Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Характер этого изменения определяется функцией а(1), чаще всего сопротивление г возрастает (по модулю) с ростом тока. Среднее значение 1г 1 между точками ПП н ОП лежит обычно в пределах от 5 — 10 до 50 — 100 кОм. Коллекторное напряжение, уменьшаясь на участке 3, делается равным нулю в точке Н **. Из формулы (5-12) при (/ = О получаем соотношение 1 ~но (5-15) из которого определяется ток 1,. Поскольку этот ток несравненно больше, чем 1,„, его можно определять из условия (5-15) ц = са, + ца ~ 1, пользуясь графиками а(1). Напряжение (/„является суммой напряжений на эмиттерных переходах, так как П„а = О.
Используя формулу (4-7) при П„= О, 1, = 1„и считая оба эмиттерных перехода одинаковыми, получаем: (/ 2~рг 1п —, /н "ас ' Это напряжение составляет несколько десятых долей вольта у германневых динисторов и 0,5 — 1 В у кремниевых. а Можно наготовить аналогичные приборы с рабочими напрнженннни всего в несколько воны (эл). ь* Точка Н обоаначает границу режима насалнаннл — режима. в котором и вмиттериые, и коллекторныб переходы работакн в примем направлении. При токе 1 > 1а переход П„будучи смещен в п р я м о м направлении, внжеитирует носители навстречу тем потокам, которые постУпают от змиттеРов.
Р!нжектиРУемый компонент тока 1са Равен разности между собираемым компонентом (а,1гп + шз1„а) и полным током 1„,. Поэтому, если для простоты положить сс, = О (т. е. считать, что носители, инжектируемые переходом П„не доходят до эмиттеров) и принять условие И",згрг для всех трех переходов, то напряжение на открытом динвсгоре можно выразить с помощью формулы (4-7) в виде суммы напряжений па переходах: (l==~рг!!и — "' — !и("' "'+ ' "з) "'+1п "з1! (5-18а) — г! г зш) (токи 1;, заменены на 1 з, так как принято, что аг =- О, см. (4-3б)). Учитывая, что 1„, =- 1„з = 1„, = 1 и полагая токи 1„одинаковыми у всех переходов, получаем простое приближенное выражение: и грт 1п— l//аз сг — 1' (5-18б) Важной проблемой при разработке линнсторов и других аналогичиых приборов является обеспечевис и л а в н о г о изменения коэффициента а в области малых токов !93!. Действительно, как уже отмечалось, 2-й (переходный) участок вольт-амнерной кривой (рис. 8-8, и) характерен заметной и растущей ролью слагаемого а1 го сравнению с током lаа в формуле (8-12).
Значит, чем мевленнее увеличивается и с ростои тона, тем пйчднсе (при ббльших токах) на о~ется 2-й участок и тем больше будет напряжение перекшочсвня, что обычно желательно в таких приборах. Охтой точки зрения предпочтительным материалом для днннстоРов является кремний, так как у кремниевых переходов благодаря большей роли "Роцессов генерации — рекомбинации коэффициент инжекпии при малых токах блаюк к нулю н с ростом тока увеличивается весьма медленно (см. с.
208). Еше одним преимушеством кремния является малое значение тока в запертом состоянии "Р"бора. Однако, с другой стороны, кремниевые переходы характерны болыпим аааченяем прямого напряк~ения, что несколько ухудшает параметры динистара в открытом состоянии. Чтобы ослабить зависимостых (1) при малых токах (особенно у герма и иены х с"Руктур), часто шуитвруют эмиттерный переход небольшим сопротивлением И.
'"'лл часть общего тона ответвляею я в это сон о отпилен ив, минуя эмиттер, в. л едет. н"е чего змитгериый ток, а вместе с нии и коэффнгшентос при прочих равных уело. ви иях уменьшаются. Вблизи точки Н, где сг = 1, увеличение тока, а вместе с ним коэффициента а приводит к сильному увеличению разности а — 1 и напряжение несколько уменьшается (участок 4). В точке ОП напряжение достигает минимума и в дальнейшем растет с ростом тока (участок Я из-за падения напряжения в толстой базе р,.
Обычно параметры точек Н и ОП близки друг к другу, поэтому можно вычислять координаты точки ОП по формулам (5-16) и (5-17). При отрицательном напряжении П переход П, смещен в прямом направлении; дырки инжектируются в слой п„а электроны— в слой р,. Переходы П, и Па смещены в о б р а т н о м направлении и являются в данном случае коллекторными. Динистор в этом режиме эквивалентен двум последовательно включенным транзисторам (Р-и-р и и-р-и) с оборванными базами.
Тринистор. Снабдим базу диннстора пг внешним выводом и используем этот третий электрод для задания дополнительного гока через переход рпп, (рис. 5-9) '". Для такого прибора (тринисгора) принята та же терминология, что и для обычного транзнстора: выходной ток называется коллекторным, а управляющий — базовым.
Эмиттером считается слой, примыкающий к базе, хотя с физической точки зрения эмиттером является и второй внешний слой (в нашем случае ла). Условное обозначение тринистора вместе с семейством характеристик показано на рис. 5-(0. Как видим, увеличение управлякхцего тока 1е приводит прежде всего к умень- 0 Цпа Рис. 5-10. Вольт-анперные характеристика трннистора прн пололгнтельнон гоке базы. Рис. 5-9. Структура тринистора. Мг,ге+ (Маг! 1а ! — Ма (5-(9) Здесь с« = с«г + аа — суммарный коэффициент передачи, в котором составляющая аа является функцией тока 1„, а составляющая аг — функцией суммы токов 1, + 1е. Задаиая положительный ток 1а при 1, = О, мы задаем н а ч а л ь н о е значение коэффициен- ь В качестее управляющей попользуется тонкая база, у которой козффнпиент передачи аг близок к единице, шению напряжения прямого переключения.
Кроме того, несколько возрастает ток прямого переключения„а ток обратного переклгочения уменьшается. В результате отдельные кривые с ростом тока 1а как бы «вписываются» друг в друга вплоть до полного исчезновения отрицательного участка (такую кривую называют спрн»«ленной характеристикой). Элементарный анализ тринисгора можно провести, исходя из формулы (5-!О), в которой нужно положить 1„ = 1„, = 1л и 1.« = 1. + 1а. Тогда вместо формулы (5-!!) получим для тока 1„более общее выраженне: та «хх. Поэтому любому току 1„будет соответствовать большее значение аы а значит, и большее значение «х, чем при 1 = О. Решая (5-!9) относительно М и используя выражение (2-55), нетрудно представить вольт-амперные характеристики тринистора в форме (1„(1„): ('к — (ум (5-20) В частном случае, при 1а = О, получается характеристика динистора (5-!2). Выражение (5-20) ясно показывает, что данному току 1, соответствует тем меньшее напряжение (1„, чем больше ток 1з (рис.
5-!0). Рассмотрим отдельные тбб участки этого семейства. ««аза На начальном участке (до точек тбб 1)П) мы имеем по существу семейство характеристик обычного транзистора в схеме ()Э. Это следует из СТРУКТУРНОГО СХОДСтна ВЫРажЕИИй О Ой Ой Ояыл (5-)9) и (5-3), если в последнем считать 1з >О. Рнс. 5-11. Пусковая характери- Координаты точек прямого пере- стив' тйинкс«ора ключения определяются, как и в динисторе, условием «((1„1И„=- О. Анализ показывает, что ток 1„„возрастаег с увеличением тока базы. На рис. 5-1! показана Лрсиозая характеристика тринистора, т. е.
зависимость (1„„(1з). Координаты точки Н, в которой напряжение на коллекторном переходе Пз падает до нуля, определяются условием (1„= 0 в формуле (5-20). Так же как в динисторе, можно в этой точке считать с« — ! и определять ток 1„ из условия (5-2!) Й = ««1 (1» + 1б) + «хз (1а) = ! . Ото«ода видно, что Увеличение тока 1з, а следовательно и коэффи11иента с«, сопровождается уменьшением коэфФициента ««„а значит, и тока 1„. Соответственно несколько меньше будет и ток 1, „в точке бржюго переключения. Параметры трннистора в открытом состоянии практически не отличаются от параметров динистора, поскольку ток 1„ в этой области значительно больше тока 1а, т.
е. токи обоих крайних переходов почти одинаковы, з«о сих пор рассматривались кривые с параметром )з ~ О. При этом подразумевалось, по источник базоного тока представляет собой э. д. с. Ез < 0„ вклнзченну«о последовательно с сопротивлением Еа (см. рис. 0-10). В частном случае~ при )З = О, можно было считать Еа = 0; Ез = со. Теперь рассмотрим -работу трииисюра в условиях обратного смешении (Ез ) 0) (рис. 0-1з). Пусть э. д. с. Ез достаточно велика и эмиттерный переход заперт.
о«да трниистор превращается в транзистор иырз-лз (с оборванной базой рз). коъзрый включен последовзтельио с сопротивлением Еб и питается изпряжением Еб+ ью Коллекторный ток при таком включении будет током транзистора в схе. ме ОЭ с оборвзнной базой (ср. с (4-70)1: М1хз 1 — Маз где аэ — коэффициент передачи токе ог перехода Пз к переходу Пз. Реальное запирающее смещение нз эмнттериом переходе будет меньше, чем э. д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
