Принцип дії біполярного транзистора
Основою роботи біполярного транзистора є взаємодія областей просторового заряду емітера та колектора при протіканні струму. Емітер ний перехід вмикається в прямому напрямку, колекторний – у зворотному. При накладанні прямої напруги між емітером і базою зростає кількість основних носіїв, що інжектуються в базову область і рекомбінують там з основними носіями бази. Вони створюють струм базового електроду і бази.
Оскільки концентрація носіїв в області емітера більша, то струм бази виходить на насичення. Надлишок інжектованих носіїв, маючи довжину вільного пробігу більшу за ширину бази, попадають в ОПЗ зворотно зміщеного колектора і екстрагуються в колекторну область. Тут вони взаємодіють з просторовим зарядом колекторного переходу, що приводить до зменшення потенціального бар'єру між колектором та базою, а відповідно до зростання колекторного струму.
Зменшення напруги емітер-база приводить до зворотних процесів.
Для транзистора справджується співвідношення:
Іе = Іб + Ік, Іб<<Ік 
Iк.
Схеми ввімкнення біполярних транзисторів
Оскільки транзистор, маючи три виводи, може бути ввімкнений як чотириполюсник, то один з електродів має бути спільним для вхідного і вихідного кола.
Розрізняють схеми ввімкнення із загальним емітером, загальною базою і загальним колектором.
Схема із загальним емітером забезпечує підсилення сигналів за струмом, напругою і потужністю. Така схема має вхідний опір біля 100 Ом, а вихідний – близько 1 кОм.
|
|
|
Схема із загальною базою підсилює за напругою і потужністю і не підсилює за струмом.
Вхідний опір – ~ 10 Ом.
Вихідний опір – ~ 10 кОм.
Схема із загальним колектором ще називається емітерним повторювачем. Така схема є аналогічною до схеми із загальним емітером, але навантаження вмикається не в колекторне, а в емітерне поле. Схема підсилює за струмом і потужністю.
Вхідний опір – ~ 10 кОм.
Вихідний опір – ~ 1 Ом.
Для функціонування транзисторів і розрахунків режимів їх роботи використовують сімейства статичних вхідних і вихідних характеристик.
Оскільки у вхідному колі вмикається як правило емітер ний перехід, то до характеристики відповідної ВАХ прямо зміщеного р-n переходу. Ці характеристики вимірюють при різних значеннях напруги, прикладеної до вихідного кола.
ЗЕ Іб = f(Uбе)|Uке=const ; ЗБ Іе = f(Uеб)|Uкб=const .
Вихідні характеристики – це залежності вихідного струму від вихідної напруги, при постійному значенні вхідного струму.
Для трактування режимів роботи біполярного транзистора використовуються еквівалентні схеми. Основною є схема чотириполюсника, яка описується h-параметрами.
|
|
|
Н-параметри – це коефіцієнти, які вказують на зв'язок між реальними параметрами транзистора та його теоретичними еквівалентами.
h11=Uвх/Iвх – вхідний опір транзистора;
h12 = Uвх/Uвих – коефіцієнт зворотної передачі напруги;
h21 = Iвих/Iвх – коефіцієнт підсилення за струмом;
h22 = Iвих/Uвих – вихідна провідність.
Чотириполюсники – це пристрої, які мають два входи і два виходи.
Співвідношення між I та U на вході чотириполюсника можна задати за допомогою системи рівнянь. Якщо основними параметрами в системі рівнянь виступають провідності, то сама система називається системою з у-параметрами, якщо опори – то система із z-параметрами, коли параметри комбіновані, то використовують систему рівнянь з h-параметрами.
Система рівнянь для визначення h-параметрів:
- вхідний опір транзистора виміряний у режимі короткого замикання у вихідному колі.
- режим короткого замикання.
- режим холостого ходу.
- режим холостого ходу.
Еквівалентна схема транзистора як чотириполюсника, що описується системою h-параметрів.
Малосигнальна еквівалентна схема для транзистора, яка описує його підсилювальні властивості в режимі підсилення малих змінних сигналів.
|
|
|
Вона обов'язково включає джерело струму у вихідному колі і паразитну бар'єрну ємність колекторного переходу.
- коефіцієнт підсилення транзистора у схемі із загальною базою. a ≈ 0.99.
- коефіцієнт підсилення транзистора у схемі із загальним емітером.
- коефіцієнт підсилення транзистора у схемі із загальним колектором.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 192; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!