Гусев - Электроника (944138), страница 24
Текст из файла (страница 24)
азг„„, « ° и, !2) « ° Р к /.,„=„Х, ~(30 '.С.) это наибольшая частота„при которой транзистор может работать в схеме автогенератора. Ориентировочно можно считать, что на этой частоте коэффициент усиления транзистора по мощности равен единице. Обозначения биполярных транзисторов состоят из шести или семи элементов. Первый элемент - буква, указывающая исходный материал: Г германий, К кремний, А--арсенид галлия. Для транзисторов специального назначения первый элемент — -цифра: 1 .-германий, 2 - кремний, 3 — арсенид галлия.
Второй элемент — буква Т. Третий элемент — число, присваиваемое в зависимосги ог назначения транзистора (см. табл. 2.1). Четвертый, пятый и шестой элементы цифра, означающая порядковый номер разработки. Шестой (седьмой) элемент - буква, указывающая разновидность типа из данной группы приборов, например; ГТ108А, 2Т!44А, КТЬ02А, КТ3102А и т.
д. 108 7кво=~к~~,=о, (7кв<0 (7кьо- — несколько нА- десятки мА); 4) объемное сопротивление базы гв (десятки сотни Ом); коэффициент внутренней обратной связи по напряжению (112 Б= 10 . !О ), 5) выходная проводимость й,*х или дифференциальное сопротивление коллекторного перехода Таблица 2.1 $2.8. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С ИНЖЕКЦИОННЫМ ПИТАНИЕМ Биполярные транзисторы с инжекционным питанием — класс полупроводниковых приборов, появившихся в результате развития интегральной технологии. На их основе выполняются экономичные логические элементы, запоминающие устройства, аналого-цифровые преобразователи и т.
д. Компоненты, выполненные на основе биполярных транзисторов с инжекционным питанием, имеют высокую степень интеграции, потребляют малую могцность, нормально функционируют при изменениях в широких пределах напряжения питания и потребляемой мощности, хорошо со1ласуются с существующими устройствами, построенными на биполярных транзисторах. Отличительной особенностью биполярных транзисторов с инжекционным питанием является наличие дополнительной области с электропроводностью того же типа, что и у базы транзистора, и, следовательно, дополнительного л-п-перехода. Дополнительная область носи~ название инжектора.
Таким образом, транзистор с инжекционным питанием, представляет собой четырехслойную структуру р,-п,-ра-па (рис. 2.29,а), в которой можно выделить два транзистора и;ра-л,- и р,-л,-ла-типов, соединенных между собой так, как показано на рис. 2.29,б. Дополнительный р-и-переход между областями р, и и, называют инжекторным. Предположим, что эмиттер и база транзистора разомкнуты, а к инжекторному р-л-переходу подключено напряжение Е, смешающее его в прямом направлении (рис.
2.29, и). Пусть также к коллектору приложен запирающий потенциал У Тогда из области инжектора в область эмиттера инжектируются дырки, а из эмиттера в инжектор-- электроны. Для упрощения считаем, что вследствие различных удельных проводимостей областей инжекция имеет односторонний характер, и учитываем только дырки, инжектированные в эмиттер. В эмиттерной области у инжекторного р-и-перехода возникает избыточная концентрация дырок.
которые в соответствии 109 Рис. 2.29. Планарный биполярный транзистор с иззжекууионным писанием: пру ура, б двух рзазнссорна» ноаезь, « д«. зе ие наор ение, усноано» обозиа~еззие р. «р ор, д у н е обозна~пас зрмзисмра с нннензор р- нна, иа аахснснан схеиа с принципом злектронейтральности в течение уЗ вЂ”:5) т, компенсируются электронами„ууоступаклцими в цепь эмиттера от внешнего источника. Вследствие диффузии носители заряда движутся от инжекторного р-и-перехода в глубь эмиттера.
Достигнув эмиттерного р-н-перехода, дырки захватываются его полем и переходят в область базы, частично компенсируя заряд отрицательно заряженных ионов акцепторной примеси. Часть электронов, пришедших к переходу вместе с дырками, компенсирует заряды положительно заряженных ионов донорной примеси. Это приводит к снижению потенциального барьера эмиттерного р-и-перехода и уменыпению его ширины, т, е.
последний смещается в прямом направлении. В результате смещения эмиттерного р-и-перехода оставшаяся часть электронов, пришедших с дырками, перемещается в область базы, что эквивалентно нх инжекции из области эмиттера, Дырки в базе, не рекомбинировавшие с ионами. обеспечивают ее электронейтральность. Эти носители заряда диффундируют по 1к хк ис.
а! Рис. 2.30. Выхолныс характеристики транзистора с инжскнионным питанием (и): соелинеиис четырех транзисторов (б) в глубь базы к коллекторному р-л-переходу и, достигнув последнего, аналогичным образом смещают его в прямом направлении. Таким образом, и эмиттерный, и коллекторный переходы транзистора и-р-п-типа смещены в прямом направлении, что, как известно из теории транзисторов, характеризуе~ режим насыщения транзистора и'Т1. В режиме насыщения сопротивление гранзистора и падение напряжения на пем малы и его можно рассматривать как замкнутый ключ.
Все сказанное справедливо для случая, когда максимальный ток источника внешнего напряжения, создающего на коллекторе потенциал П и меныпе или равен ! и.„(рис. 2.30,а). Если теперь базу (р ) соединить с помощью ключа П с эмиттером, то дырки, достигшие эмиттерного рынперехода. переходя~ в базу и компенсируются электронами нз внешней цепи. В этом случае потенциальный барьер эмиттерного перехода остается неизменным и инжекция электронов в цепь базы через эмиттерный )х-и-переход отсутствует. В цепи базы оудст протекагь ток.
вызванный движением электронов, «расходуемыхи нн рекомбинацию дырок; Ев=с(зи1и, (2.66) где а, и .— ко >ффит(иент передачи эмиттерного (инжекторно~ о ~ока транзистора ) Г2. В коллекторной цепи ток практически отсутствует (равен Ук~ ). ~ак как коллекторный переход смещен в обратном направлении. )рннзисгор работне1 нн границе активного режима и режима отсечки. Это состояние соответст.вует разомкнутому ключу. Напряжение Г . зависит от сопротивления в коллекторной цепи и источника внешнего напряжения, к которому оно подключено. Итак, в рассматриваемых режимах биполярный транзистор с инжекционным питанием является ключом, который находится в замкнутом состоянии при разорванной цепи базы и в разомкнутом, если последняя соединена с эмиттером.
Это позволяет представить его на эквивалентной схеме обычным биполярным транзистором, между эмигтером и базой которого включен источник тока 1, (см. рис. 2.29. с ). Если вывод базы замкнут с эмиттером, то в этой цепи протекает ток 1Б пэх1я' Ко~да база разомкнута, ток коллектора определяется параметрами внешней цепи, к которой подключен коллектор, и равен или меньше 1„„,„,.
Условные обозначения инжекционных транзисторов и,— р,-пэ-рэ- и р,-п,-р,-л,-типов приведены на рис. 2.29,г, д. В применяемых на практике устройствах у одного транзистора обычно имеется несколько коллекторных областей (многоколлекторный транзистор). В ряде конструкций и инжектор является общим для группы транзисторов.
Выходные характеристики транзистора с инжекционным питанием показаны на рис. 2.30,а. Если цепь базы разомкнута (1 =О), то максимальный ток внешнего источника напряжения меньше или равен 1.„„, Его сопротивление и падение напряжения бк па нем малы. При замкнутой цепи базы коллекторный р-л-переход транзистора смсшен в обрат.ном направлении и в его цепи протекает только обратный ток 1кго, который мало зависи~ от приложенного напряжения. При максимальном токе внешнего источника коллекторного напряжения, болыпем 1к„„, транзистор будет находиться в активной области даже при 1я=0.
Падение напряжения на нем зависит от приложенного напряжения. Для иллюстрации возможности использования биполярных транзисторов с инжекционным питанием рассмотрим упрощенную схему соединения между собой четырех транзисторов (рис. 2.30, б). Когда база транзистора КТ1 разомкнута, он находится в состоянии насыщения и в его коллскторной цепи течет ток 1, =аз 1„, определяемый инжекцией и коэффициентом передачи а,„транзистора КТ2.
Если 1, <1 „„, то падение напряжения на транзисторе КТ1 мало и он эквйвалентен замкнутому ключу. Транзистор КТ2, наоборот„закрыт, так как цепь его базы через )'Т1 замкнута на эмитгер (точнее, он находится на границе отсечки и активной области). В цепи его коллекгора протекает обратный ток 1 „„. Так как этот ток невелик, то база транзистора )~Т3 находится в насыщенном состоянии; транзистор г'Т4 заперт. П2 Когда базу транзистора р'Т1 замыкают на эмиттср, т.
е. подают такой потенциал, чтобы бвэ О, состояния всех транзисторов изменяются на прогивоположные. Таким образом, используя транзисторы с инжекционным питанием, можно строить различные логические элементы. Из сказанного ясно, что при использовании схем, выполненных на основе транзисторов с инжекционным питанием, необходимо иметь дополнительный источник напряжения. Он обеспечивает смещение в прямом направлении инжекторного перехода. В качестве его используют источники напряжения 1/-1,5 В с включенным последовательно резистором, задающим ток 1и. Схемы на транзисторах с инжекционным питанием нормально функционируют при изменениях питающих токов в широких пределах. С увеличением тока их быстродействие увеличивается, но при агом возрастает потребляемая мощность.
$2.9. ТиРистОРы Тиристорами называются полупроводниковые приборы с тремя (и более) р-уу-переходами, предназначенными для использования в качестве электронных ключей в схемах переключения электрических токов. В зависимости от конструктивных особенностей и свойств тиристоры делят на диодные и триодные. В диодных тиристорах различают; тиристоры, запираемые в обратном направлении; проводящие в обратном направлении; симметричные. Триодпые гиристоры подразделяют: на запираемые в обратном направлении с управлением по аноду или катоду; проводящие в обратном направлении с управлением по аноду или катоду; симметричные (двунаправленные).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
