- •Ключові моменти розвитку електроніки
- •Основи електронної теорії
- •Модель й будова атома
- •Діаграма енергетичних рівнів атомів
- •Зонна модель твердого тіла
- •Енергетична діаграма провідника
- •Основні властивості питомої електропровідності напівпровідників
- •Власна провідність напівпровідників
- •Домішкова провідність напівпровідників
- •Температурна залежність провідності домішкових напівпровідників
- •Дрейфовий і дифузійний струми у напівпровіднику
- •Електронно-дірковий перехід
- •3.1. Формування p-n-переходу
- •Енергетична діаграма p-n-переходу
- •3.2. Властивості p-n-переходу при наявності зовнішньої напруги Пряме включення джерела напруги
- •Зворотнє включення
- •3.3. Вольт-амперна характеристика р-n переходу
- •3.4 Температурні та частотні властивості p-n переходу
- •3.5 Тунельний ефект
- •3.6 Фотогальванічний ефект у р-n-переході
- •Напівпровідникові діоди
- •Ємність діода
- •Еквівалентна схема напівпровідникового діоду
- •Температурні властивості напівпровідникових діодів
- •Розрахунок робочого режиму діода
- •Випрямні діоди
- •Основні параметри, що характеризують випрямний діод
- •Послідовне й паралельне з’єднання діодів
- •Напівпровідниковий стабілітрон (опорний діод)
- •Основні параметри стабілітрону
- •Основні схеми підключення стабілітронів
- •Стабістор
- •Варикап
- •Основні характеристики варикапа
- •Тиристор
- •Класифікація та система позначень тиристорів
- •Основні параметри тиристорів
- •Диністор
- •Триністор
- •Тунельний діод
- •Основні параметри тунельних діодів
- •Транзистори
- •Класифікація транзисторів
- •Біполярні транзистори
- •Принцип роботи біполярного транзистора
- •Фізичні процеси у біполярному транзисторі
- •Основні схеми включення біполярного транзистора
- •Статичні характеристики транзистора
- •Динамічний режим роботи транзистора
- •Транзистор як активний чотирьохполюсник
- •Температурні та частотні властивості транзистора
- •Температурні властивості схеми зі спільною базою
- •Температурні властивості схеми зі спільним емітером
- •Частотні властивості
- •Експлуатаційні параметри транзисторів
- •Власні шуми транзисторів
- •Польові транзистори
- •Польові транзистори з керувальним р-п-переходом
- •Польові транзистори з ізольованим затвором
- •Мікроелектроніка загальні відомості
- •Плівкові та гібридні імс
- •Напівпровідникові імс
Фізичні процеси у біполярному транзисторі
При збільшенні вхідної прямої напруги знижується потенційний бар’єр у емітерному переході і відповідно зростає струм через цей перехід.
??Електрони цього струму інжектують у базу, якщо товщина бази досить мала, і концентрація дірок у ній невелика, то більшість електронів, не встигаючи рекомбінувати з дірками при дифузії через базу доходять до колекторного переходу. Лише невелика частина електронів рекомбінує у базу з дірками. У результаті рекомбінації виникає струм бази .
На основі першого закону Кірхгофа, . Струм бази є безкорисним й навіть шкідливим, бажано щоб він був якомога меншим,тобтоЧим більший, тим більше електронів доходить до колекторного переходу, і тим меншим стає його опір, і тим більшим стає струм колектора.
Оскільки колекторний перехід працює при зворотній напрузі, то у ньому виникають об’ємні заряди. Між об’ємними зарядами виникає електричне поле Е, яке сприяє просуванню (екстракції) через колекторний перехід електронів, що пройшли з емітера, тобто у область колекторного переходу.
Важлива властивість біполярного транзистора – приблизно лінійна залежність між його струмами, тобто всі три його струми змінюються майже пропорційно один до одного.
Відповідно до фізичних процесів у біполярному транзисторі, емітером називають область транзистора, призначенням якої є інжекція носіїв заряду у базу; колектором називають область, призначенням якої є екстракція носіїв заряду з бази; базою називають область, у яку інжектують неосновні для цієї області носії заряду.
Основні схеми включення біполярного транзистора
Рис.50
Розрізняють три основні схеми включення біполярного транзистора: біполярний транзистор зі спільною базою (СБ), біполярний транзистор зі спільним емітером (СЕ), біполярний транзистор зі спільним колектором (СК).
Термінологія СБ, СЕ, СК вказує на те, який з виводів є спільним для вихідного кола.
Схема зі спільною базою наведена на рис.50, а. База є спільним виводом для вхідного і вихідного кіл. Вхідний електродом є емітер, а вихідним – колектор. Джерело живлення колектора – К-Б. Недоліки – низький вхідний опір, 1..10 Ом, який у багатокаскадних схемах шунтує опір навантаження попереднього каскаду і різко зменшує підсилення каскаду по напрузі й потужності.
Схема зі спільним емітером наведена на рис.50, б. Вхідний сигнал також прикладається до виводів емітера і бази, а джерело живлення колектора включене між виводами емітера і колектора.
Основною особливістю схеми зі спільним емітером є те, що вхідним струмом у ній є не струм емітера, а малий по величині струм бази. Перевагою цієї схеми є можливість її живлення від одного джерела напруги, так як на базу і на колектор подаються напруги живлення одного знака. Однак температурна стабільність схеми з загальним емітером виявляється трохи гірше, ніж схеми з загальною базою.
Схему зі спільним колектором називають емітерним перетворювачем. Вхідний сигнал прикладається до виводів колектора і бази, вхідним струмом є струм бази, вихідним – струм емітера. Дана схема практично не дозволяти отримати підсилення по напрузі, але підсилює сигнал за потужністю (струмом), і є базовою для підсилювачів потужності джерел живлення і схем стабільного живлення, а також часто застосовується у якості буферного каскаду у приймальних підсилювачах.