- •Введение
- •Полупроводниковые диоды
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Приборы на основе полупроводниковыхдиодов
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Физические параметры и эквивалентные схемы транзистора
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Сновные параметры Si, GаАs, Ge
- •Приложенiiе 2 Номинальные значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов
- •Библиографический список
- •Оглавление.
Физические параметры и эквивалентные схемы транзистора
Цель: углубленное изучение режимов работы транзистора (активный режим, режим отсечки, режим насыщения) и его эквивалентных схем через физические-параметры.
В активном режиме основными параметрами транзистора, характеризующими его работу на переменном токе, являются определенные в предыдущей работе дифференциальные параметры ,,,,и. Эти параметры, получившие название физических параметров транзистора, могут быть рассчитаны и достаточно точно проконтролированы в процессе изготовления транзистора. Используя их, можно составить Т-образную эквивалентную схему транзистора с ОБ для малых переменных составляющих токов и напряжений (рис. 3.3).
Следует учитывать, что Т-образная эквивалентная схема транзистора через его физические параметры является более наглядной. Однако представление транзистора в виде четырехполюсника через -параметры во многих случаях является более простым. Кроме того, эти параметры легко могут быть рассчитаны по характеристикам, приводимым в справочнике, или измерены экспериментально.
Примеры решения задач
Задача 3.1
Транзистор типа р-n-р включен по схеме с ОБ. Пояснить, в каком режиме работает транзистор, если:
а) напряжение база-эмиттер В,В;
б) напряжение база-эмиттер В,В;
в) напряжение база-эмиттер В,В;
Решение.На семействе выходных характеристик транзистора с ОБ (рис.3.1) выделяют три области:
I– активный режим, который соответствует закрытому коллекторному и открытому эмиттерному переходам ();
II– режим насыщения: оба перехода открыты ()
III– режим отсечки: оба перехода ()
В случае а) эмиттерный переход открыт, коллекторный закрыт — транзистор работает в активном режиме; б) режим отсечки — оба перехода закрыты; в) режим насыщения — оба перехода открыты.
Задача 3.2.Транзистор типа р-n-р включен по схеме с ОЭ. Напряжение база-эмитгерВ, напряжениеВ. Определитьи режим работы транзистора.
Решение.Из схемы включения транзистора с ОЭ (рис. 3.2.) по второму закону Кирхгофа.
Тогда В;В.
Транзистор работает в активном режиме, т.к.
Задача 3.3.Выразить дифференциальный коэффициенттранзистора через его физические параметры. Рассчитатьесли даноОм, IмА,,1/см.
Решение.— коэффициент обратной связи по напряжению, который определяется при холостом ходе на входе.
Так как этот коэффициент находится для схемы с ОБ, нарисуем эквивалентную схему (рис. 3.3).
согласно этой схеме коэффициент обратной связи по напряжению имеет вид:
для его нахождения запишем уравнения по второму закону Кирхгофа для входной и выходной цепи, т.е. для и:
.
Запишем эти уравнения через входные и выходные токи, исключив ток базы. Так как ,
.
Используя эти уравнения, выразим и через физические параметры транзистора:
Так как , то
Рассчитаем по имеющимся данным. Так как
Ом.
кОм.
.
Задачи для самостоятельного решения
3.4. Изобразите схемы включения с ОБ для транзисторов р-n-р иn-p-n. Показать полярность питающих напряжений для случаев работы транзистора:
а) в активном режиме;
б) в режиме отсечки;
в) в режиме насыщения.
Во всех случаях показать направление токов эмитгера , коллектора, базы.
3.5 Транзистор типа p-n-pвключен в схему с ОЭ. Пояснить в каком режиме работает транзистор, если:
а) В иВ;
б) В иВ;
в) В иВ.
В |
В |
В |
–10 +10 +5 +8 –5 –3 |
–6 –2 +12 –4 –12 –2 |
–12 –12 +10 +10 –20 –3 |
3.6. Транзистор типа р-n-р. Пояснить, в каком режиме работает транзистор, если на каждый электрод подается напряжение от отдельного источника в соответствии с таблицей.
3.7. Транзистор типа р-n-р включен в схему с ОБ.ВВ. Определить напряжениеи режим работы транзистора.
3.8. Транзистор типа р-n-р включен в схему с ОЭ. НапряжениеВ,В. Определитьи режим работы транзистора.
3.9. Определить эмиттерный и коллекторный токи для транзистора, работающего в режиме отсечки, если тепловой ток коллектора мкА, тепловой ток эмиттерамкА, коэффициент передачи тока эмиттера 0,96.
3.10. Известно, что транзистор, имеющий коэффициент передачи тока базы , тепловой ток коллекторамкА, включен в схему с ОЭ. Определить величины:
а) ток эмитгера
б) ток базы
в) коэффициент передачи тока эмиттера ;
г) сквозного теплового тока коллектора , если ток коллекторамА.
3.11. Транзистор типа n-р-nвключен в схему (рис. 3.4). Требуется определить коллекторный ток, если известно, что коэффициент передачи тока эмиттера транзистораи тепловой ток коллекторамкА,.
3.12. Изобразить схемы включения с ОЭ для транзисторов р-n-р иn-р-n. Показать полярность питающих напряжений для случаев работы транзистора: а) в активном режиме; б) в режиме отсечки; в) в режиме насыщения.
Во всех случаях показать направление токов эмитгера , коллектора, базы.
3.13. Транзистор типа р-n-р включен в схему с ОБ. Пояснить, в каком режиме работает транзистор, если:
а) В иВ;
б) В иВ;
в) В иВ.
3.14. Транзистор типа р-n-р включен в схему с ОЭ. Пояснить, в каком режиме работает транзистор, если:
а) В иВ;
б) В иВ;
в) В иВ.
3.15. Вывести связь между дифференциальным параметром и физическими параметрами транзистора. Рассчитатьесли дано:Ом,мА,1/Ом,.
3.16. Вывести связь между дифференциальным параметром и физическими параметрами транзистора. Рассчитатьесли дано:кОм,Ом,мА,.
3.17. Вывести связь между дифференциальным параметром и физическими параметрами транзистора. Рассчитать, если дано:Ом,мА,,.
3.18. Вывести связь между дифференциальным параметром и физическими параметрами транзистора. Рассчитать, если дано:Ом,мА,,.
3.19. Вывести связь между дифференциальным параметром и физическими параметрами транзистора. Рассчитать, если дано:Ом,мА,,1/Ом.
3.20. Вывести связь между дифференциальным параметром , и физическими параметрами транзистора. Рассчитать, если дано:Ом,кОм,мА,.
3.21. Вывести связь между дифференциальным параметром и физическими параметрами транзистора. Рассчитать, если дано:Ом,мА,,кОм.
3.22. Вывести и рассчитать входное сопротивление в схеме с ОБ с учетом коллекторной цепи, если дано: 1/Ом,мА,,Ом.
3.23. Вывести и рассчитать входное сопротивление в схеме с ОЭ с учетом коллекторной цепи, если дано: 1/Ом,мА,,.
3.24. По выходным характеристикам транзистора КТ216А с ОЭ в рабочей точке на ваш выбор определить ,,,.
3.25. Типичные значения параметров для некоторого транзистора следующие:
Ом,,,1/Ом. Определить величины всех трех сопротивлений Т-образной схемы замещения.
3.26. По входным и выходным характеристикам любого транзистора, взятым из справочника, построить переходные характеристики приипри.