глибокої відсічки
В режимі глибокої відсічки виконується умова
UKб >> φT, UЕБ>>φT, на колектор і емітер подаються від’ємні напруги знак UK і UЕ – “мінус”.
Із системи рівнянь Еберса - Молла отримуємо:
(9) Із рівняння (6) визначимо: .
Отримаємо струми колектора і емітера:
(9)
Для реального транзистора виконується умова:
, тоді
, де
; .
; Опір транзистора буде максимальним Rтр – max.
Інерційні і частотні властивості транзистора
Розглядаючи фізичну модель транзистора, необхідно врахувати, крім опорів бази, ємності переходів, які при швидкій зміні вхідного сигналу повинні зарядитись і розрядитись. Це викликає інерційні властивості транзистора, які будуть характеризуватися сталими часу перехідних процесів.
В зв’язку з наявністю ємності переходу миттєво змінитися струм на виході не може, а тільки через деякий час затримки τзαт, почне змінюватися струм колектора. Вихідне коло колектора характеризується бар’єрною ємністю переходу і великим опором RК. Перехідний процес в колекторному колі буде характеризуватися сталою часу τα.
Інерційні властивості транзистора
Рисунок 39 Перехідні процеси в транзисторі
τα – це час, протягом якого струм колектора досягне значення 0,63·ІК, який повинний бути на виході після закінчення перехідних процесів. Загальний час τзат і τα визначають інерційний час.
Частотні властивості транзистора
При роботі транзистора на високих частотах за рахунок наявності ємності і фізичних процесів, які відбуваються в емітері, базі і колекторі транзистора, вихідний сигнал повністю не буде відповідати вхідному. Це говорить про те, що вихідний сигнал має частотні і нелінійні спотворення.
На характер зміни вихідного сигналу впливають:
ємність кола емітера;
час прольоту носіїв через базу, тому що швидкість руху їх величина кінцева;
час прольоту через область від’ємного заряду колектора;
стала часу кола колектора.