1629382645-b4e04346f8103ace08f21d88eab88aa5 (846433), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Если эмиттерный переход смещен в прямом нап авлении, ток состоит БИПОЛЯРНЫЙ ПЛОСКОСТНЫЙ ТРАНЗИСТОР изображение поперечного сечения трех типов транзисторов: с выращенными переходами, сплавного и полученного планарной технологией. У всех типов транзисторов, как видно из рисунка, база представляет собой тонкий слой, а коллектор сплавного и планарного транзистора занимает значительный обьем.
Для создания электрического контакта эмиттер, коллектор и база покрываются слоем алюминия, как показано на рис. 2.2, в, а диоксид кремния используется в качестве диэлектрика. Описание способов производства транзисторов и оценка достоинств и недостатков этих способов в задачу данной книги не входят. ГЛАВА ~ небольшом корпусе типа Т0-92. Мощные транзисторы размещаются в больших корпусах, чаще в металлических (обычно в алюминиевых), в конструкции которых предусматривается возможность установить их на радиаторе (см. гл.
9). Радиатор при контактировании отбирает тепло и позволяет рассеивать большую мощность на транзисторе. Некоторые транзисторы компонуются в интегральный модуль„например Я2Т2905, выпускаемый фирмой Техас 1пйгцтеп1з, как показано на рис. 2.4. Он представляет собой плоский корпус с двухрядным расположением выводов (ШР) и содержит 4 транзистора рир-типа. ЬИПОЛЯРНЫЙ ПЛОСКОСТНЫЙ ТРАНЗИСТОР торов максимальную величину 1 до. Ранее, когда германиевые транзисторы находили большое применение, указание 1с было важно из-за существенной его величины. Теперь предпочтение отдается кремниевым транзисторам, 1 которых столь мал, что им можно пренебречь. Для большинства кремниевых транзисторов общего назначения 1 - меньше 10 нА, Конечно, 1 являющийся током утечки„удваивается при увеличении температуры перехода на каждые 10 "С, но все равно он очень мал по сравнению с величиной рабочего тока коллектора.
2.4.. Э~литтеОный пВрехОд бззы ГЛАВА 2 Рис. 2.6, Включение транзистора по схеме с общей базой: п прп-транзистор; БИПОЛЯРНЫЙ ПЛОСКОСТНЫЙ ТРАНЗИСТОР Отсюда напряжение на коллекторе (2.4) Гс = асс — 1сйс = 25  — 6,435 мА 2000 Ом = 12,13 В. т ~* ~р ту д11иъ~~ю п~ътх~и*уъа) б. При увеличении Я коэффициент усиления возрастает ~см. разд. 4.5.1).
Казалось бы, с этой точки зрения Р нужно выбирать как можно большей величины, однако существует ограничение. Для обеспечения линейности усиления напряжение на коллекторе относительно базы должно оставаться положительным, чтобы коллекторный переход был смещен в обратном направлении. Таким образом, в уравнении $' = $'сс — 1 Яс падение напряжения на коллекторном резисторе 1сА должно быть меньше напряжения коллектор- ного источника питания $', для того, чтобы $'С оставалось положительным, БИПОЛЯРНЫЙ ПЛОСКОСТНЫЙ ТРАНЗИСТОР проводится без учета изменения входного сигнала, а анализ схемы по переменной составляющей не учитывает источники питания и другие источники постоянного напряжения.
Полный анализ является суммированием или суперпозицией анализов по переменной и по постоянной составляющим. При анализе схемы на рис. 2.7 по переменной составляющей не учитываются обе батареи и падение напряжения 0,7 В на ри-переходе база — эмиттер, но учитывается сопротивление переменному току между базой и эмиттером. Для схемы с ОБ величина этого сопротивления, обозначаемого Ь,, (см. разд. 4,б), обычно небольшая. Пример 2.2 Лг~д..съе~м~ т ид пуг 1 7 с~пи л~ пит~. А 4 .4 1л А ГЛАВА 2 коэффициент усиления транзистора А,~„, = ~',/Г = 9 В/0,091 В = 98,9.
Этот пример является типичным: схема с ОБ дает значительное усиление по напряжению, но не усиливает ток. Выходное переменное напряжение имеет амплитуду 9 В относительно уровня 12,13 В (см. пример 2.1), как показано на рис. 2.8,в. В соответствии с принятыми обозначениями (табл, 2.1) можно записать: $' . = 25 В, 1' = = 12,13 В, ~;. = 9 В, а гс изменяется от 21,13 до 3,13 В ГЛАВА 2 Большинство транзисторов имеют высокий р и соответственно большое усиление по току. Для транзисторов 2Х3904 р колеблется в пределах от 100 до 300.
Это показывает, что разброс параметра р велик, и при расчетах транзисторных схем к этому факту нужно относиться внимательно. Если предположить, что аД1 — а) = 1/(1 — а) = р, то уравнение ~2.5) будет иметь вид БИПОЛЯРНЫЙ ПЛОСКОСТНЫЙ ТРАНЗИСТОР ~в = (1'сс 1~вд~Кв = (20 — 0,7 В)/1 МОм = 19,3 мкА, 1с = 'р1 = 155 19,3 мкА = 3 мА, $'с = $'сс 1сЯс = 20 — 3 мА 2 кОм = 14 В.
Вольт-амперные характеристики транзистора при включении по схеме с ОЭ могут быть построены подобно характеристикам транзистора, включенного по схеме с ОБ, и часто бывают просто необходимы. Характеристики транзистора 2М3904 (снова использовался характериограф НР 4145А) по- казаны на рис. 2.13. Заметим, что небольшое увеличение базового тока ГЛАВА 2 Ьг, =(Ыс/Мв)1г ва = (4,5 — 1,9 мА)Я40 мкА — 20 мкА) = = 2,6 мА/20 мкА = !30. Заметим, что Ьг, и Ь отличаются в этой точке почти на 25%. Для больших значений 1 их величины почти совпадают (см.
задачу 2.9). На рис. 2.14 представлены зависимости й от У при увеличении тока базы через 1О мкА для транзистора 2Х3904 (использовался характериограф НР 4145А). В точке А, соответствующей т'в — — 30 мкА и 1ск = 8 В, Ье = 105, что почти совпадает с результатами примера 2.5. вке 150,0 5+00 Пя переменная з'св Линейная развертка у„,„,„, = о,оооо в Усв~ > = 10*000 В Шаг = 0,2500 В 2-я переменная 1в 1в„,„„, — — 10,00 мкА Шаг = 10,00 мкА Постоянные у, = о,оооо в 000 ю,о 000 Ксе, В Рис.
2Л4. Зависимость лег от Усе для транзистора 2143904 (предоставлено фирмой Неьч1еп Раскагс( Со.). Пример 2.6 Объясните, как можно снять вольт-амперные характеристики транзистора с ОЭ в лабораторных условиях. Первым допущением является 1' в = 0,7 В. Если 1' — дискретный источник питания (+ 5 В) и тв выбирается равным 10 мкА, то Яв — — 4,3 В/1О мкА = 430 кОм. Решение Вольт-амперные характеристики, подобные изображенным на рнс.
2.13, могут быть получены выполнением этапов: а. Задаем фиксированное значение тока базы 1 (например, 1О мкА). б. Изменяем У и измеряем при этом значения )с. в. Берем следующее значение тока базы (например, 20 мкА) и повторяем второй этап. Описанный процесс продолжаем до тех пор,пока не получим достаточное число характеристик. На рнс. 2.15 представлена схема для выполнения этой работы в лабораторных условиях. Сначала задаем фиксированный ток базы зв = (Увв )ввт(лв БИПОЛЯРНЫЙ ПЛОСКОСТНЫЙ ТРАНЗИСТОР ~сс Рис.
2.15. Схема для снятия характеристик п0п-транзистора с ОЭ. ГЛАВА 2 Фирма Тей~гоп1х в настоящее время производит две модели промышленных характериографов — 576 и 577. Модель 57б предназначена для снятия характеристик транзисторов большой мощности, таких, как 21Ч3055 (см, гл. 9), а 577-для маломощных транзисторов типа 21Ч3904. Процесс 57? БИПОЛЯРНЫЙ ПЛОСКОСТНЫЙ ТРАНЗИСТОР Линии нагрузки для рпр-транзисторов могут быть построены на их характеристиках тем же способом (см. задачу 2.18).
Различие будет в том, что $' — отрицательно и все токи имеют обратное направление. 2.9. ОбЛЗСТЬ ОТЕ8ЧКй Как видно на рис. 2.20, рабочие характеристики транзистора имеют три области: активную, область отсечки и область насыщения, Активная область — это область работы в режиме усиления, она будет рассмотрена в гл. 3 и 4. Область насыщения рассматривается в разд. 2.10. ГЛАВА 2 В$~ — это напряжение пробоя между коллектором и базой при разомкнутом эмиттере, При превышении этого напряжения возникает лавинный пробой и транзистор разрушается. В$'. — это напряжение пробоя между коллектором и эмиттером при разомкнутой базе.
Из-за усиления тока утечки оно несколько меньше, чем В$' . Поскольку большинство схем являются схемами ОЗ, то это наиболее важный параметр. Практически он означает, что напряжение источника питания транзистора ~$' ) не должно превышать В$'~ео, потому что, если базовая цепь по какой-либо причине разомкнется, $' будет полностью приложено между коллектором и эмиттером„и транзистор может разрушиться, если $'~~ больше $'~ о. В~' „Дпя тогг~ чтобы тпзнзистоо ндхолипся в прижиме отсечки в ™~, Хотя в области насыщения некоторое уменьшение или увеличение тока базы не изменяет ток 1-, существенное уменьшение тока базы переводит транзистор в активную область. Транзисторы в области насыщения работают с принудительным р, т,е.
меньшим, чем статический коэффициент усиления Ь транзистора. Для схемы на рис. 2.24 1 = 20 мА, 1 = 1 мА; следовательно, ~3 ( р у ) 1 ~ / 1 д 2 0 м А / 1 м А = 2 0 БИПОЛЯРНЫЙ ПЛОСКОСТНЫЙ ТРАНЗИСТОР ментарные типы 2Х3905 и 2М3906. Это рпр-транзисторы с такими же характеристиками и предельными параметрами, как 2Х3903 и 2Х3904. В некоторых схемах для получения необходимого результата используются совместно ирин рддр-транзисторы, Такие схемы часто называют кояилементарными схемами (см.
разд. 9.9). Итак, начиналась эта глава объяснением основных принципов действия БИПОЛЯРНЫЙ ПЛОСКОСТНЫЙ ТРАНЗИСТОР 93 9 д з ор з Мв 200 0 5 4 з г ( ! А !1 !Ь 20 14 2$ 32 !Ь 40 644. 8 !00 0 4 $ Рис. 3.2.1 6. Выходныв хврвктвристики (ОБ Выходные хврвктвристики (ОЭ) К -$ з -з з х ° о з -з 8 х -2 о х х' 4 о 1-$ о х -2 о х $ !Π— И -20 -2$ -20 2$ Нв р ивк 4 в о хв торо о,8 0 -$ -И -Н -20 -2$ -ЗО Нв р 6к 6 кв кОоовктОви, 8 Рис.
3.2.17. 2Л7. По характеристикам рлр-транзистора (рис. 3.2.17) определить: а) 1с в точке 18 = — 3 мА, (хс = — 20 В; б) 1с в точке 1'с = — 20 В, 18 = — 150 мА. 2.11. К транзистору, характеристики которого даны на рис. 2.19, подключены 1;с = 18 В и )се = 2 кОм. а. Построить линию нагрузки. б. Определить 1'сз н )с, если 18 — — 40 мкА. 2.12. Каковы )(р и )тг, транзистора (рис. 2.19), если К = 11 В и 18 = 40 мкА? 2.13. Транзистор (рис. 2.21) при разомкнутой базе имеет 1с = 50 НА прн 25'С. Определить его (хс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
