Изъюрова Г.И. Расчёт электронных схем. Примеры и задачи (1987), страница 8

Исходя из этих допущений, построим примерное распределение концентрации электронов в базе (рис 2.10). Плотность тока неосновных носителей заряда (электронов) в базе «Ь«э 1«« ' =еР— х Коэффициент диффузии вычислим из соотношения Эгш штейна: игр« Р„/р„= 1«27е, Ряс. 2.10 откуда Р,=««2)«„/е=1,38 10 'з 300 0,39/(1,602 10 'з)=1.10 * мз/с. Определим градиент концентрации электронов в базе: 10зо — = -0,25 10'з м ~. «Ь 410 ' Принимая за положительное направление ток коллектора в активном режиме„имеем Й7, Ук = — / П = — еР„П = ««х Решение Плотность дырочного тока в базе «)рз / = — еР—; «)х =1602 10 'з 1 ° 10 з-025.10з'.1 10 я=4 мА.

2.6. В р-и-р-транзисторе площади эмиттерного и коллектор- ного переходов одинаковы и равны 1.10 е мз, коэффициент диффузии дь«рок в базе Р, =4,7. 10 м*/с При 1«кь = — 1 В распределение концентрации дырок в базе имеет вид, показанный на рис. 2.11. Требуется.

"а) пренебрегая токами утечки, определить ток эмитгера, обусловленный дырками; 6) вычислить дифференциальное сопротивление между коллектором и базой при (,«кв= — 16 В, если толщина обеднешюго носителями заряда слоя коллекторного перехода «г« =(1+")/) (/кв() 10 е м. Предположить, что условия на переходе змиттер — база не изменяются и соответствуют условиям, показанным на рис. 2.11.

дырочный ток эмнтгера ХРэ Х = -еР— -П. Р Р Х Градиент концентрации дырок И 2 10г 4к и 2.!О-з — — -5 — д~~р / Следовательно, Х =Х П = -еХ) П = 1 602 10 'з.47 10 з(10. 10гз) 10 з = г(Рэ Р Р Р Ток коллектора Хк = еХРрХХРэ/(гр, — грр) еХХрХХРэ/грэ где гр — эффективная ширина базы. Следовательно, гр „„=ге+ге„=2 10 +(!+~/(УкД) 10 з; пРи ХХкв -1 В ге, 2 ° 10 з+2 10 в=2,2 10 ' м, тогда еХ)рХХРэ Проднфференцируем это выражение по ХХкв.' -и+ртр р 1р-'у При ХХкв — 16 В ! ИХк 16 1О-гэ.47,10-з.10-з.2,!Ого(1б-ига),10-з ~ХХ' КБ (22.

!О-з (1,~. (/16). 10-е)г 1,88.10 ьз 289 !О го См Ри. 2.ХХ Рис. 2.12 Дифференциальное сопротивление (и„, 2,89 Ю-" гк =,«1 1,88 ° 10 ~ч — 15,4 кОм. 2.7. Транзистор, имеющий параметры и 0,995, аз=0,1, 1эь„=10 ' А, 1кяк=10 ' А, включен в схемУ, изобРажениую на рис. 2.12. Определить напряжение коллектор-змиттер ««кэ, а также токи 1э. 1к1 1Б. Решение Напряжение коллектор — змиттер найдем из выражения ««ЭБ+ «1ак+ «1БЭ=О> откуда «1кэ 5+ Об2 5*62 В Определим ток коллектора: 1к = п1эяк(е'~вз1азЗ 1) 1кяк(егояк«ац — 1).

Заметим, что в последнем слагаемом членом с зкспоненцнальным множителем можно пренебречь нз-за большого отрицательного напряжения Увк. Подставляя значения величин из условия задачи, получаем 0995. 10-1ч( е,Био,езз ц 10-1з( -ие,озе ц =23 Ю ~А. Определяем ток змиттера по формуле 1э=1эхк(е" Бэ"""- 1)- Мкяк(е' """" — 1) = = 10-"(2,3 ю")-ю-'"=2,з ю-' А.

Ток базы 1Б = 1к + 1э = О. В действительности ток базы не равен нулю. Неточный результат получен нз-за приближенного вычисления тока коллектора: 0995 23.10-м.101о 23.10-х А Следовательно, в действительности 1Б — ОЯ95 23.10 ч+ 2*3 10 ч= 1.15.10 Б А.

2.8. На рис. 2.13,с,б изображены входные и выходные характеристики транзистора в схеме ОЭ. Требуется построить ха- ьРА и и и г ю~ 37 и зь юе бй и и х 4 „.ними ав Р .лгу ! рактеристику передачи гока 1к = 1(1к) при (Укэ — 5 В = сонат и характеристику передачи 1к — — ДУвэ) при 11кэ —— -5 В = = сопзп Решение Из построенных характеристик передачи (ряс. 2.13,а) отчетливо видно, что кривая 1к — — Г(1в) близка к линейной, а кривая 1к —— 1(Увэ) в нижней части резко иелинейна. Первая кривая — зависимость 1к -- 1(1в) при Укэ = -5 В = сопзà — строится по точкам А, Ь', В, Г, Г(, Е, которые являются точками пересечения вертикали для 11кэ = -5 В с выходными характеристиками для разных токов базы 1в.

Эту кривую можно построить на графике входной характеристики, если по оси ординат отдожнть значения 1к, а по осн абсцисс — значения 1в (рис. 233,а). Вторая кривая строится на основе входной и выходной характеристик. Например, при напряжении коллектор — эмвттер 11кэ — 5 В ток базы 1в = 200 мкА соответствует на входной характеристике напряжению Увэ- — 225 мВ, а на выходной— гоку 1„= 3,9 мА. Поэтому в системе координат 1к — Увэ наносим точку с этими координатами (3,9 мА; 225 мВ). Аналогично находим другие точки, по которым строим кривую. Для удобства можно составить таблицу (для Укэ — — — 5 В): 2.9.

Пользуясь семействами входных и выходных характеристик транзистора для схемы ОЭ (рис. 2ЛЗ,а,б), построить входные и выходные характеристики для схемы ОК. 2Л0. Пользуясь семействами входных и выходных характеристик для схемы ОЭ (рис. 2.13„а,б), построить входные и выходные характеристики для схем ОБ. 2Л1. Транзистор р-л-р включен в схему с общей базой. Показать, что дифференциальное сопротивление змиттера можно приблихсенно вычислить по формуле «, щ ЙТ/(е»,), где 1э — ток эмиттера.

Вычислите «» при Т= 300 К, если !э=2 мА. Решение Так как на эмиттерный переход полано прямое напряжение, го ток змиттера может быть определен следующим образом. 1,=1„,(ес ч»» 1), где (эхе обратный ток. Тогда И1»',е ~ /»Т "1» ~сы.= а е(2э+1эва) но (э»:Гэво и «, ж /» Т/(е(э) «е гр» /1э. Прн (э=2 мА и Т=ЗОО К «,= 1,38.10 " 300/(1,6 !О '~-2-10 ') =13 Оьь 2Л2. Пользуясь схемой замещения транзистора, включенного по схеме ОБ (рис.

214,а), установить зависимость межлу собственными параметрами и параметрами системы Й. г, Решение Параметры 12'2 1 12 ~ и йпб= —— из=с 12 ~й«=б определяются в режиме короткого замыкания на выходе для переменного тока. Поэтому для нахождения этих параметров преобразуем схему на рис. 214,а в схему, изображенную на рис. 2.14, б. Применив к этой схеме уравнения Кирхгофа, найдем напряжение на входе: (1 и) 12уб2к ()2 = У*/2+ 26+ 2к Следовательно, входное сопротивление транзистора при ко- ротком замыкании на выходе для переменного тока 12' (! — и) убу„ йпб- — 2 — — у,+ У,+., Зто точное выражение можно упростить. Ъкчнтывая, что Ук )~ 2'б МОЖНО Залиеатв2 йк«б кб У«+ Уб (1 — О!). Из схемы на рис.

2.14,б видно, что (1 п)12"ккб 1 +о/2 = (2/У„, но (/= Уб + Ук Следовательно, (1 й)12гб " Огб+ сб «+ «б ббб $ = — 22/ ,.+Ук ~ .+.к откуда 12 «б+ ОУ« й22б О б 2'б+ Ук 02 б Разделив числитель и знаменатель почленно на Ук, полУчим "2ж = (Ух|У«+ и)/(1+ Уб/У). как как и ~н 1, Уб/Ук ~< 1, то й22б кб — О. Параметры йкж и й22б определяются в режиме холостого хода входной цепи для переменного тока (при разомкнутых входных зажимах). При этом зависимый генератор тока выклкочаетс2ь НетРУдно заметить, что в этом слУчае йпб = = Уб / (Уб + 2 к) И й22б = 1/(Уб + Ук).

2.13. Установить связь между г-параметрамн и У-параметрами транзистора. Решение Уравнения для системы г-параметров имеют вид б1 21111+21212 112 = 22111+ 22212 Уравнения для системы у-параметров таковы: 11 у!1 01 + У12 2 12 = У21211 + У22212 Переход от олной системы параметров к другой удобно осуществлять с помощью определителей. Решая уравнения первой системы относительно 1, и 12, получаем 111 21г 222~1 221~~2 222 " 212 ~1 ~2~ 211222 221212 211 212 гм ггг г11 111 гм 1/2 221 1 = 21 = 111 11 112 Лг Ьг Лг тде Лг = 2„222 — 212222 — детерминант матрицы. Сопоставляя коэффициенты перед 111 и 112 из уравнения второй системь1 с соответствующими коэффициентами из уравнений первой системы, выведем искомые соотношения: Уы =2221112' Уш= 212/М Ум = 221/112' Угг = 211Фг.

2Л4. Выразить параметры трашистора Й1ь и Й„, в схеме ОЗ.через а-параметры транзистора в схеме ОБ. Решение Схема замещения транзистора с общей базой 2вображена иа рис. 2Л5,а. Если данный трашистор включить по способу ОЭ, то схема замещения прюгет вид, показанный на рис. 2.15, б. По определению, если 16 =О, то 1, = — 1, и ток (рнс. 2.15,а) 1 = — (1+ 6216)1г Так как )2пб является проводимость!о, то Х = )22ж(1„6 = — (1 + 6216) 1,. Используя второй закон Кирхгофа, для выходного контура на рис. 2.!5,6 можно написать )211611+)2216~16 (~6+ ('ю Комбинируя два последних выражения, получаем )211612226 (1кб + Й.16 016 — (16 + ('кэ = О + 216 или Кб/(1!6 1+)2 216 )2116)22М + (! )2126)(1 + 2216) Следовательно, ~~66 )2!16)2226 (! +)2216))2126 )2216 ('бб )2116)2пб+ (! )1126)(1 + )2216) Поскольку й!26 «1 и 2222ф!!б «1+ /221„эта формула упроп2аетсяб )2пб 2226 1ь= 1 й пб.

Х л 2 ПЮ Ряс УЛ5 Гэбэ . По определению, )ззь —— , т. е. ланный параметр 1 определяется в режиме короткого замыкания на выходе. Замкнув выходные зажимы в схеме на рис. 2.15,а, получим схему, изой~аженную на рис. 2.1б. Отметим, п.о в этом случае 11«6 = Применив второй закон Кирхгофа для входного контура, ПОЛУЧИМ «) .6 — А!161« — !212611„6 =О.