- •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)"
4.4. Токи биполярного транзистора
Проследим за движением дырок эмиттера в транзисторе. В эмиттере дырки создают ток IЭр (рис.4.5 ), а в коллекторе они представляют собой дырочную составляющую тока коллектора IКр, которая меньше тока IЭр на ток, вызванный рекомбинацией дырок в базе и называемый базовым током рекомбинации IБреr:
Iкр = Iэр - IБрек.
Поскольку назначение транзистора - усиление мощности входного сигнала, ток IБрек является нежелательным, вследствие чего его стремятся уменьшать. Достигается это путем уменьшения толщины базы так, чтобы w £ Lp, где Lр - диффузионная длина дырок. Чем меньше толщина базы, тем большее число дырок достигнет коллекторного перехода и тем больше дырочная составляющая тока IКр.
Через эмиттер помимо дырочного протекает и электронный ток IЭп, обусловленный переходом в область эмиттера электронов базы. Таким образом, ток эмиттера
IЭ = IЭр + I Эп.
С
Рис. 4.5. Токи
биполярного транзистора
В коллекторе и базе следует также учитывать обратный ток коллекторного перехода IКо, образованный неосновными носителями областей базы и коллектора:
IК = IКр + IКо.
Поскольку концентрация неосновных носителей значительно больше в базе, чем в коллекторе, обратный ток коллекторного перехода состоит в основном из дырок базы. Величина IКо является параметром транзистора, характеризующим его качество (чем IКо меньше, тем транзистор лучше). Значения IКо при нормальной температуре составляют 0,1 - 100 мкА, причем это у германиевых транзисторов примерно на порядок больше, чем у кремниевых.
В базе протекают ток IЭп, образованный электронами, инжектированными в эмиттер, ток рекомбинации IБрек и обратный ток коллекторного перехода IКо:
I = IЭп + IБрек – IКо.
Ток IКо направлен навстречу токам IЭn и I Брек
IБ = IЭ - IК,
а это соответствует первому закону Кирхгофа. Поскольку транзистор изготовляют так, чтобы обеспечить очень малое значение тока базы, ток коллектора незначительно отличается от тока эмиттера: IК ≈ IЭ.
Итак, через транзистор течет сквозной ток от эмиттера через базу к коллектору (его направление отражено в условном обозначении транзистора — стрелка от эмиттера в сторону базы).
Током коллектора можно управлять. Для этого следует изменить напряжение UЭБ источника питания цепи эмиттера. С увеличением UЭБ снижается потенциальный барьер эмиттерного перехода и увеличивается ток эмиттера, а следовательно, и ток коллектора (при прочих равных условиях). Таким образом, ток эмиттера является управляющим, а ток коллектора — управляемым. Поэтому транзистор часто назы-вают прибором, управляемым током. Отметим, что изменение обратного напряжения источника питания цепи коллектора практически не вызывает увеличения тока коллектора, так как поле коллекторного перехода является ускоряющим и не может изменять числа дырок, которые пересекают коллекторный переход.