Биполярные транзисторы

                2.4.1. Биполярные транзисторы

                Биполярными транзисторами (БТ) называют полупроводниковые приборы с двумя (или более) взаимодействующими p-n-переходами и тремя (или более) выводами, усилительные свойства которых обусловлены явлениями инжекции и экстракции не основных носителей заряда.

                Для определения малосигнальных Y-параметров БТ используют их эквивалентные схемы. Из множества разнообразных эквивалентных схем наиболее точно физическую структуру БТ отражает  малосигнальная физическая Т-образная схема. Для целей эскизного проектирования, при использовании транзисторов до (0,2...0,3) ( - граничная частота усиления транзистора с ОЭ) возможно использование упрощенных эквивалентных моделей транзисторов, параметры элементов эквивалентных схем которых легко определяются на основе справочных данных. Упрощенная эквивалентная схема биполярного транзистора приведена на рис.2.7.

                Параметры элементов определяются на основе справочных данных следующим образом:

                ¨  объемное сопротивление базы ,

где  - постоянная времени цепи внутренней обратной связи в транзисторе на ВЧ;

       ¨ активное сопротивление эмиттера ,

Рекомендуемые материалы

при  в миллиамперах  получается в омах;

                ¨ диффузионная емкость эмиттера ,

где  - граничная частота усиления по току транзистора с ОЭ,  ;

                ¨ коэффициент усиления тока базы для транзистора с ОБ ,

где  - низкочастотное значение коэффициента передачи по току транзистора с ОЭ.

¨ Dr =(0,5…1,5) Ом;

                Таким образом, параметры эквивалентной схемы биполярного транзистора полностью определяются справочными данными  и режимом работы.

Следует учитывать известную зависимость  от напряжения коллектор -эмиттер :

.

                По известной эквивалентной схеме не представляет особого труда, пользуясь методикой, изложенной в разделе 2.3, получить приближенные выражения для низкочастотных значений Y-параметров биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ:

Частотную зависимость  и  при анализе усилительного каскада в области ВЧ определяют, соответственно, посредством определения входной динамической емкости  и постоянной времени транзистора t. Выражения для расчета низкочастотных Y-параметров для других схем включения транзистора получают следующим образом:

¨ дополняют матрицу исходных Y-параметров  до неопределенной  , а именно, если

то

¨ вычеркивают строку и столбец, соответствующие общему узлу схемы (б для ОБ, к для ОК), получая матрицу Y-параметров для конкретной схемы включения транзистора.

                2.4.2. Полевые транзисторы

                Полевыми транзисторами (ПТ) называются полупроводниковые усилительные приборы, в основе работы которых используются подвижные носители зарядов одного типа- либо электроны, либо дырки. Наиболее характерной чертой ПТ является высокое входное сопротивление, поэтому они управляются напряжением, а не током, как БТ.

                Определяются малосигнальные Y-параметры ПТ по его эквивалентной схеме. Для целей эскизного проектирования можно использовать упрощенный вариант малосигнальной эквивалентной схемы ПТ, представленный на рис.2.8.

Данная схема с удовлетворительной для эскизного проектирования точностью аппроксимирует усилительные свойства ПТ независимо от его типа, параметры ее элементов находятся из справочных данных

                Выражения для эквивалентных Y-параметров ПТ, включенного по схеме с ОИ определяют по методике п.2.3:

,

,

,

Информация в лекции "5.4 Текстовые области" поможет Вам.

.

Где з, с, и соответственно затвор, сток и исток ПТ; t- время пролета носителей,  .

                Граничную частоту единичного усиления ПТ  можно оценить по формуле:

.

                Анализ полученных выражений для эквивалентных Y-параметров ПТ, проведенный с учетом конкретных численных значений справочных параметров, позволяет сделать вывод о незначительной зависимости крутизны от частоты, что позволяет в эскизных расчетах использовать ее низкочастотное значение . При  отсутствии справочных данных о величине внутренней проводимости ПТ , в эскизных расчетах можно принимать  ввиду ее относительной малости.

                Пересчет эквивалентных Y- параметров для других схем включения ПТ осуществляется по тем же правилам, что и для БТ.