- •Кафедра информационных систем
- •Методические указания по дисциплине "Аппаратные средства вычислительных комплексов" для студентов специальности 351400 "Прикладная информатика (в экономике)"
- •Основные учебные темы дисциплины " Аппаратные средства пэвм и систем телекоммуникации"
- •1.1. Собственная электропроводность полупроводниковых материалов
- •1.2. Примесная электропроводность
- •Электронно-дырочный переход и его свойства
- •2.1. Токи в р-n переходе и их характеристики
- •2.2. Прямое включение p-n перехода
- •2.3. Обратное включение p-n перехода
- •3. Структура диодов . Точечные и плоскостные диоды
- •3.1. Точечные диоды
- •3.2. Плоскостные диоды
- •3.3. Выпрямительные диоды
- •4. Транзисторы
- •4.1. Биполярные транзисторы
- •4.2. Схемы включения биполярного транзистора и режимы его работы
- •4.3. Работа биполярного транзистора в активном режиме
- •4.4. Токи биполярного транзистора
- •4.5. Усилительные свойства биполярного транзистора
- •5 . Логические элементы в интегральном исполнении
- •5.1. Логический элемент и - не диодно-транзисторной логики (дтл)
- •5. 2. Логический элемент и – не транзисторно-транзисторной логики (ттл)
- •5.3. Логический элемент или - не n-канальной моп-транзисторной логики ( моптл )
- •5.4. Эмиттерно-связанная логика (эсл)
- •6. Триггеры в интегральном исполнении
- •6.1. Rs-триггер
- •6.2. D-триггер
- •6.3. Т-триггер
- •7. Регистры
- •7. 1. Параллельный регистр
- •7.2. Последовательный регистр
- •8. Счетчики
- •8.1. Суммирующие двоичные счетчики
- •9. Сумматоры
- •Библиографический список
- •Методические указания по дисциплине "Аппаратные средства вычислительных комплексов" для студентов специальности 351400 "Прикладная информатика (в экономике)"
4.2. Схемы включения биполярного транзистора и режимы его работы
При включении транзистора в схему один из его выводов делают общим для входной и выходной цепей, поэтому схемы включения бывают: с общей базой (ОБ) (рис. 4.3,а); с общим эмиттером (ОЭ) (рис.4.3,б); с общим коллектором (ОК) (рис. 4.3,в). Относительно общего вывода измеряют напряжения входной и выходной цепей транзистора. Наибольшее применение имеет схема включения с ОЭ. Физические процессы в транзисторе удобнее рассматривать на примере схемы с ОБ.
Рис. 4.3. Схемы
включения транзисторов:
а - схема с общей
базой, б - схема с общим эмиттером,
в - схема с общим
коллектором
В зависимости от смещения, созданного на эмиттерном и коллекторном р-n переходах, транзистор может работать в трех режимах.
Е
Рис.
4.4. Режимы работы транзистора:
а – нормальный, активный режим, б –
режим отсечки,
в – режим насыщения
4.3. Работа биполярного транзистора в активном режиме
Рассмотрим работу на постоянном токе биполярного диффузионного сплавного транзистора со структурой p-n-р, включенного по схеме с ОБ в активном режиме .
В активном режиме прямое смещение эмиттерного перехода создается за счет включения постоянного источника питания UЭБ, а обратное смещение коллекторного перехода - за счет включения источника UКБ. Величина UЭБ имеет небольшое значение, близкое к высоте потенциального барьера, и составляет доли вольт. Величина UКБ на порядок больше UЭБ и ограничивается напряжением пробоя коллекторного перехода. При включении источников питания UЭБ и UКБ потенциальный барьер эмиттерного перехода снижается за счет UЭБ, а потенциальный барьер коллекторного перехода повышается за счет UКБ. Дырки эмиттера легко преодолевают понизившийся потенциальный барьер и за счет диффузии инжектируются в базу, а электроны базы - в эмиттер. Дырки эмиттера диффундируют в базе в направлении к коллекторному переходу за счет перепада плотности дырок по длине базы, большинство из них доходит до коллекторного перехода, а незначительная часть рекомбинирует с электронами базы. Для уменьшения потерь дырок на рекомбинацию базу делают тонкой. Поскольку поле коллекторного перехода для дырок является ускоряющим, они втягиваются через коллекторный переход в коллектор, т. е. происходит экстракция дырок в коллектор. Распространяясь вдоль коллектора за счет перепада плотности вдоль коллектора, дырки достигают контакта коллектора и рекомбинируют с электронами, подходящими к выводу от источника.
Наряду с основными носителями заряда через эмиттерный и коллекторный переходы движутся и неосновные для каждой из областей транзистора носители. На работу транзистора существенно влияет движение неосновных носителей через коллекторный переход: дырок базы — в коллектор и электронов коллектора — в базу. Их количество растет с повышением температуры (тепловая генерация). Оно зависит также от материала полупроводника.