Характеристики транзисторов
Семейство выходных характеристик. Если в цепи, представленной на рис.11, прикладывать различные напряжения UBE к переходу база–эмиттер и измерять ток коллектора IC как функцию напряжения UCE между коллектором и эмиттером, получим семейство выходных характеристик, представленное на рис. 12 За исключением короткого отрезка вблизи оси IC, характеристики слабо зависят от UCE, и транзистор работает в активном режиме, то есть переход BE проводит ток, а переход BC заперт. Около оси IC напряжение UCE настолько мало, что переход BC тоже открыт и транзистор пребывает в состоянии насыщения. На границе начального отрезка с напряжением насыщения UCE, sat характеристика испытывает резкий излом и проходит почти через начало координат.
Передаточная характеристика. В активном режиме ток коллектора IC зависит главным образом от UBE. Если при различных значениях напряжения коллектор–эмиттер UCE, свойственных активному режиму, нанести на график значения IC как
функцию UBE, получим передаточную характеристику, приведенную на рис.13. Эти характеристики почти сливаются, потому что ток коллектора IC слабо зависит от UCE.
Рис. 13. Характеристики в активном режиме: a — cемейство передаточных характеристик; б — семейство входных характеристик
Входные характеристики. Для полного описания поведения транзистора требуется знать входные характеристики (рис. 2.4б). Их образуют значения тока базы IB от напряжения UBE при различных UCE, присущих активному режиму. Такие характеристики также почти не зависят от UCE.
Усиление по току. Сходство характеристик передачи, приведенных на рис.13а, с входными характеристиками рис.13б очевидно. Отсюда следует, что в активном режиме ток коллектора IC приблизительно пропорционален току базы IB. Коэффициент пропорциональности B называется усилением по току:
Биполярные транзисторы классифицируются по двум параметрам: мощности и частотным свойствам.
По мощности:
- на маломощные средней мощности мощные
По частотным свойствам :
- на низкочастотные среднечастотные высокочастотные сверхвысокочастотные
Обычно транзисторы включаются в электрическую схему таким образом, чтобы один из его электродов был входным, второй — выходным, а третий — общий для входа и выхода. В зависимости от этого различают три способа включения транзистора: с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и с общим коллектором (ОК). Рассмотрим особенности каждой схемы.
УМ в передатчиках используют схемы включения транзисторов либо с общим эмиттером (ОЭ), либо с общей базой (ОБ). И та и другая схема включения имеет свои достоинства, целесообразность же применения их в конкретном случае должна быть обоснована.
Рисунок.14 Схема включения биполярного транзистора в усилителя с общим эмиттером.
Для включения в схему транзистор должен иметь четыре вывода — два входных и два выходных. Но транзисторы всех разновидностей имеют только три вывода. Для включения трёхвыводного прибора необходимо один из выводов объединить, и поскольку таких комбинаций может быть только три, то существуют три базовых схемы включения транзистора:
Схемы включения биполярного транзистора
• с общим эмиттером (ОЭ) производит усиление как по току, так и по напряжению наиболее часто применяемая схема. Схема с ОЭ обеспечивает усиление входного сигнала по току, напряжению и мощности, используется в усилителях, генераторах, формирователях и является самой распространенной;
• с общим коллектором (ОК) производит или эмиттерный повторитель усиление только по току — применяется для согласования высокоимпедансных источников сигнала с низкоомными сопротивлениями нагрузок;
• с общей базой (ОБ) — усиление только по напряжению, в силу своих недостатков в одно-транзисторных каскадах усиления применяется редко (в основном в усилителях СВЧ). Таким образом, схема включения транзистора с ОБ не обеспечивает усиление по току, однако усиливает входной сигнал по напряжению и мощности.
Рис. 15. Основные схемы включения биполярного транзистора: а – с общим эмиттером; б – с общим коллектором; в – с общей базой
Маркировка биполярных транзисторов предусматривает шесть символов:
- первый символ — буква (для приборов общего применения) или цифра (для приборов специального назначения), указывающая исходный полупроводниковый материал, из которого изго
товлен транзистор: Г (1) германий, К(2) — кремний, А(З) — арсенид галлия; второй символ — буква «Т», означающая биполярный транзистор; третий символ — цифра, указывающая мощность и частотные свойства транзистора (табл.1 ); четвертый и пятый символы — двухзначное число, указывающее порядковый номер разработки; шестой символ — буква, обозначающая параметрическую группу прибора. Таблица1
Транзисторы | Частота | ||
низкая | средняя | высокая | |
Малой мощности | КТ1... | КТ2... | КТ3... |
Средней мощности | КТ4... | КТ5... | КТ6... |
Мощные | КТ7... | КТ8... | КТ9... |
Например: КТ665А — транзистор биполярный, высокочастотный, малой мощности, широкого применения, группа А; 2Т895А — транзистор биполярный, высокочастотный, специального применения, большой мощности, группа А.
ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРОВ
Iк. мax - максимально допустимый постоянный ток коллектора
Iк. и.мax - максимально допустимый импульсный ток коллектора
Uкэ - максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер
UэбО - максимально допустимое обратное напряжение эмиттер-база
(UкбО - максимально допустимое обратное напряжение коллектор-база)
Pкmax - максимально допустимая рассеиваемая мощность коллектора с теплоотводом
h21э - статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером
IкбО - обратный ток коллектора
Uкб - напряжение коллектор-база
(Uкэ - напряжение коллектор-эмиттер)
Iк - ток коллектора
(Iэ - ток эмиттера)
Uкэ нас. - напряжение насыщения коллектор-эмиттер
fгр - граничная частота в схеме с общим эмиттером
Диоды
Диод представляет собой полупроводниковый элемент с двумя выводами, один из которых называют анодом (А), а другой – катодом (К). Различают дискретные диоды в виде отдельного элемента, предназначенного для монтажа на плате и заключенного в собственный корпус, и интегральные диоды, которые вместе с другими элементами схемы изготавливаются на общей полупроводниковой подложке. У интегральных диодов имеется третий вывод, необходимый для соединения с общей подложкой. Иногда его называют субстратом (S), но он играет второстепенную роль в функционировании самого диода.
Устройство. Диоды представляют собой электронно - дырочный переход p-n или переход металл–полупроводник и называются соответственно диодами с p-n переходом или диодами Шоттки. Зона p обогащена дырками, а зона n – электронами. Условное графическое обозначение и структура диода показаны на рис. 16. Обычно зоны p и n диода с p-n переходом изготавливаются из кремния. Кроме этого существуют дискретные диоды на основе германия. Им свойственно низкое прямое падение напряжения, однако они устарели. В диодах Шоттки зона p заменена слоем металла, что также
приводит к низкому прямому падению напряжения, поэтому они часто используются вместо германиевых диодов с p-n переходом. На практике кремниевые диоды с p-n переходом называют просто диодами. За исключением ряда диодов особого типа, все они изображаются на схемах одним и тем же графическим символом. Диоды разного типа различают лишь по маркировке на корпусе и техническим данным.
Режимы работы. В процессе работы диод может находиться в областях проводимости, запирания и пробоя, подробное описание которых дается в следующем разделе. Диоды, предназначенные для выпрямления переменного тока, называются выпрямительными; они попеременно работают в областях проводимости и запирания. Диоды, сконструированные для работы в области пробоя – стабилитроны (диоды Зенера) применяют для стабилизации напряжения. Еще один важный класс диодов составляют варикапы. Они функционируют в режиме запирания и благодаря зависимости емкости запорного слоя (барьерной емкости) от приложенного напряжения могут использоваться для настройки колебательных контуров на нужную частоту. Существует также множество специальных диодов, которые здесь не рассматриваются
Рис. 16. Условное графическое обозначение и устройство диода: а – графический символ; б – диод с p-n переходом; в – диод Шоттки
Свойства диодов
Поведение диода проще всего представить с помощью его вольтамперной характеристики, описывающей зависимость тока, протекающего через диод от приложенного к нему напряжения в случае, когда все величины постоянны или медленно меняются во времени. Для расчетов необходимы уравнения, строго описывающие поведение прибора. Чаще всего достаточно простых соотношений. Кроме того, имеется модель, хорошо воспроизводящая динамическое поведение диода под воздействием синусоидальных или импульсных сигналов. Эта модель рассматривается в разделе 1.3 и не требуется для изучения основных понятий. А теперь обратимся к поведению кремниевого диода с p-n переходом.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
