Материал: Классификация усилителей

СПБГУАП | группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

напряжение источника анодного питания оказывается приложенным между катодом и анодом тиристора. Вторая область прямой ветки вольт– амперной характеристики соответствует открытому состоянию тиристора (вертикальный участок характеристики).

12. Биполярный транзистор

Биполярный транзистор — полупроводниковый прибор, который содержит два близко расположенных p-n-перехода и имеет три вывода. Биполярный транзистор служит для усиления слабых электрических сигналов, то есть для управления сопротивлением в мощной электрической сети с помощью слабого электрического сигнала.

Выходной ток биполярного транзистора создаётся носителями заряда обоих знаков. На схеме транзисторы обозначается буквами VT, V означает полупроводниковый прибор, T - транзистор. Выводы транзистора и соответствующие им области называют эмиттер, коллектор и база. Эмиттер содержит большое число примесей и является источником носителей заряда, весь выходной ток транзистора создаётся носителями заряда эмиттера. Коллектор — это область с тем же типом проводимости, что и эмиттер, однако концентрация примесей в ней значительно меньше. Коллектор является приёмником носителей заряда из эмиттера. База — это узкая область между эмиттером и коллектором, ширина которой меньше длины свободного пробега носителей заряда, благодаря чему носители заряда могут переходить из эмиттера в коллектор.

Ток базы значительном (на один-два порядка) меньше тока эмиттера, ток коллектора примерно равен току эмиттера. В соответствии с первым законом Кирхгофа для токов можно записать

I э=Iк+ I б .

Биполярный транзистор содержит два p-n-перехода — эмиттерный переход (между базой и эмиттером) и коллекторный переход (между коллектором и базой). В большинстве случаев эмиттерный переход включают в прямом направлении, а коллекторный — в обратном.

СПБГУАП | группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

Как видно из , биполярный транзистор содержит два p-n-перехода — эмиттерный, между базой и эмиттером, и коллекторный, между базой и коллектором. Во всех усилительных схемах эмиттерный переход включается в прямом, а коллекторный — в обратном, что соответствует полярности, показанной на рисунке. Транзисторы p-n-p и n-p-n структуры работают аналогично, отличие только в полярности подводимого напряжения. Направление стрелки, обозначающей эмиттер, соответствует направлению протекающих в открытом стоянии транзистора токов. Принцип работы транзисторов обоих типов аналогичны. Так как эмиттер содержит наибольшее количество примесей, то считают, что выходной ток транзистора создаётся носителями заряда эмиттера

13. Схемы включения транзистора

Так как транзистор имеет три вывода, то возможно три схемы его включения: схема с общим эмиттером, с общим коллектором и с общей базой. Общим является тот электрод, который является общим для входной (управляющей) цепи и выходной (управляемой). Независимо от схемы, ток выходной цепи определяется сигналом во входной цепи.

СПБГУАП | группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

14. Статические характеристики

Статические характеристики устанавливают связь между токами транзистора и напряжениями на его электродах. Различают следующие основные вольт-амперные характеристики транзистора:

1.Входная - зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном значении выходного напряжения.

2.Выходная - зависимость выходного тока от выходного напряжения при постоянном значении входного тока.

3.Проходная - зависимость выходного тока от входного тока при постоянном значении выходного напряжения.

В качестве примера на рис. 1.2.4 и 1.2.5 представлены вольтамперные характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (рис. 1.2.4): входная (а), проходная (б) и семейство выходных(в). На рис.1.2.5 представлены статические характеристики схемы с общей базой .

СПБГУАП | группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

Если при Uзи = const увеличивать Uси, то ток через канал (Iс) возрастет (рис. 3.3.б). При этом увеличивается падение напряжения на канале, которое способствует увеличению обратного напряжения на p- n-переходах, вызывая тем самым сужение канала. При некотором Uси = Uнас, называемом напряжением насыщения, канал настолько сужается, что дальнейшее увеличение Uс не увеличивает Iс.

16. МДП транзистор со встроенным каналом

Эти транзисторы находят более широкое применение, так как имеют более простую конструкцию и обладают лучшими электрическими свойствами. У МДП-транзисторов (металл– диэлектрик – полупроводник)

между полупроводниковым каналом и металлическим затвором расположен изолирующий слой диэлектрика

Принцип работы МДП - транзисторов основан на эффекте изменения проводимости приповерхностного слоя полупроводника под воздействием поперечного электрического поля. МДПтранзисторы управляются напряжением и имеют чрезвычайно большое входное сопротивление и в отличие от полевых транзисторов с затвором в виде p-n-перехода сохраняют его большим независимо от величины и полярности входного напряжения. Применяются две конструкции МДП -транзисторов: МДП -транзисторы со встроенным каналом и МДП -транзисторы с индуцированным каналом.

У МДП-транзисторов со встроенным каналом в полупроводниковой пластине (подложке), например «n»-типа, в процессе изготовления в приповерхностном слое создаются области, например «p»-типа, образующие электроды стока и истока (рис.1.3.3,а). Перемычка между С и И с проводимостью «p»-типа является каналом для протекания тока стока Iс даже при отсутствии управляющего напряжения Uз = 0 на затворе. При подаче положительного напряжения на затвор электрическое поле выталкивает основные носители (дырки) из канала, его сопротивление растет, а Iс падает. Такой режим носит название “режима обеднения”. При отрицательном напряжении на затворе электрическое поле притягивает дырки из подложки, они скапливаются в области канала, сопротивление канала уменьшается, Iс растет (“режим обогащения”). Передаточная функция МДП -транзистора показана на рис. 1.3.3, б. Его стоковые характеристики Ic=f(Uси) при Uзи = const по виду аналогичны характеристикам транзистора с затвором в виде p-n-перехода (рис.1.3.3, б). Схемные изображения МДП – транзисторов со встроенным каналом n-типа и p-типа представлены на рис. 1.3.3, в.

17.МДП транзистор с индуцированным каналом

УМДП-транзисторов с индуцированным каналом последний заранее не создается, и в транзисторах, использующих пластину с проводимостью, например, n-типа, при Uз > 0 и Uз = 0 ток Iс = 0 (рис. 1.3.4, а, б). Образование канала в таких приборах происходит при подаче на затвор только отрицательного напряжения (Uз < 0). Тогда в результате вытеснения из поверхностного слоя электронов и подтягивания дырок из n-