Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000), страница 13

Для МДП-транзистора с увеличением температуры также ха-. рактерно уменьшение тока стока, что объясняется ростом собственного сопротивления полупроводника. В то же время увеличение температуры ведет к увеличению числа пар электроидырка в канале, т. е. к увеличению концентрации носителей заряда. Естественно, это вызывает рост тока стока, особенно при небольших его собственных значениях. Следовательно, н в МДП- транзисторе существуют две противоположные тенденции, степень проявления которых зависит от абсолютной величины тока стока. Следствием этого является наличке на передаточной характеристике прибора точки Н, для которой ток стока не зависит от изменения температуры окружающей среды.

Важно отметить еще одну особенность ПТ. В режиме больших токов стока повышение температуры окружающей среды приводит к уменьшению тока 1с, т. е, в приборе отсутствует положительная обратная связь по температуре, присущая биполярным транзисторам, Увеличение температуры автоматически приводит к снижению мощности, рассеивающейся в ПТ. Таким образом, ПТ менее склонны к тепловому пробою, чем бнполярные. 60 б) Рис 223. Эквивалентные схемы полевого транзистора с унравляюглим р.мперекодом (а) и изолированным затвором (6) Эквивалентные схемы полевых транзисторов.

Рассмотрим наиболее распространекные схемы замещения полевых транзисторов. Иа рис. 2.23, а приведена схема замещения ПТ с управляющим р и переходом, а на рис, 2.23, б — с изолированным затвором. й этих схемах принято, что вывод подложки электрически соеднкаи с истоком.

Такое включение наиболее часто используется при разработке схем иа ПТ. Следует отметить, что входное и выходное сопротивления ПТ иогят явно выраженный емкостный характер. Активная составляюиьвя входного тока для ПТ управляющим р-и-переходом обусловлена током обратно смещенного р-и-перехода н весьма мала. Отличительные особенности полевого транзистора. Из принципа действия полевого транзистора вытекают две основные его иобеиностн: в установившемся режиме работы входной ток поле- и но транзистора стремится к нулю (т. е, г„оо); инерционность полевого транзистора в отличие от биполярного обусловлена тольво процессами перезаряда его входной и выходной емкостей.

Казалось бы, что отсутствие процессов изменения объемного шряда неосновных носителей дает преимущество полевому трзнгнгтору в быстродействии перед биполярным транзистором. Одилко следует отметить, что конструкция полевого транзистора предполагает получение больших значений его входных и выходных емкостей. Последнее с увеличением частоты входного сигнала приводит к фактическому падению коэффициента усиления касанда на полевом транзисторе. Действительно, по постоянному току имтффицнеит усиления полевых транзисторов стремится к бесконечности (входной ток стремится к нулю).

При увеличении частоты модного сигнала входной ток полевого транзистора, определяеылй его входной емкостью, растет, что эквивалентно снижению пачения коэффициента усиления, Поэтому принято считать, что общем случае по быстродействию, усилению и частотным свой- 6! ствам полевой транзистор, как правило, не имеет преимуществ перед биполярным транзистором.

Однако разработка полевого транзистора с так называемым коротким каналом (61 позволила создать полупроводниковый высокочастотный транзистор сравнительно большей мощности (50 ... ... 100 Вт), не осуществленный в настоящее время в биполярном варианте, Полевые транзисторы имеют преимущество перед бнполярными транзисторами в большей температурной стабильности нх характеристик. Это объясняется тем, что основная температурная нестабильность характеристик биполярного транзистора обусловлена сильной зависимостью количества неосновных носителей заряда в полупроводнике.

Учитывая, что полевой транзистор работает с использованием только основных носителей зарядов, которые в меньшей степени подвержены температурному влиянию, в нем от* сутствует положительная обратная связь по температуре, присущая биполярным транзисторам. Основными преимуществами полевого транзистора являются его большое входное сопротивление по постоянному току и высокая технологичность.

Последнее обусловливает широкое применение полевых транзисторов при разработке цифровых интегральных схем. Дискретные полевые транзисторы, выпускаемые отечественной промышленностью, классифицируют по мощности и частоте аналогично биполярным, Маркировка транзисторов, применяемая с 1972 г., предусматривает шестнсимвольное буквенно-цифровое обозначение. Прн этом каждый символ несет следующую информацию о транзисторе.

Первый символ — буква илн цифра, указывает (как и в случае маркировки диодов) исходный полупроводниковый материал. Второй спмвол — буква, обозначает класс прибора: П вЂ” полевые, Т вЂ” биполярные транзисторы. Третий символ — цифра (от! до 9), указывает на энергетическую и частотную характеристики биполярного н полевого транзисторов в соответствии с табл. 2.3. Чет- Таблица 23 Частотнав н энергетическая характеристика травэнствра, онревеввеммс третьим символом маркировки Работал частота, Мтв Моглаоста расселина, Вт до 3 Болел Зб 3 6 кгрзый и пятый символы — цифры (от О) до 99), указывают порядковый номер разработки приборов.

Деление по группам (ше1гой символ — буква) осуществляют по каким-либо параметрам прибора: коэффициенту передачи тока, обратному напряжению и л)ь). Например. маркировка КТ905А означает: кремниевый биа лярный транзистор, мощность рассеяния более К5 Вт, рабочая аг1ота выше ЗО МГц, 5.я по порядку разработка, относится по коим параметрам к группе А. В настоящее'время вводится семиснмвольная маркировка полун)нюодииковых приборов, которая отличается от существующей 1рсхзначцым номером разработки, соответствующим четвертому, пятому и шестому символам маркировки. ЗЛ. ТИРИСТОРЫ Тир«стор — полупроводниковый прибор с двумя устойчивымн достояниями, имеющий три (илн более) выпрямляющнх перехода, который может переключаться нз закрытого состояния в открытое, и наоборот.

Различают диодиые (неуправляемые) и триодные (управляемые) тиристоры. Днодный тиристор называют дик«сторон, я триодный — трикистором. Днннстор, условное обозначение которого приведено на ~ ис. 2.6, !б, представляет собой двухполюсную четырехслойную » «-р-«-структуру, Электрод, обеспечивавший электрическую связь внешней «-областью, называется катодом, а с внешней р-обла- ~ гью — анодом С учетом знаков приложенного к структуре внешнего напряжения переходы 1 и Л смещены в прямом направлении, ~ все напряжение падает иа переходе 2, который работает в речице коллектора Рассматриваемую структуру дниистора можно крсдставнть состоящей из двух транзисторов рг«»рз и «а-ра-«ь которых области «~ н рт условно разделены (рис. 2.24).

Перемщ 1 представляет собой эмитгериый переход первого трзнзиг~ора, через который дырки иижектируют из области р~ в область «и выполняющую роль базы для этого транзистора. Пройдя базу н коллекторный переход 2, ннжектированиые дырки появляются в коллекторе рз первого транзистора, который в то же время служит базой второго транзистора. Этот ток определяется выражением 1,=1» ко+а~1„где 4 ко— братиый дырочный ток коллекторного перехода; а~ — коэффиннснт передачи тока эмиттера первого транзистора. Появление дырок в базе ра второго транзистора («з=рз=«,) приводит к образованию нескомпенсированного объемного заряда. 1~гот заряд, понижая высоту потенциального барьера эмнттерного перехода 8 второго транзистора, вызывает встречную ннжекцию 1»сктроиов нз эмиттериой области «а второго транзистора в об- 63 //л г Рнс 2 25. Вольт-ампернне характера стока днн//стерн и нагрузочного резо стерн.

/ — отнрнтее состоянне, П вЂ” область отрнна тельно~о сояротналення; /П вЂ” аанрнто» о стояние: /Р— область янсояого сооротняле ння. К вЂ” область оробоя Рнс 2 24. Схема оклмченнн н структура донн. стора ласть ра, являюшуюся базой для второго транзистора и коллектором для первого. Иижектированные электроны проходят через коллекторный переход 2 н попадают а коллектор и/ второго транзистора, служашнй одновременно базой нервого транзистора (рпп/-ра). Значение электронного тока равно 1,=! ко+аз!„ где 1,ко — обратный электронный ток коллекторного перехода; аа — коэффкцнеит передачи тока эмнттера-второго транзистора. Учитывая, что дырки и электроны движутся навстречу друг другу, суммарный ток рассматриваемой структуры 1н=1л+1л= =!/ ко+1 ко+ (се/+ат)!н 1као+аа1, где 1кно — обратный ток тн.

ристора, а аз — суммарный коэффициент передачи тока эмит. тера. Решая полученное выражение относительно 1., получают !кво !() — нт). (2.25) Как видно из (2.25), прн аз- ) 1;з-оо. Данное условие яв ляется условием переключения диннстора. Фнзическй зто означает, что при аа =1 инжекцня электронов в область и/ приводит к появлению нескомпеисированного объемного заряда, который, понижая высоту потенциального барьера перехода 1, вызывает встречную вторичную инжекцию дырок нз области р/ в область я,.