Полупроводниковые стабилитроны, условное обозначение, схема включения.
Назначение стабилитрона - стабилизировать напряжение на присоединённой параллельно ему нагрузке в случае изменения её сопротивления или напряжения источника питания. Полупроводниковый стабилитрон представляет собой плоскостной диод, выполненный из сильно легированного кремния. Для работы стабилитрона используется участок пробоя на обратной ветви вольт-амперной характеристики, в пределах которого большие изменения обратного тока через стабилитрон вызывают весьма малые изменения напряжения.
Вольт-амперная характеристика стабилитрона представлена на рис. 4, а. В рабочей области вольт-амперную характеристику стабилитрона можно аппроксимировать выражением
(1)
Коэффициенты 
и 
характеризуют форму кривой в области стабилизации. Характеристика реального стабилитрона приведена на рис. 4в, где заштрихованная область определяет возможный разброс напряжений стабилизации.
а) б) в)
Рис. 8. Схема включения (б) и вольт-амперные характеристики (а- полная ВАХ; в- обратная ветвь) стабилитрона
Вначале лавинный процесс неустойчив. Поэтому интервал рабочих токов стабилитрона выбирают от Imin, определяемого необходимой устойчивостью работы, до Imax, определяемого максимально допустимой мощностью рассеивания. Стабилитрон присоединяют параллельно нагрузке RH. Последовательно со стабилитроном включают резистор R(t) (рис. 4, б). Параметрами стабилитронов являются:
|
|
|
· напряжение стабилизации Uст;
· дифференциальное сопротивление в рабочей точке 
, характеризующее степень стабилизации;
· статическое сопротивление в рабочей точке 
;
· коэффициент качества 
· температурный коэффициент напряжения стабилизации, который равен отношению относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению температуры окружающей среды.
(2)
Варикап. Его основные параметры.
Варикап – полупроводниковый диод, предназначенный для работы в качестве емкости, величина которой зависит от приложенного к нему напряжения. Основная его характеристика – вольт-фарадная С( U ) (см.таблицу 2.1).
Варикап работает как правило при обратном напряжении, при изменении которого изменяется в широких пределах барьерная емкость диода, причем
где С(0) – емкость при нулевом напряжении на диоде; 
- контактный потенциал; n =2 для резких и n =3 для плавных p-n-переходов.
Основные параметры варикапа:
|
|
|
С – емкость, измеренная между выводами при заданном обратном напряжении;
- коэффициент перекрытия по емкости;
rП – суммарное активное сопротивление диода;
- добротность, определяемая при заданном значении емкости.
| Тип диода | Условное обозначение | Характеристика |
| Выпрямительный | 
| 
|
| Диод Шотки | 
| 
|
| Стабилитрон | 
| 
|
| Стабистор |
|
|
| Варикап | 
| 
|
| Туннельный диод | 
| 
|
| Обращенный диод | 
| 
|
Биполярные транзисторы.
Биполярный транзистор – полупроводниковый прибор, имеющий два взаимодействующих друг с другом электронно-дырочных перехода. Его используют в электронике для усиления электрической мощности. В биполярных транзисторах ток определяется движением носителей заряда двух типов: электронов и дырок (отсюда их название - биполярные транзисторы). В транзисторах этого типа с помощью трехслойной полупроводниковой структуры из полупроводников различной электропроводности создаются два p-n - перехода с чередующимися типами электропроводности. Таким образом, биполярные транзисторы, в зависимости от структуры, могут быть подразделены на два типа: p-n-p и n-p-n (рис. 1).
Рис. 9 Структура и условное обозначение биполярного транзистора
|
|
|
Один из крайних слоев с высокой концентрацией примесей, а, следовательно, и основных носителей заряда называется эмиттером, он главным образом и создает ток транзистора. Другой крайний слой с несколько меньшей концентрацией основных носителей заряда называется коллектором и служит для приема носителей заряда, поступающих от эмиттера. Между эмиттером и коллектором находится база – тонкий слой полупроводника, обедненного носителями заряда, с помощью которого осуществляется необходимое смещение обоих p-n – переходов и через который существует сквозной ток от эмиттера к коллектору.
Инжектированные эмиттером электроны проходят базу за счет диффузии и, дойдя до коллекторного перехода, под действием ускоряющего поля перехода перебрасываются в коллектор, создавая ток коллектора. Часть электронов рекомбинирует в базе с дырками. Уменьшение концентрации дырок в базе из-за рекомбинации компенсируется носителями, входящими через базовый электрод, в результате чего возникает ток базы. Таким образом, ток коллектора отличается от тока эмиттера на незначительный по величине ток базы.
При высоком удельном сопротивлении базы эмиттерный и коллекторный переходы расположены в основном в базовом слое. Коллекторный переход, смещенный в обратном направлении, имеет большую ширину, чем эмиттерный. Ширина его меняется при изменении коллекторного напряжения. С увеличением обратного напряжения на коллекторе переход расширяется и на соответствующую величину уменьшается толщина базы. Зависимость толщины базы от напряжения на коллекторе называется эффектом модуляции базы.
|
|
|
В зависимости от того, какой электрод транзистора является общим для входной и выходной цепи, существует схема включения транзистора с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором. (ОК). В схеме с ОК, так же как и в схеме с ОЭ, входным током является ток базы, а выходными напряжением – напряжение между эмиттером и коллектором Uэк. Выходные токи в этой схеме (ток эмиттера и ток коллектора) различаются незначительно, поэтому выходные характеристики схем с ОК и ОЭ практически не отличаются, а входные характеристики схемы с ОК можно получить путем сдвига вправо соответствующей характеристики схемы с ОЭ на величину напряжения Uэк. В данной работе исследуются схемы с ОБ и ОЭ. Нагрузочными характеристиками транзистора называют – характеристики транзистора при наличии нагрузки. Они имеют иной вид, чем статические характеристики, так как в данном режиме напряжение на коллекторе не остается постоянным, а зависит от величины тока коллектора. Напряжение Uк при наличии сопротивления R в его цепи
Uк= Eк-IкRн (3)
Рис. 10 Схемы включения биполярного транзистора
Выражение (1), являющееся уравнением прямой, определяет связь между током и напряжением коллектора при наличии нагрузки и представляет собой выходную нагрузочную характеристику транзистора.
23.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 944; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!