Первое уравнение и два первых члена второго уравнения являются уравнениями пассивного четырехполюсника. Т-образная схема замещения для него имеет вид, показанный на рис. 1.а.

рис. 1. Т-образная схема транзистора.

Усилительные свойства тр-ра определяются последним членом второго равенства E_Г=(r₂₁-r₁₂)·I₁. Величина этого ЭДС пропорциональна вх. току и не зависит от свойств внешн. цепи.

Эквив-ная схема с учетом последнего члена второго равенства представлена на рис. 1.b.

Иногда вместо генератора ЭДС в эквивалентную схему включают генератор тока. Несомненно, что создаваемый генератором ток также должен быть пропорционален току I₁: I_Г=a·I₁, где a – коэфф. пропорциональности.

Эквивалентная схема с генератором тока показана на рис. 1.c.

Так как действия генератора тока и генератора напряжения равноценны, можно определить коэфф. a из схем рис. 1.b и 1.c при холостом ходе на выходе. Условие эквивалентности этих генераторов заключается в том, что падение напряж., создаваемого генератором тока на сопротивлении (r₂₁-r₁₂) (рис. 1.c), должно быть равно ЭДС генератора схемы на рис. 1.b:

(r₂₁-r₁₂)·I₁=a·(r₂₂-r₁₂)·I₁,

отсюда a=(r₂₁-r₁₂)/(r₂₂-r₁₂).

20. Основные параметры биполярных транзисторов.

Приводимые в справочниках параметры транзисторов делятся на электрические и предельные эксплуатационные.

К электрическим параметрам относятся:

граничная частота f_Гр при заданных напряжении U_кэ и токе эмиттера;

статический коэффициент передачи тока в схеме ОЭ h_21Э при заданных напряжении U_кэ и I_э;

обратные токи переходов I_кб0, I_эб0 при заданных обратных напряжениях соответственно U_кб и U_эб;

обратный ток коллекторного перехода I_кэR при заданных напряжении U_кэ и сопротивлении R_бэ резистора, включенного между базой и эмиттером;

емкости переходов С_э, С_к при заданных обратных напряжениях (емкость С_э часто приводится также при U_бэ=0).

Корме перечисленных выше общих электрических параметров в зависимости от назначения транзистора указывают ряд специфических параметров.

Для усилительных и генераторных транзисторов помимо граничной частоты обычно приводятся постоянная времени цепи обратной связи τ_к при заданных напряжении U_кб, токе I_э и частоте f, а также максимальная частота генерации f_max при заданных напряжении U_кб, токе I_э.

Зная значение τ_к, можно оценить коэффициент обратной связи |h_21Э( f )|=2 π f τ_к.

Для переключающих и импульсных транзисторов указывают напряжения в режиме насыщения U_{бэ нас}, и U_{кэ нас}, и время рассасывания t_рас, при заданных токах I_{к нас}, и I_Б.

• Под током I_Б надо понимать включающий ток базы I_Б1. Запирающий ток I_Б2, если он не указан особо, равен току I_Б1.

Для СВЧ-транзисторов часто указывают коэффициент усиления мощности К_Р на заданной частоте, а также индуктивности и емкости выводов.

Предельные эксплуатационные параметры – это максимально допустимые значения напряжений, токов, мощности и температуры, при которых гарантируются работоспособность транзистора и значения его электрических параметров в пределах норм технических условий. К предельным эксплуатационным параметрам относятся:

максимально допустимые обратные напряжения на переходах U_кб max, U_эб max, максимально допустимое напряжение U_кэ max в схеме ОЭ при заданном сопротивлении R_бэ внешнего резистора, подключенного между базой и эмиттером;

максимально допустимая рассеиваемая мощность P_max;

максимально допустимый ток коллектора I_к max;

максимально допустимая температура корпуса T_Кmax.

Помимо этого указывается диапазон рабочих температур.

21. Тиристоры.

Тиристорами (Т) назыв. большое семейство полупроводн. приборов, кот. обладают бистабильными характ-ками и способны переключаться из одного сост. в другое. В одном сост. Т имеет высокое R и малый I (закр., или выключ. состояние), в другом – низкое R и большой I (откр., или вкл. сост.). Принцип действия Т тесно связан с принципом действия бип. транз-ра, в кот. и электроны, и дырки участвуют в механизме проводимости. Название «тиристор» произошло от слова «тиратрон», поскольку электрические хар-ки обоих приборов во многом аналогичны.

Благодаря наличию двух устойчивых состояний и низкой мощности рассеяния в этих состояниях Т обладают уникальными полезными св-вами, позволяющими использовать их для решения широкого диапазона задач (от регулирования мощности в домашних бытовых электроприборах до переключения и преобразования энергии в высоковольтных линиях электропередачи). В настоящее время созданы Т, работающие при I от нескольких mA до 5000А и выше и при напряжениях, превышающих 10000В.

Параметры тиристора:

Напряж. включения U_вкл – это прямое анодное U, при котором Т переходит из закр. в откр. состояние при разомкнутом управляющем выводе.

Ток включ. I_вкл – это такое значение прямого анодного I ч/з Т, выше которого Т переключ-ся в откр. сост. при разомкнутой цепи управляющего вывода.

Отпирающий ток управления I_у.вкл – наименьший I в цепи управляющего вывода, кот. обеспечивает переключение Т в откр. сост. при данном U на Т.

Время задержки t_з – время, в течение кот. анодный I через Т возрастает до величины 0,1 установившегося значения с момента подачи на тир-р управляющего импульса.

Время включения t_вкл – время, в течение кот. I ч/з Т возрастает до 0,9 установившегося значения с момента подачи на Т управляющего импульса.

Остаточное напряжение U_пр – значение напряж. на Т, находящемся в откр. сост., при прохожд. ч/з него максимально допустимого I. U_пр обычно не превышает 2В.

Ток выключения I_выкл – значение прямого I ч/з Т при разомкнутой цепи управления, ниже кот. тир-р выключается.

Время выключения t_выкл – время от момента перемены I, проходящего ч/з Т, с прямого на обратный до момента, когда Т полностью восстановит запирающую способность в прямом направлении.

Т широко прим. в радиолокации, уст-вах радиосвязи, автоматике, как приборы с отрицательной проводимостью, управляемые ключи, пороговые элементы, триггеры, не потребляющие I в исходном состоянии.

23. Однопереходный транзистор.

Однопереходный тр-р представляет собой полупроводниковый прибор с одним р-п переходом, в котором модуляция сопротивления полупроводника вызвана инжекцией носителей р-п переходом.

ОТ изготавливают из пластины высокоомного полупроводника с электропроводностью п-типа, он имеет 2 невыпрямляющих контакта к п-области и р-п переход, расположенный между ними.

рис. 1. Схема включения однопереходного тр-ра.

Согласно схеме структуры ОТ принимается следующая терминология: электрод от выпрямляющего контакта – эмиттер, электрод от нижнего невыпрямляющего контакта - первая база (Б1) и электрод от верхнего невыпр. контакта - вторая база (Б2). В некоторых случаях ОТ наз. базовым диодом.

На рис. 2 приведем ВАХ ОТ.

рис. 2. Входная ВАХ однопереходного тр-ра (1 – характеристика при отключенной базе).

При откл. Б2 хар-ка выглядит аналогично хар-ке обычного диода.

В триодном включении при большом U между невыпрямляющими контактами Б1 и Б2 переход заперт как при отриц. так и при положит. напряж. U_э, не превышающих величины внутреннего напряжения U_эБ1. Этому режиму соотв. участок хар-ки А-Б на рис. 2, аналогичный хар-ке обрат. вкл. р-п перехода.

При напряж на вх. U_э=U_эБ1 переход отпирается. Падающий участок ВАХ соответств. резкому падению напряж. на вх. U_э при возрастающем токе I_э (участок Б-В на рис. 2). Напряжение в точке максимума определяется из выражения U_max ≈ (E_б·R1) / (R1+R2).

24. Полевой транзистор с р-n переходом.

Полевым тр-ром (ПТ) наз. полупроводн. прибор, усилительные св-ва кот. обусловлены потоком основных носителей, протекающим ч/з проводящий канал, управляемый электрическим полем. Действие ПТ обусловлено носителями заряда одной полярности.

Характерной особенностью ПТ явл. высокий коэфф. усиления по напряж. и высокое U_вх.

Исток (И) – это вывод ч/з кот. основные носители входят в канал.

Сток (С) – вывод ч/з кот. основные носители выходят из канала.

И и С соед-тся токопроводящим каналом.

Затвор (З) – ч/з него создается эл. поле, кот. управляет шириной канала, а значит током. В ПТ З выполнен в виде обратно включенного р-п перехода.

На С прилагается U такой полярности, чтобы основные носители из канала двигались от истока к стоку.

На З прилагается U такой полярности, чтобы р-п переход был вкл. в обр. направл. Если U на З равно 0, канал имеет некоторую ширину ч/з кот. основные носители – дырки переходят от И к С и создается I_c. Если обратн. U на З увеличивать, тогда ширина р-п перехода увелчив-ся, а канал сужается, и до С дойдет меньшее кол-во основн. носит. I_c уменш-ся.

Чем больше U затвора, тем больше ширина р-п перехода, канал сужается, и ток С уменьшается. При большом U затвора канал может перекрыться и ток С равен нулю.

ВАХ полевого тр-ра.

1. Стоко-затворные (проходные хар-ки).

I_с = f (U_з) при U_с = const.

Рис. 1. Входная характеристика.

ПТ имеют большие R_вх, т.к. во входной цепи имеется затвор с очень большим сопрот.

U_з = 0, канал самый широкий и I_с самый большой. Если U_з увеличивается, то канал сужается и I_с уменьшается. U_з при кот. канал перекрывается и I_c = 0 наз. напряж. отсечки.

2. Стоковые (выходные хар-ки).

I_с = f (U_с) при U_з = 0.

Рис. 2. Выходная характеристика.

U_з = 0 канал самый широкий I_c самый большой и ВАХ располагается выше. Если U_з растет, то канал сужается и ВАХ пойдут ниже, т.к. I_c уменьшается. Если U_c = 0, то I_c = 0 и ВАХ начинаются с нуля. Если U_c увеличивается, то I_c сначала резко возраст., потом рост тока замедляется.

ПТ хар-ся следующими основн. параметрами: крутизна проходной характеристики – S

S = ΔI_c / ΔU_з ,

сопротивление С-И – R_си ,

максимальная частота – f_max .

25. Полевой тр-р с изолированным затвором с индуцированным каналом.

ПТ с изолир. затвором – это такие тр-ры, затвор которых изолирован от проводящего канала материалом диэлектрика или окисью кремния. Т.о. по структуре конструктивно получается, затвор – металлический слой, проводящий канал – полупроводник, изолятор – диэлектрик. По технологическому принципу изготовления различают 2 типа таких тр-ров: с индуцированным и со встроенным каналом.