Биполярные транзисторы. Типы, назначение, хар-ки.



Представляют собой ППП, пригодные для усиления мощности, имеющие 3 или более выводов. Наиболее распространены транзисторы с двумя р-n переходами, называемые биполярными, т.к. их работа основана на использовании носителей заряда обоих знаков. По своим структурным признакам биполярные транзисторы делятся на два основных типа: n-p-n и p-n-p .

Рис.5.1. Структура и УГО биполярных транзисторов.

Средняя область транзистора называется базой, одна крайняя область - эмиттером, другая - коллектором. Таким образом, в транзисторе имеются 2 p-n перехода: эмиттерный (между эмиттером и базой) и коллекторный (между базой и коллектором). Транзистор может работать в трех режимах в зависимости от напряжения на его переходах. При работе в активном режиме на эммитерном переходе напряжение прямое, на коллекторном - обратное. Режим отсечки или запирания достигается подачей обратного напряжения на оба перехода. Если на обоих переходах напряжение прямое, то транзистор работает в режиме насыщения.

Транзисторы классифицируются:

1)По мощности: на малой мощности (Р до 0,3Вт), средней мощности (от 0,3Вт до 1,5Вт), и большой мощности (свыше 1,5Вт).

2)По предельной рабочей частоте: низкой частоты (менее 3МГц), средней частоты (3 - 30МГц), высокой частоты (свыше 30МГц).

Характеристики и параметры биполярных транзисторов.

Зависимости между токами и напряжениями в транзисторах выражаются статическими характеристиками транзисторов, снятыми при постоянном токе и отсутствии нагрузки в выходной цепи. В транзисторах всегда взаимно связаны четыре величины: i1, i2, u1, u2- входные и выходные токи и напряжения. Одним семейством характеристик эту зависимость показать нельзя. Необходимо, как минимум, два. Наиболее удобно рассматривать семейство входных характеристик i1=f(u1) вместе с семейством выходных характеристик i2=f(u2).

Для каждой из трех схем включения транзистора существует свое семейство характеристик.Входные характеристики относятся к эмиттерному переходу, который работает при прямом напряжении. Поэтому, они аналогичны характеристике для прямого тока диода. Выходные характеристики подобны характеристике для обратного тока диода, т.к. оно отображают свойства коллекторного перехода, работающего при обратном напряжении.

Входные характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ, представляют собой семейство кривых iб=f(uбэ) при постоянных выходных напряжениях (uкэ=const). Характеристика при uкэ=0 идет из начала координат, так как, если все напряжения равны нулю, нет никакого тока. При uкэ>0 характеристика сдвигается вправо, ток базы уменьшается и при малых uбэ становится отрицательным.

Рис.5.7. Входные характеристики БТ, включенного по схеме ОЭ.

 

Изменение uкэ мало влияет на ток базы. Входные характеристики при разных значениях uкэ расположены очень близко друг к другу. В справочниках поэтому, обычно, приводится лишь одна входная характеристика для рекомендованного значения uкэ.

Семейство выходных характеристик представляет зависимость iк=f(uк) при постоянных токах базы.

Рис.5.8. Выходные характеристики БТ, включенного по схеме ОЭ.

 

Первая характеристика iб=0 напоминает обычную характеристику для обратного тока ПП диода. Условие iб=0 соответствует разомкнутой цепи базы. При этом через весь транзистор от эмиттера к коллектору проходит сквозной ток iкэ0.

Если iб>0, то выходная характеристика расположена выше, и тем выше, чем больше ток базы. Увеличение тока базы означает, что за счет повышения напряжения uбэ соответственно увеличился ток эмиттера, частью которого является ток базы. Следовательно, пропорционально возрастает и ток коллектора.


Полевые транзисторы.

В отличие от биполярных транзисторов называются еще канальными или униполярными. Главное достоинство транзисторов - высокое выходное сопротивление, которое может быть таким же, как у электронных ламп, и даже больше.

Рис.6.1. Структурная схема и УГО транзисторов.

Принцип действия: при изменении входного напряжения изменяется обратное напряжение на р-n переходе, и от этого изменяется толщина запирающего (обедненного) слоя (штриховая линия). Соответственно этому изменяется площадь поперечного сечения области, через которую проходит поток основных носителей заряда, т.е. выходной ток. Эта область называется каналом.

Электрод, из которого в канал вытекают основные носители заряда, называют истоком (И). Из канала носители переходят к электроду, который называется стоком (С). Исток и сток аналогичны катоду и аноду электронной лампы. Управляемый электрод, предназначенный для регулирования площади поперечного сечения канала, называется затвором (З). Если увеличивать напряжение затвора Uзи, то запирающий слой p-n перехода становиться толще и площадь поперечного сечения канала уменьшается. Следовательно, его сопротивление постоянному току R0 возрастает и ток стока iс становиться меньше. При некотором запирающем напряжении Uзи.зап. площадь поперечного сечения канала станет равной 0 и ток iс станет очень малым. Транзистор запирается. А при Uзи=0 сечение канала наибольшее, сопротивление R0 наименьшее (около сотен Ом) и ток iс получается наибольшим. Характеристики и параметры ПТ.Управляющее действие затвора наглядно иллюстрируют управляющие (стыкозатворные) характеристики, выражающие зависимость ic=f(Uзи) при Uсм=const. Однако эти характеристики неудобны для расчетов и поэтому на практике пользуются выходными характеристиками.

Рис.6.2. Управляющие характеристики полевого транзистора. Выходные (стоковые) характеристики полевого транзистора представляют собой зависимость iс=(Uси) при Uзи=const.

Рис.6.3. Выходные характеристики полевого транзистора.

Они показывают, что с увеличением Uси ток iс сначала растет довольно быстро, а затем это нарастание замедляется и почти совсем прекращается, т.е. наступает явление, напоминающее насыщение. Это объясняется тем, что при повышении Uси ток должен увеличиваться, но т.к. одновременно повышается обратное напряжение на p-n переходе, то запирающий слой расширяется, канал сужается вблизи стока, т.е. его сопротивление возрастает и за счет этого ток iс должен уменьшаться. При подаче большого по абсолютному значению отрицательного напряжения на затвор ток iс уменьшается, и характеристика проходит ниже. Работа транзистора обычно происходит на пологих участках характеристики, т.е. в области, которая часто не совсем удачно называется областью насыщения. Напряжение, при котором начинается эта область, называется напряжением насыщения, а запирающее напряжение затвора - напряжением отсечки. Так же как и у биполярных транзисторов существует три схемы включения ПТ с общим истоком (ОИ) (аналогичноОЭ), общим стоком (ОС)(аналогично ОК), и общим затвором (ОБ).


Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 249; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!