Файл: 1. Контактные явления в полупроводниковых приборах, p n переход, виды полупроводниковых диодов 3.docx

Рис. 61. Схема включения р-п переходов транзистораЕсли рассматривать транзистор как четырехполюсник, то входной сигнал можно подавать на два каких-либо электрода и с двух электродов снимать сигнал. При этом один из электродов обязательно будет общим. По названию общего электрода различают три схемы включения транзистора: по схеме с общей базой (ОБ), по схеме с общим эмиттером (ОЭ), и по схеме с общим коллектором (ОК).

3. Усилительные свойства и входное сопротивление транзисторов в схемах ОБ, ОК и ОЭ

Усиление по токуДля схемы ОБ зависимость тока коллектора от тока эмиттера выражается через коэффициент усиления по току (коэффициент передачи эмиттерного тока). Этот коэффициент может быть статическим (_ст) - когда измерения происходят на постоянном токе, и дифференциальным ( ) - когда определяется отношение приращения тока коллектора iK к вызвавшему его приращению тока эмиттера iЭ.Современные транзисторы имеют значение коэффициента усиления тока эмиттера в пределах 0,95 - 0,997. Это значение в общем случае зависит от режима работы транзистора. Поэтому в справочной литературе для каждого типа транзистора указывает рекомендуемый ток эмиттера, при котором величина коэффициента по току близка к своему максимальному значению.З ная приращение тока эмиттера и величину , можно определить приращение тока базы : = -

---

iк = (1 - iк ).С другой стороны, для тока коллектора iк= , следовательноТаким образом, изменяя величину тока базы, мы управляем и током эмиттера и током коллектора. Обобщим полученные результаты.В схеме с ОБ входным электродом является эмиттер, выходным - коллектор. В соответствии с этим входным параметром является ток эмиттера, выходным - ток коллектора, и коэффициент усиления (передачи) по току Ki, = .В схеме ОЭ входным электродом является база, выходным - коллектор. Это значит, что входным параметром является ток базы, выходным - ток коллектора, а коэффициент усиления (передачи) по токуКi = . Очевидно, что величина может составлять десятки и cотни. В этом большое преимущество схемы ОЭ по сравнению со схемой ОБ, у которой усиление по току не превышает единицы.В схеме ОК входным электродом служит база, выходным - эмиттер. В соответствии с этим входным параметром будет ток базы, выходным - ток эмиттера. Коэффициент усиления (передачи) по току Кi = Входное сопротивлениеРассмотрим вопрос о входном сопротивлении схемы на биполярном транзисторе, определяемом обычным соотношениемrвх = ивх / iвх.В схеме ОБ изменение входного напряжения равно сумме изменений напряжения на базе и на эмиттерном переходе, то есть r

---

_вх = r_э + (1 - )r_б.В схеме ОЭ ивх =iэ rэ + iб r6ч. Учитывая, что входным током является ток базы, получаем r_вх = r_б + (1 + )r_э.В схеме ОК изменение входного напряжения равно сумме изменений напряжений на сопротивлении базы, эмиттерном переходе и сопротивлении нагрузки. Аналогично предыдущему случаю получаем равенствоrвх =rб +(1 + )(rэ +Rн). Обычно выполняется условие rэ <<Rэ. То есть, входное сопротивление транзистора, включенного по схеме ОК, может составлять значительную величину много большую, чем для схем ОБ и ОЭ.Усиление по мощности и напряжениюсхема ОЭ может обеспечивать значительный коэффициент усиления по напряжению, а схема ОК не дает усиления по напряжению и поэтому называется эмиттерным повторителем.Подводя итог, можно сделать следующие выводы. Транзистор по схеме ОЭ дает хорошее усиление по току и напряжению, но обладает малым входным сопротивлением, что является его существенным недостатком. Это объясняется тем, что эмиттерный р-п переход включен в прямом направлении и его сопротивление мало.Транзистор, включенный по схеме ОК, не дает усиление входного сигнала по напряжению, а практически повторяет его. Усиление же по току у него практически такое же, как и у транзистора, включенного по схеме ОЭ. Но зато входное сопротивление велико и может составлять десятки и сотни к Ом.

4. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

---

Устройство полевого транзистора с p­ ­– n переходом, его характеристики и схемы включения

По аналогии с биполярными транзисторами, включаемыми по схемам ОЭ, ОК и ОБ, различают три типа включения полевых транзисторов: с общим истоком (ОИ), общим стоком (ОС) и общим затвором (ОЗ). Чаще других используется схема с ОИ.Рассмотрим принцип действия полевого транзистора, полагая его включение по схеме ОИ. Пример этой схемы для транзистора с р-п переходом и «n-каналом показан на рис. 67.При управляющем напряжении U_зи = 0 и подключении источника напряжения между стоком и истоком Еси по каналу течет ток, который зависит от сопротивления канала. При приложении отрицательного напряжения к затвору р-п переход расширяется, в результате канал, проводящий ток, сужается, и ток Iс уменьшается. При определенном напряжении, называемом напряжением отсечки U_omc, ток стока практически прекращается.полевые транзисторы управляются напряжением, а через цепь затвора протекает только малый, обратный ток Iз перехода, находящегося под действием обратного напряжения.Н а рис. 68 приведена его входная характеристика, показывающая зависимость тока стока от величины напряжения между затвором и истоком и выходная характеристика, показывающая зависимость тока стока от величины напряжения между истоком и стоком.Рис. 68. Входная и выходная характеристики полевого транзистора с р-п переходом по схеме ОИОтношение изменения тока стока , к вызвавшему его изменению напряжения между затвором и стоком вUзи приUси=const называют крутизной:S =

---

IC/ Uзи .Зная крутизну можно определить коэффициент усиления по напряжению:Ки = Uвыx/ Uex = SRCПриведенные на рис. 68 характеристики могут быть получены при включении полевого транзистора по схеме на рис. 69.Рис. 69. Схема для снятия входных и выходных характеристик полевого транзистора с р-п переходомСхема на рис. 69 предназначена для полевых транзисторов с каналом п -типа. Для транзисторов с каналом р -типа необходимо поменять полярность источников питания на обратную.

5. Устройство полевого транзистора с изолированным затвором, его характеристики и схемы включения

Полевые транзисторы с изолированным затвором или МДП-типа («металл - диэлектрик - проводник») изготавливаются в двух вариантах: со встроенным или индуцированным каналом.Рассмотрим МДП-транзистор со встроенным каналом, который имеет структуру, показанную в разрезе на рис. 70.


Рис. 70. Структура, обозначение и схема включения МДП-транзистора со встроенным каналом
Области n-типа имеют выводы во внешнюю цепь: с - сток, и - исток. Полупроводниковый кристалл n-типа покрыт окисной пленкой диэлектрика, на которой расположен металлический затвор з. Таким образом, затвор электрически изолирован от цепи сток - исток.Рассмотрим принцип действия транзистора. При подаче напряжения Ucu и отсутствии управляющего напряжения (Uзи = 0) через канал между п- областями протекает некоторый ток I_С. Величина этого тока опреде­ляется не только напряжением U_си, но и состоянием р-n перехода между подложкой и каналом в области стока, который смещается в обратном направлении. При обратном смещении

---