Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Если это напряжение превышает допуствмое для выбранного типа диода, нужно включать последовательно достаточное число диодов в казкдое плечо моста Для равномерного распределения обратного напряжения между диодамп, параметры которых всегда имеют некоторый разброс, их шунтир>ют резисторами. Если требуется получить повышенные значения токов, используют параллельное включение диодов; для выравнивания токовой нагрузки на них последовательно с каждым включают резистор. 8.8. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ТРИОДЫ (ТРАНЗИСТОРЫ) 77нв О) нв Т т 'ЦИ' г) Рнш 8 37. Транзисторы: а — тнп л — р — л; б — тип схематичесное изображение ческое изображение 178 р — л — р; в — пита~яке транзистора р — л — р и его г — питание транзистора л — р — л н его схемати- Транзисторы были разработаны в 50-е годы ХХ века.
Основу конструкции транзистора составляет кристалл германия (илн кремния). В этом кристалле известными нам способами созданы два р — л перехода (а не один, как в диоде). По существу здесь имеем как бы встречное включение двух диодов. В кристалле на рнс. 8.37,а мы видим три области; левую электронную (область л), которую назовем з ми ттером электронов, центральную дырочную (область р), называемую б а з о й, и правую электронную (область л), которую будем именовать коллектором электронов. Такая последовательность областей дает транзистору название «тип л — р — л».
На рнс. 8.37,б изображена другая последовательность областей, имеющая широкое распространение и дающая транзистору название «тип р — л — р». В ней основным процессом оказывается движение дырок. Дозировкой примесей достигают того, чтобы эмиттерная область кристалла обладала наивысшей концентрацией своих носителей зарядов, так как эмнчтер служит источником носителей (аналогично катоду электронной лампы). Меньшую концентрацию имеет коллекторная область, которая получает, так сказать, «чужие» носители (подобно аноду лампы).
У области базы самая низкая концентрация своих основных носителей, она управляет движением «чужих» носителей (аналогнчно сетке злентронной лампы). Ко всем трем областям транзистора присоединены металлические токоснимателн, и зги трн вывода позволили назвать транзистор «полупроводниковым триод о и», Включим между выводами транзистора источники постоянного напряжения в цепях эмитгер — база Пв и коллектор — база П , соблюдая следующее правило: небольшое напряжение эмиттер — база (доли вольта в приборах малой мощности) должно быть для перехода эмиттер— б а з а п р о и у с к н ы м; напряжение коллектор — база (целые вольты, нног.
да десятки вальт) для перехода коллектор — база должно быть з а и н р а юш и м (обратным). Нэ рис. 8.37,в показаны источники питания транзистора р — л — р. К его коллектору батарея подключена минусом, а к эннттеру †плюс, так что ток (движение положительных зарядов) направляется из эмиттера в базу. Именно зго движение указывается стрелкой эмнттера в схематическом изображении триода р — л — р, как показано на том нге рисунке. На рис 8.37,г мы видим источники питания транзистора л — р — Ш онп включены с соблюдением тех же требований для переходов, т. е.
цепь коллектора включена здесь на плюс батареи. Ток направляется (навстречу электронам) от базы к змиттеру, и об- а) Рис. 8.38. Процессы в тра|нзисторе р — и — р: а — токи; б — движение дырок б б) Ратное направление стрелки эмиттера позволяет отличать на схемах триод п — р — л от триода р — и — р. В транзисторах р — л — р-тяпа основнымн ~носителями зарядов являются дырки, которые имеют меньшую подвижность, чем электроны. Для техники сверхвысоних частот перспективнее тип и — р — н. Вообще же транзистор более инерционен, чем электронная лампа, так как в твердом теле диффузное движение электронов не достигает тех скоростей, которые имеют электроны в вакууме.
Кроме того, р — и переходы шунтируются для сверхвысоких частот своими емкостями. В результате транзисторы используют в приборах, работающих в диапазоне дециметровых и тем более сантиметровых волн с отставанием от чисто электронных приборов. Вернемся к схеме на рнс. 8.37,в и рассмотрим направления и соотношения токов в ее соединительных проводах. Дырки левой области р, отталкнваемые положительным напряжением !)эв, диффУндиРУют к левомУ пеРеходу и движутся в область л базы через низкий потенциальный барьер (пропускное направление). Здесь дырки частично рекомбинируют с электронами базы. Однако область базы выполняется весьма тонкой (малые доли миллиметра, и зто очень важно!), и потому подавляющая доля дырок (до 997а) в результате диффузии достигает правого перехода.
Сквозь правый переход дырки (как неосновные в этом случае носители зарядов) проходят свободно и, совершая диффузию в правой области гх притягиваются отрицательным напряжением Укв, т. е. создают ток ~к н цепи коллектора. На пополнение зарядов, переносимых дырками из левой Зз-области, идет ток ! в цепи эмнтте- ра через источник У . Наконец, электроны в области базы, рекомбинирующне с дырками эмиттера, пополняются из внешней цепи, создавая ток базы ! . Грубо говоря, ток базы есть разность токов эмиттера и коллектора, как это следует из описанного процесса: (8.23) Б Э К' В схеме на рис. 8,37,г механизм образования тонов подобен описанному, но от эмиттера движутся вправо электроны, а не дырки, и тони в цепях имеют обратные направления. Поэтому не будем повторять процессы для транзистора н — р — н.
Дадим некоторую детализацию физических процессов в транзисторе р — и — р (рис. 8.38,а). Если разорвать цепь змиттера, то от коллектора через базу ток не исчезнет полностью. Электроны электропроводностн правой области р, приближаясь к правому р — н переходу, проходят в область н н образуют ток ! о,показанный на рисунне штрихами. В цепи коллектора направление этого тока совпадает с направлением основного тока )к, а в цепи базы он идет навстречу основному току ! Б, так что ток базы есть разность этих двух токов.
Ток ! называют неуправляемым током коллектора. Он невелик, тан как образован неосновными носителями правой области р. Как правило, в цепи базы ! )! К о н напРавление опРеделается дырками, вытекающими из области базы. Но о неуправляемом токе коллектора приходится упоминать вследствие того, что он р е з к о в о врастает с рантом температу р ы (примерно вдвое при повыше- 179 "кв а) в> Рис. 8.39.
Транзистор в схеме с ОБ: а — схема; б — характеристики змиттерного тока; в — хаРактеРистики коллекторного тока 180 нии температуры на каждые 10'С). Это следует учитывать, обеспечивая температурную стабильность показателей транзисторных радиотехнических устройств. Рассмотрим на рис. 8.38,б главный путь основных носителей зарядов в транзисторе р — л — Р (т. е. дырок). Они движутся от эмиттера через эмиттерный переход (потенциальный барьер которого снижен напряженнем (7 ) и через коллекторный переход (поле котора о свободно пропускает неосновные носители); наконец, дырки притя.
гиваются к отрицательному электроду на коллекторе. В этом процессе замечательно следующее: ток коллектора определяется потоком дырок через левый переход, т. е. напряжен и е м (79 ., ведь только единицы и даже доли процента дырок ответвляются в цепь базы, а напряженность поля правого перехода всегда достаточна для втягивания дырок в коллекторную область, и потому напряжение на коллекторе мало влияет на его ток. В этом последнем свойстве имеется аналогия с влиянием анодного напряжения пентода на величину тока анода. Изложензые нами процессы в транзисторе и его свойства наглядно выражаются его характеристиками. Для лампового триода нам известны характеристики анодного тока и тока сетки.
Для транзистора характеристики также представляют собой зависимости тонов от прилагаемых напряжений. Рассмотрим простую (но не всегда лучшую) схему, которая изображалась на рис. 837 и 8.38 и которую можно назвать схемой с общей базой (ОБ); в ней зажим базы является общей («заземленнойз) точкой для всех трех электродов. Условное изображение такой схемы дано на рис. 8.39,а. Включая показанные на ней измерительные приборы и отсчатывая токи прн изменяемых скачками напряжениих, люжно практичеокн снять характеристики.
Цепь эмиттера назовем в х о д н о й, так как в нее будем включать источник сигнала; цепь коллектора назовем вых о д н о й, так как в нее будет включаться потребитель энергии сигнала. Зависимость л =гр(иэв ) соответственно носит название входной характеристики схемы с ОБ. Зависимость же (к=г'(и ) называется вы. ходной характеристйкой этой схемы. Входная характеристика (рис. 8 39,б), т, е, зависимость тока эмиттера от напряжения эмиттер — база при неизменном напряжении моллектор база, имеет сходство с характеристикой полупроводникового диода в пропускной области (см.
рис. 8.31,6): ведь именно так приложено внешнее напряжение к левому Р— а переходу. Если и =О, т. е. коллектор соединен с базой накоротко, то имеет совершенно точно характеристику диода, идущую через начало координат; если же и д повышается, то характеристика идет незначительно выше, так как на эмиттерный переход напряжение коллектора влияет мало.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
