Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

В то же время для усилительного режима транзистора более важными являются его свойства, которые показывают возможность транзистора усиливать сигналы различных частот. Процессы включения и выключения транзисторного ключа показаны на рис. 4.6. При включении транзистора (рис. 4.6а) в его базу подается прямоугольный импульс тока с крутым фронтоном. Ток коллектора достигает установившегося значения не сразу после подачи тока в базу. Имеется некоторое время задержки еиа, спустя которое появляется ток в коллекторе.

Затем ток в коллекторе плавно нарастает и после времени г„с достигает установившегося значения 1и таким образом (4.10) ~ак баа )аар где ),а, — время включения транзистора. а) б) О О О О Рис. 4.6. Процессы при включении чраиаистсра (а) и выалючсиии (6) Лекция 4. Биполлрные транзисто ы '1":,'',;-:,'... Прн выключении транзистора на его базу подается обратное напряжение, в '-(ч()езультате чего ток базы меняет свое направление и становится равным 7а „„,.

Пока -'лсройсходит рассасывание неосновных носителей заряда в базе, этот ток не меняет ',,":", сквеоего значения. Это время называется временем рассасывания 1,„.. После оконча';~,:,кяя процесса рассасывания происходит спад тока базы, который продолжается в '„:::Мчание времени йи. Таким образом, время выключения транзистора равно (4.11) Следует особо отметить, что при выключении транзистора, несмотря на из;";;кепепие направления тока базы, транзистор в течение времени 1„„остается вклю';:!,':::цепным и коллекторный ток не меняет своего значения. Спад тока коллектора '!:.':;",'з(ачинается одновременно со спадом тока базы и заканчиваются они практически ~ 'ряяовременно Время рассасывания сильно зависит от степени насыщения транзистора перед :,;;.~ото выключением.

Минимальное время выключения получается при граничном режиме насыщения. Для ускорения процесса рассасывания в базу пропускают об:„!: ратный ток, который зависит от обратного напряжения на базе. Однако прикла';:-':!рыкать к базе большое обратное напряжение нельзя, так как может произойти ~!.пробой перехода база-эмиттер, Максимальное обратное напряжение на базе ':табыцно не превышает 5...

7 В Испи к базе транзистора в процессе запирания не прикладывается обратное ' 'напряжение (напрнмер, база замыкается на эмиттер), то такое запирание транзи!!::;:,иора называется пассивным. При пассивном запирании время рассасывания зла.;:,~!чительне увеличивается, а обратный ток базы уменьшается. Форма тока коллек:::::тора при подаче в базу прямоугольного импульса тока показана на рис. 4.7. Из :,,:, етого рисунка видно, что форма импульса тока коллектора не только изменяется :;:зт счет растягивания длительности фронтов, но и сам импульс увеличивается по ::"-:.длительности на время ~„„.. В справочных данных обычно приводят времена вклю. чения, спада и рассасывания.

Для наиболее быстрых транзисторов время рассасыайпия имеет значение 0,1 ...0,5мкс, однако ';:::"дя многих силовых транзисторов оно достягает 1О мкс Динамические свойства транзистора в - усилительном режиме принято характери::"зовать не врем~нем включения или вы'. юпочення, а его частотными характерно- й :.'тиками.

Имеется много различных моде!:..'лей транзисторов, работающих на высоких 1 "йастотах, однако наиболее распростра:: жннымн являются модели, основанные на ::,:схеме замещения Джиаколетто и аппрок-; пинании зависимости коэффициента пере. :дачи "ока базы (или эмиттера) на высо- кой частоте лрн работе транзисторного ключа Раздел Б Элементы злскт оннои техники Рассмотрим вначале схему замещения транзистора, предложенную Джиаколе;то. Эта схема приведена на рнс.

4.8 а и представляет собой П-образную схему, в которой усилительные свойства транзистора учтены крутизной Б его вольтамперной характеристики (т. е. проводимостью прямой передачи), а частотная зависимость усилительных свойств определяется учетом емкостей между базой н коллектором — — С, и базой и эмиттером — С,.

Достоинство этой схемы замещения заключается в том, что она с достаточной для практических рас готов точностью отражает реальное свойство транзисторов на высоких частотах. Кроме того, все гараметры элементов этой схемы замещения можно легко измерить иги рассчитать. На схеме замещения (рис. 4.8 а) точки Б, К и Э являются реальными выводами базы, коллектора и эмиттера транзистора. Точка Б' находится внутри транзистора и, следовательно, доступа к ней нет.

Сопротивление гн разделяющее точки Б и Б', называют распределенным сопротивлением базы. Активная проводимость я., и емкость С, совместно отражазог полную проводимость эмиттерного перехода. Отношение этих величин называется постоянной времени змиттерного перехода т.,=С,ф, и от режима работы транзистора практически пе зависи~. Влияние коллекторного перехода учтено его полной проводимостью, состоящей из я, и С,. Отношение этих параметров называется постоянной времени коллекторного перехода тмм С,. я, и также почти не зависит от режима работы транзистора.

Проводимость я„обычно очень мала, а емкость С„несколько уменьшается с увеличением напряжения на коллекторе. Наличие связи между эмиттером и коллектором учтено в схеме замещения активной проводимостью язм Для высокочастотных транзисторов эта проводимость настолько мала, что ее можно не учитывать.

Источник тока Би „"„включенный между коллектором и змитгером, аналогичен источнику тока Н„гк„приведенному в схеме замещения рнс. 4.4, однако в отличие от последнего он управляе шься не током базы за, а напряжением икз Эта схема объясняет причины, приводящие к уменьшению усиления транзистора с повышением частоты. Во-первых, с ростом частоты уменьшается полная а) ) (р) К 0 О~, ю, ю рис.

4.3. Схема замсахсник транзистора на высокой васгота га) и ~аст отказ загисимоств козффиниснта нсрсдавн тока базы (б) 50 Л вы с скл м 4. Биле! я с транзи го и :,: проводимость эмит!ерного перехода, что приводит к увеличеншо тока )е и увели- .' чению падения напряжения па га. Таким образом, управляюшее напряжение ив, дюгя источника тока уменьшается с ростом час! оты и, следоватеззьно, эмепьшается усиление трю!злс!ора Дополнительное снижение усиления обусловлено влиянием коллекторной проводимости, которая тоже уменьшается с ростом частоты. В результате ток базы еще больп)е увеличивается, *гяо приводит к дополнительному сниженвю на- ;; пряжепия и, Другим способом у !ета влияния частоты па усилительные свойства транзистора является аппроксимация зависимости коэффициента переда ш тока базы от ,, частоты, т. е.

вместо постоянного значения коэффициента передачи тока базы В используется частотно-зависимый коэффициент й )=)!з,(ю)= --'а: — .Ь ! +з„-' ' (4.12) где: р,=В - . коэффициент передачи тока базы на низкой часто!е, озз -- предельная час!ота коэффициента передачи тока базы. Модуль час!отпой зависимости коэффициеггга переда !и тока базы определяется по формуле (4.13) На часто.!е ю=-о!<; модуль коэффициента передачи умепылается по сравпепито с ~, в !;"2 =-1.,41 раза. Если го> ЗоЪ, то частотная зависимость коэффициента передачи тока базы принимает вид (4.14) ',где го,=б,соэ граничная частота коэффициента передачи тока базы, на которой коэффициент к!среда*ш тока снижается до единицы Рассмотренная частот!шя зависимость коэффициента передачи тока базы приведена па рис.

4 8 б. Следует у честь, что помимо падения усиления с ростом чистоты имеет место фазовый сдвиг выходного сигнала по сравтиягию с входным, определяемый формулой м !р=агсгб „- (4 15) Поскольку фазовый сдви! зависит гп частоты, то сигналы с лзлроким спектром гастот будут дополнительно искажаться за счет фазового сдвига гармоник. Риздел й Элементы элект онной техники Лекция 5. Униполярные транзисторы б) Затвор Исток Сток Полупровоп~ Исток Сток Затвор ~зззектк ой)з Какал Рис. ЗЛ устройство уииполкриого трапзистора с изолироааивмм затвором (а) и с управлл|оппзм р-и-перекопом 16) Устройство и принцип действия униполярного транзистора Униполярными, или полевыми, транзисторами называются полупроводниковые приборы, в которых регулирование тока производится изменением проводимости проводящего канала с помощью электрического поля, перпендикулярного направлению тока.

Оба названия этих транзисторов достаточно точно отражают их основные особенности: прохождение тока в канале обусловлено только одним типом зарядов,и управление током канала осуществляется при помощи электрического поля. Элекгроды, подключенные к каналу, называются старком (1)гази) и истоком (Бонусе), а управляющий электрод называется затвором (Оаге). Напряжение управления, которое создает поле в канале, прикладывается между затвором и истоком. В зависимости от выполнения затвора униполярные транзисторы делятся на две группы: с управляющим р-л-переходом и с изолированным затвором.

Характеристики

Список файлов книги