Будова та принцип роботи біполярних транзисторів
Біполярний транзистор – електроперетворювальний напівпровідниковий прилад, що має чотиришарову структуру, два p-n переходи, три виводи та призначений для підсилення потужності. v Транзистор називається біполярним, тому що в його роботі використовуються носії обох полярностей (електрони і дірки). v Виводи транзистора названо у відповідності до напівпровідникових шарів: емітер, база, колектор.
Біполярний транзистор має два p-n переходи: один з них з’єднує базу з емітером (емітерний перехід), другий – базу з колектором (колекторний перехід). v Про електропровідність бази судять за символом емітера: якщо стрілка направлено до бази, то емітер має провідність типу р, а база – n тип (транзистор p-n-p), і навпаки. Роботу біполярного транзистора розглянемо на основі транзистора типу p-n-p. Концентрація носіїв в базі значно менша ніж в емітері. Це призводить до того, що число дірок, інжектованих із емітера в базу, у багато раз перевищує кількість електронів, які рухаються в протилежному напрямку. Е К Е К
Б Б К К
Б Б
Е а) Е б)
Рис. 2.3.1. Тришарові структури та умовні графічні зображення біполярних транзисторів: а) n-p-n типу; б) p-n-p типу Ефективність емітера оцінюється коефіцієнтом інжекції γ (2.3.1) Для транзистора типу p-n-p (2.3.2)
Дірки із емітерної області через емітерний перехід попадають в базу Б, ширина бази незначна, тому частина дірок рекомбінують з електронами бази, а основна маса переходить через колекторний перехід. Підходячи до колектора, дірки починають відчувати дію електричного поля колекторного переходу. Це поле для дірок є прискорюючим, тому вони швидко втягуються із бази в колектор і беруть участь у створенні струму колектора ІК (ІК < ІЕ). Ті дірки, які рекомбінують в області бази з електронами, беруть участь у створенні струму бази ІБ
(2.3.3) (2.3.4) v Хоч електрони і дірки рухаються в різних напрямках, струми в колах транзистора проходять в одному напрямі, який співпадає з напрямком руху дірок. В залежності від полярності напруг, прикладених до емітерного і колекторного переходів транзистора, розрізняють чотири режими його роботи: 1) активний режим (на емітерний перехід подана пряма напруга, а на колекторний – зворотна, це основний режим роботи транзистора; так як UК >> UT, то струми в колах емітера і колектора майже рівні); 2) режим відсічки (до обох переходів відводять зворотну напругу, тому через них проходить лише зворотний струм – практично транзистор в режимі відсічки є закритим); 3) режим насичення (до обох переходів підводять пряму напругу, струм через них буде максимальним і транзистор буде повністю відкритим); 4) інверсний режим (до емітерного переходу підводиться зворотна напруга, а до колекторного – пряма; цей режим не відповідає нормальним умовам експлуатації транзистора). Основні експлуатаційні параметри транзистора Максимально допустима потужність РК.max, яка розсіюється колектором, - це потужність струму колектора, яка перетворюється в тепло і безкорисно витрачається на нагрівання транзистора. При недостатньому тепло відведенні розігрів колекторного переходу може призвести до різкого збільшення струму ІК. Це в свою чергу призводить до зростання потужності, яка розсіюється на колекторі, і ще до більшого нагрівання колекторного переходу. Процес набуває лавиноподібного характеру, і транзистор безповоротно виходить з ладу. Максимально допустимий струм колектора ІК.max обмежовується максимально допустимою потужністю, яка розсіюється колектором. Перевищення граничного значення струму колектора призводить до теплового пробою колекторного переходу і виходу транзистора з ладу.
Максимально допустима напруга між колектором і загальним електродом транзистора (UКЕ.max або UКБ.max). Ця напруга визначається величиною пробивної напруги переходу. Крім того, вона залежить від потужності, струму колектора і температури навколишнього середовища. Гранична частота підсилення за струмом (fα або fβ) – частота, при якій коефіцієнт підсилення за струмом α чи β зменшується до 0,7 свого значення на низьких частотах.
Читайте также: A) Социально-экономические принципы. Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|