- •Сведения из теории биполярные транзисторы.
- •4.1 Классификация транзисторов
- •4.2 Система обозначений транзисторов.
- •4.3 Устройство биполярного транзистора.
- •4.4 Режимы работы биполярного транзистора.
- •4.5 Принцип действия транзистора в основном активном режиме
- •4.6 Схемы включения транзисторов.
- •4.7 Статические характеристики транзисторов.
- •4.7.1 Статистические характеристики транзистора, включенного по схеме с об.
- •4.7.2 Статические характеристики транзистора, включенного по схеме с оэ.
- •4.7.3 Статические характеристики транзистора, включенного по схеме с ок
- •4.8 Параметры и эквивалентные схемы транзисторов.
- •4.8.1 Дифференциальные (малосигнальные) параметры транзистора.
- •4.8.1.1 Система z-параметров
- •4.8.1.2 Система y-параметров.
- •4.8.1.3 Система h-параметров.
- •4.8.1.4 Определение низкочастотных h- параметров по характеристикам транзистора.
- •4.8.1.5 Связь между z,y и h - параметрами
- •4.8.2 Физические параметры и т-образная эквивалентная схема транзистора на низких частотах
- •4.8.3 Связь физических параметров с параметрами четырехполюсника
- •4.9. Влияние температуры и проникающей радиации на характеристики и параметры транзисторов.
- •4.10 Динамический режим работы транзистора.
- •4.10.1 Сущность динамического режима работы транзистора.
- •4.10.2 Принцип работы транзисторного усилителя.
- •4.10.3 Динамические (нагрузочные) характеристики.
- •4.10.3.1 Выходные динамические характеристики.
- •4.10.3.2 Входные динамические характеристики.
- •4.10.4 Динамические параметры.
- •4.10.5 Сравнительная оценка схем включения транзисторов.
- •4.11 Частотные свойства транзисторов.
- •4.11.1 Особенности работы транзисторов на высоких частотах
- •4.11.2 Влияние инерционности диффузионного движения носителей в базе (влияние времени пробега носителей)
- •4.11.3 Влияние емкостей переходов и распределенного сопротивления базы на частотные свойства транзисторов
- •4.11.4 Собственные шумы транзисторов
- •4.11.5 Ключевой режим работы транзистора
- •Выполнение лабораторной работы на лабораторном стенде «тэц и оэ – нрм».
- •Порядок выполнения работы
- •Выполнение лабораторной работы на лабораторном стенде 17д – 01.
- •Прядок выполнения работы
4.9. Влияние температуры и проникающей радиации на характеристики и параметры транзисторов.
Изменение температуры транзистора может происходить как вследствие изменения температуры окружающей среды, так и в результате нагрева транзистора протекающими токами. При этом изменяются физические свойства полупроводников и прежде всего собственная проводимость, что приводит к температурному дрейфу параметров и характеристик транзисторов.
Характер температурных изменений тока параметров Т-образной эквивалентной схемы транзистора ( , , , ) приведен на Рис.4.25
Рис.4.25
Причины изменения и количественные изменения тока примерно те же, что и обратного тока p-n перехода, т.е. ток удваивается на каждые приращения температуры.
Коэффициент усиления возрастает с ростом температуры, главным образом, вследствие увеличения времени жизни неосновных носителей в базе , а следовательно, и средней длины диффузии L. При этом уменьшается вероятность рекомбинаций дырок электронов в базе.
Однако рост этот невелик и обычно составляет 0, 03…0,05% на каждый градус. Значительно изменяется коэффициент . Можно показать, что в том же диапазоне температур коэффициент может изменяться в 2…3 раза и более, особенно для кремниевых транзисторов.
В диапазоне отрицательных температур сопротивление коллектора с ростом температуры увеличиваются за счет в основном, увеличения времени жизни неосновных носителей. Однако при комнатных температурах и выше, сопротивления уменьшается за счет увеличения токов утечки и ударной ионизации в коллекторном переходе (при больших напряжениях ).
Объемное сопротивление изменяется с температурой поскольку меняется удельное сопротивление примесного полупроводника. В области отрицательных температур, при которых не происходит тепловая генерация свободных зарядов, нагрев транзистора вызывает увеличение . В диапазоне от и выше, сопротивление в германиевых транзисторах уменьшается, поскольку примесный полупроводник постепенно переходит в собственный (в кремниевых транзисторах, более устойчивых к воздействию тепла, сопротивление продолжает расти).
Сопротивление , как сопротивление p-n перехода, изменяется вследствие изменения температурного коэффициента .
Перечисленные выше факторы приводят к температурному дрейфу статических характеристик транзистора.
В транзисторах, включенных по схеме дрейф выходных характеристик, описываемых уравнением , незначителен (Рис. ), так как коэффициент изменяется мало, а ток несмотря на большие изменения его, обычно на несколько порядков меньше тока .
Рис.4.26
Выходные характеристики транзистора, включенного по схеме с ОЭ, описываемые уравнением , изменяются весьма существенно (Рис.4.27)
Рис.4.27
Это обусловлено изменением как тока , который входит в выражение для характеристики совместно с компонентом (1+ )>>1, так и изменением коэффициента , причем вторая причина является определяющей, особенно для кремниевых транзисторов.
Температурный дрейф входных характеристик транзисторов, включенных как по схеме ОБ, так и по схеме ОЭ, примерно одинаков (Рис.4.28).
Рис.4.28
Обусловлен он теми же причинами, что и дрейф характеристик p-n- перехода (диода). Сдвиг входных характеристик происходит примерно на 2мВ на каждый градус изменения температуры.
Таким образом, транзистор, включенный по схеме с ОБ более устойчив к температурным изменениям, чем транзистор, включенный по схеме с ОЭ.
Основными видами радиоактивного излучения являются гамма-лучи, поток нейтронов и световое излучение.
Под действием потока - лучей с уровнями порядка р/с происходит ионизация атомов что приводит к резкому возрастанию обратных токов и потере выпрямительных свойств p-n переходов которые восстанавливаются в течении 50-300 мс после прекращения действия - лучей (в зависимости от интенсивности радиации и типа прибора).
При облучении полупроводника потоком нейтронов с уровнями нейтрон/ происходит разрушение кристаллической решетки полупроводника, что приводит к полной потери работоспособности прибора.
Металлический корпус практически полностью защищает транзистор от воздействия светового излучения и в некоторой степени от воздействия - лучей. От воздействия же потока нейтронов тонкий металлический корпус практически не защищает, поэтому для защиты от воздействий радиации должны приниматься дополнительные меры.