Главная | Обратная связь

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Біполярним транзистором називається напівпровідниковий прилад із двома взаємодіючими p-n-переходами, підсилювальні властивості якого засновані на явищах інжекції й екстракції.

Транзистори поділяються на бездрейфові і дрейфові. У без-дрейфовому транзисторі не основні носії через область бази переносяться до колектора за рахунок процесу дифузії. Тому такі транзистори є низькочастотними. У дрейфовому транзисторі не основні носії через область бази переносяться за рахунок дрейфу. Такий перенос зарядів протікає значно швидше і тому такі транзистори є високочастотними.

К

Умовно-графічне зображення (УГЗ) біполярного транзистора зображено на рис. 2.1.

Б Е К А.П. Нікітін, В.Г. Шумков А.П. Нікітін, В.Г. Шумков а	Е Б б
Рис. 2.1. Умовне графічне зображення біполярного транзистора: а – для транзистора п-р-п-типу; б – для транзистора р-п-р-типу

Біполярний транзистор має три схеми ввімкнення: із загальною базою (ЗБ); загальним емітером (ЗЕ) і загальним колектором (ЗК); три схеми ввімкнення і полярності напруг для активного режиму зображені на рис. 2.2, а, б, в відповідно.

IЭ

В обчислювальній техніці найбільш поширена схема ввімкнення з ЗЕ, тому що транзистор при такому ввімкненні має максимальний коефіцієнт підсилення зі струму b >> 1. Існує також інверсне ввімкнення транзистора, коли емітер і колектор міняються функціями. При цьому всі параметри транзистора змінюються і мають індекс “I” (b_I).

а	б	в
Рис. 2.2. Три схеми ввімкнення; полярності напруг для активного режиму транзистора: а – схема ввімкнення із загальної базою (ЗБ); б – із загальним емітером (ЗЕ); в – із загальним колектором

Біполярний транзистор має два взаємодіючих p-n-переходи і від їхнього стану розрізняють три режими роботи: відсічення, насичення й активний. Зазвичай режими відсічення і насичення є ключовими режимами і використовуються при побудові імпульсних схем обчислювальної техніки. Режими активний лінійний використовуються найчастіше в підсилювальних схемах. В активному режимі емітерний перехід знаходиться у відкритому стані, а колекторний – у закритому. Для цього на базу транзистора подається пряма напруга U_БЕ (рис. 2.3, б), а на колекторний перехід, що здійснює екстракцію носіїв заряду – зворотна напруга U_КБ. Підсилювальні властивості транзистора оцінюються коефіцієнтами підсилення: h_21Б(a) і h_21Е(b) [1; 2; 3].

; , де D – знак прирощення.

Відповідно керована складова струму колектора у схемі з загальною базою дорівнює aI_Е, а у схемі з загальним емітером – bI_Б.

У режимі насичення відкриті обидва переходи. Тому в базу заряди інжектуються як з емітера, так і з колектора. Це призводить до інтенсивної рекомбінації носіїв зарядів у базі і нагромадженню
нерівновагомих зарядів. Тому в режимі насичення всі струми транзистора мають максимальне значення, а струм бази може навіть дорівнювати струму емітера.

У режимі відсічення обидва переходи знаходяться в закритому стані. У ланцюзі колектора при цьому протікає зворотний струм колекторного переходу I_КО, що не залежить від колекторної напруги і залежить від температури. На практиці прийнято вважати, що при збільшенні температури на кожні 10°С струм I_КО подвоюється.