22. Определение н-параметров биполярного транзистора сравнение по статическим характеристикам.

Статические характеристики позволяют определить основные параметры транзистора. Для описания свойств транзистора по переменному току чаще всего используется система h-параметров, которая представляется следующими уравнениями:

dU1 = h11dI1 + h12dU2;

dI2 = h21dI1 + h22dU2.

При нахождении h-параметров по статическим характеристикам дифференциалы заменяются конечными приращениями, тогда:

– входное сопротивление;

– коэффициент обратной связи по напряжению;

– коэффициент передачи по току;

– выходная проводимость.

Для определения h-параметров воспользуемся семействами входных и выходных характеристик для схемы с ОЭ (рис. 5,а, рис. 5,б). В заданной точке А на линейном участке семейства входных характеристик строим треугольник, проведя прямые параллельно оси абсцисс и ординат до пересечения со следующей характеристикой. Приращения токов и напряжений позволяют определить параметры h11э и h12э:

,

.

Параметры h21э, h22э определяются по выходным характеристикам. Обратите внимание на различие в обозначении статического коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ h21Э и дифференциального параметра h21э. Через точку А', режим которой соответствует точке А, проводим вертикальную прямую до пересечения с соседней характеристикой. Задавая приращения напряжения Uкэ, находим:

,

.

24. Частотные свойства бт, способы улучшения быстродействия.

С ростом частоты усилительные свойства

транзистора ухудшаются. Это означает, что уменьшается усиление, появляется фазовый сдвиг, т.е. запаздывание выходного тока по отношению к входному.

Существенное влияние на диапазон рабочих частот оказывают следующие параметры:

– время пролёта неосновных неравновесных носителей области базы от эмиттерного перехода до коллекторного;

– емкости эмиттерного Сэ и коллекторного Ск переходов;

– объёмное сопротивление базы, определяемое её геометрическими размерами.

Предельная частота транзистора в схемах с ОБ и ОЭ может быть рассчитана по следующим зависимостям:

Кроме предельных частот f α и f β для оценки частотных свойств используется граничная частота коэффициента передачи тока

базы T f . Граничная частота – это частота, на которой модуль коэффициента передачи тока базы в схеме с ОЭ равен единице. Она может быть выражена через предельные частоты f α и f β

Известно, что качество транзистора характеризуется его способностью усиливать мощность колебаний. С ростом частоты коэффициент усиления по мощности падает. Поэтому важнейшим частотным параметром является максимальная частота генерации, или максимальная частота усиления по мощности, на которой коэффициент усиления по мощности равен единице. Связь этой частоты с высокочастотными параметрами определяется выражением

25. Дрейфовый транзистор

Дрейфовый транзистор - транзистор, у которого движение неосновных носителей в области базы носит характер дрейфа под действием электрического поля. [4]

Дрей­фовым называется транзистор, в котором перенос неосновных носителей заряда через базовую область осуществляется в основ­ном посредством дрейфа в электрическом поле. Электическое поле, ускоряющее движение неосновных носителей от эмиттера к кол­лектору, создается неравномерной концентрацией примесей в базе и не зависит от внешних напряжений. База имеет очень большую концентрацию примесей вблизи эмиттера (около 1017 см3) и малую вблизи коллектора (около 1014—1015 см~3) (рис. 4-17, а, б).

Неравномерное распределение при­месей в базе можно получить при диффузии примесей в полупроводни­ковый материал. Поэтому подчерки­вая особенности технологии изготов­ления, дрейфовый транзистор иногда называют диффузионным.

Дрейфовый транзистор весьма не­симметричен (широкие коллекторные переход и область коллектора, боль­шое различие в площадях эмиттер­ного и коллекторного переходов, сложная конфигурация базы), что осложняет анализ работы транзисто­ра. Однако для упрощенной оценки свойств дрейфового транзистора можно пользоваться одномерной мо­делью. Электрические параметры дрейфового транзистора определяют­ся распределением примесей в обла­сти базы. Изменяя это распределение, можно управлять значениями па­раметров

Распределение примесей в области базы дрейфового транзистора хорошо аппроксимируется экспоненциаль­ным законом где Nn (0) — концентрация примесей на границе эмиттер — база, через которую проводится диффузия (зна­чения координаты х отсчитываются от этой границы);

Da — коэффициент диффузии примеси, зависящий от температуры и свойств полупроводника и диффузанта; t — время диффузии при­месей.

При рабочих температурах транзистора (рассматривается тран­зистор типа р-п-р) донорные примеси полностью ионизированы. Однако концентрация электронов проводимости в объеме базы не соответствует концентрации донорных примесей. За счет диффузии часть электронов проводимости уходит из участков базы, примы­кающих к эмиттерному переходу, в участки базы, примыкающие к коллекторному переходу. Образуются избыточный положитель­ный заряд ионов у эмиттерного перехода и избыточный отрицатель­ный заряд электронов у коллекторного перехода. Эти заряды соз­дают электрическое поле, направленное от эмиттера к коллектору и, следовательно, способствующее движению дырок в этом направ­лении. Рассмотрим влияние ускоряющего поля на высокочастот­ные свойства транзистора.