Биполярлы транзисторлар түрлері

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

ЖОСПАР

КІРІСПЕ

БИПОЛЯРЛЫҚ ТРАНЗИСТОРЛАР

БИПОЛЯРЛЫҚ ТРАНЗИСТОРДЫҢ МАҢЫЗДЫ ПАРАМЕТРЛЕРІ

БИПОЛЯРЛЫҚ ТРАНЗИСТОРДЫҢ ҚОСЫЛУ СҰЛБАЛАРЫ

ТРАНЗИСТОРДЫҢ СТАТИКАЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

КІРІСПЕ

Транзистордың көп тараған бір түрі биполярлы транзистор болып табылады. Биполярлы транзисторлар үш кезектелген электрондық (п) немесе кемтіктік (р) өткізгіштік облыстардан тұрады. Олар р-п-р және п-р-п типті болып ажыратылады. Биполярлы транзистордың ортаңғы облысы база, қалған екеуі эмиттер және коллектор деп аталады. База эмиттер мен коллектордан тиісінше эмиттерлік және коллекторлық р-п ауысуларымен бөлінген. Биполярлық транзистордың жұмыс істеу принципі база арқылы өтетін негізгі емес заряд тасушылардың ағынын бақылауға негізделген. Эмиттерлік ауысу тура бағытта ығысқан және ол негізгі емес заряд тасушылардың инжексиясын (итерілуін, ендірілуін) қамтамасыз етеді, ал коллекторлық ауысу кері бағытта ығысқан, ол эмиттер итерген негізгі емес заряд тасушыларды жинап алуды қамтамасыз етеді. Биполярлық транзисторлар негізінен электр сигналдарын өндіруге, күшейтуге арналған. Транзисторлар физикалық және басқа да параметрлеріне байланысты төмен (3 МГц-ке дейін), жоғары (300 МГц-ке дейін), аса жоғары жиілікті (300 МГц-тен жоғары), аз қуатты (шектік сейілу қуаты 1 Вт-қа дейін), үлкен қуатты (шектік сейілу қуаты 1 Вт-тан жоғары), жоғары және төмен кернеулі, дрейфтік, т. б. түрлерге бөлінеді. Транзистор қазіргі кездегі микроэлектроника құрылғыларының негізгі элементі болып табылады.

БИПОЛЯРЛЫҚ ТРАНЗИСТОРЛАР

Екі немесе бірнеше электрлік р-п өткелі бар, қуатты күшейтуге жарайтын, үш немесе одан да көп сыртқы қосылғышы бар электрлік түрлендіргіш шала өткізгіш аспапты биполярлық транзисторлар дейміз. Транзисторларды қолданады күшейту және электрлік толқындарды генерациялау немесе электрлік тізбекті коммутациялау үшін қолданылады. Биполярлық транзисторыларды түрлеріне байланысты бөледі p-n-p және n-p-n типтерге, қуат бойынша (кіші, орташа және үлкен ), жұмыстық жиілік бойынша(төменгі, орташа және үлкен жиілікті) және де басқа жағдайлар бойынша. Суретте биполярлық транзистордың құрылымдық схемасы мен шартты белгісі көрсетілген. Электрлік қосылғышы бар кристаллдың ортанғы бөлімін база деп атаймыз (Б), тікелей қосылған өткелді - эмиттер дейміз (Э), екіншісі кері қосылғанды - коллектор деп атаймыз (К) . Эмиттер, база және коллектор арасында екі р-п өткел бар, ол эмиттерлік өткел және коллекторлық өткел аталады.

1-сурет. Биполярлық транзистордың жалпы құрылымы:

1-эмиттерлік өткел (ЭӨ), 2-коллекторлық өткел (КӨ)

Транзистордың p-n-p және n-p-n типтерінің шартты белгілері:

2-сурет. Транзистордың p-n-p және n-p-n типтерінің белгіленуі

БИПОЛЯРЛЫҚ ТРАНЗИСТОРДЫҢ МАҢЫЗДЫ ПАРАМЕТРЛЕРІ

Транзисторларда бір-бірімен байланысты төрт шама бар. Олар: кіріс және шығыс тогы, сонымен қатар кіріс және шығыс кернеуі:

U _кір = U ₁ , I _кір = I ₁ , U _шығ = U ₂ , I _шығ = I ₂ .

Осы келтірілген параметрлерден басқа, транзисторларда басқа да параметрлер жүйесі қолданылады, ол жүйені транзистордың һ параметрі деп те атайды.

Транзистордың h-параметрін анықтау. Транзисторлар сұлбаларын есептегенде және анализдегенде транзистордың эквивалентті схемасын және оған арналған параметрлер жүйесіне сүйенеміз. Транзисторлардың физикалық параметрлер жүесінің кемшілігі, олардың ішінен барлығы да өлшене бермейді. h-параметрлер жүйесінде транзисторлардың параметрлері активті сызықты 4-ұштықты параметрлермен анықталады. h-параметрлер жүйесінде тәуелді емес айнымалы бойынша кіріс токты қабылдайды(Ι ₁ ) және шығыс кернеу(U ₂ ) . Осыдан, U ₁ = h ₁₁ Ι ₁ + h ₁₂ U ₂ , Ι ₂ = h ₂₁ Ι ₁ + h ₂₂ U ₂ біз төрт параметрді анықтаймыз, ол қысқаша тұйықталу режимінде (U ₂ =0) және бос жүріс режимінде болады (Ι ₁ =0) . h ₁₁ - кіріс сипаттамасы, h ₁₂ -кері байланыс коэффициентті, h ₂₁ - токты беру коэффициентті, h ₂₂ - шығыс өткізгіштік.

Һ параметрінің бұл түрлерінің әр қайсысына жеклей тоқталсақ:

1. Кіріс сипаттамасы:

h ₁₁ = ∆U ₁ /∆I ₁ U ₂ = const болғанда.

айнымалы кіріс тогына шығысында қысқа тұйықталу болатын, яғни шығысында айнымалы кернеу болмайтын транзистордың кедергісі болып табылады.

2. Кернеу бойынша кері байланыс коэффициенті:

h ₁₂ = ∆U ₁ /∆U ₂ I ₁ = const болғанда.

кірістегі айнымалы кернеудің кандай мөлшері кері байланыс салдарынан транзистордың кірісіне берілетінін көрсетеді.

3. Токтың күшейту коэффициенті (токты беру коэффициенті) :

h ₂₁ = ∆I ₂ /∆I ₁ U ₂ = const болғанда.

жүктемесіз жұмыс істеу кезінде транзистордың айнымалы тогының күшейтуін көрсетеді.

4. Шығыс өткізгіштік:

h ₂₂ = ∆I ₂ /∆U ₂ I ₁ = const болғанда.

бұл, транзистордың шығыс қысқыштарының арасындағы айнымалы токтың өткізгіштігін сипаттайды.

Бұл параметрлердің ортақ эмиттер арқылы қосылу сұлбасында келесі теңдіктерді аламыз:

мұндағы

һ _11Э = ∆U _БЭ /∆І _Б U _КЭ = const;

h _12Э = ∆U _БЭ /∆U _КЭ І _Б = const;

h _21Э = ∆I _К /∆I _Б U _КЭ = const;

h ₂₂ = ∆I _К /∆U _К І _Б = const.

Коллекторлық ауысудың қызуына жол бермеу үшін одан коллекторлық ток өткенде шығарылатын қуатты белгілі бір максимал шамадан асырмау керек:

Сонымен қатар коллекторлық кернеуге де шектеулер бар:

және коллектролық ток үшін де:

Транзистордың кез-келген қосылулары екі маңызды көрсеткішпен сипатталады:

Ток бойынша күшейту коэффициенті Ішығ/Ікір;
Кіріс кедергісі Rкір= Uкір/Ікір.

Ортақ базамен қосылу сұлбасы :

Бұл схема үшін, кіріс тогы эмиттер тогы болып саналады, ал шығыс - коллектор тогы болады. Дифференциалды R _кір транзисторы ОБ схемасында аз, ал R _шығ көп. Коллекторлық кернеу эмиттер тогына әсер етеді. ОБ сұлбасы диффернциалды тікелей токты беру коэффициентті сипатталады: α = ΔΙ _к / ΔΙ _э

Ток бойынша күшейту коэффициенті көп жағдайда бірден кіші болады:

Ток бойынша статикалық күшейту коэффициенті (токтың берілу коэффициенті), ОБ сұлбасында α деп белгіленеді. Ол жүктемесіз ( Rж=0 ) режим үшін, яғни коллектор-база тұрақты кернеуі үшін анықталады: uк-б=const.

Статикалық күшейту коэффициенті α, 1-ге жақындаған сайын транзистор жақсара түседі. Ток бойынша күшейту коэффициенті ki , α-дан аз мөлшерге кіші, сол себепті жүктеме Rж қосылғанда коллектор тогы азаяды.

Кернеу бойынша күшейту коэффициенті :

Қуат бойынша күшейту коэффициенті:

kp = ki · ku . екенін ескерсек, сонда .

Кіріс кедергісі :

Артықшылығы температура және жиіліктік сипаттамаларының икемділігі, сонымен қатар ОЭ сұлбасына қарағанда күшейтулердің аз бұрмалануы.

Кемшілігі ішкі кедергісінің төмендігі және база мен коллектордың түрлі қорек көзінен қоректенуі.

Ортақ эмиттер қосылу сұлбасы :

Базаның кішігірім тогы кіріс тогы болып саналды, ал шығыс- коллекторлық болады. ОЭ сұлбасы кернеу және токты күшейтеді . R _кір және R _шығ ОБ схемасына қарағанда көбірек. ОЭ сұлбасы диффернциалды тікелей токты беру коэффициентті сипатталады: β = ΔΙ _к / ΔΙ _б онда β = α / (1-α), егер ΔΙ _к / ΔΙ _б = 1/ α.

Ток бойынша күшейту коэффициенті ki - бұл кіріс және шығыс айнымалы ток амплитудаларының қатынасы:

Ток бойынша статикалық күшейту коэффициенті β жүктемесіз ( Rж=0 ) режим үшін, яғни коллектор-эмиттер тұрақты кернеуі үшін анықталады: , при uк-э=const.

Кернеу бойынша күшейту коэффициенті айнымалы кернеудің амплитудалық немесе кіріс шығыс мәндерінің қатынасымен анықталады:

Қуат бойынша күшейту коэффициенті kp шығыс және кіріс қуаттарының қатынасымен анықталады. Бұл қуаттардың әрқайсысы ток пен кернеудің жартысына тең:

Сондықтан

Транзистордың тағы бір басты мәні ол - Ом заңы арқылы анықталатын кіріс кедергісі. ОЭ үшін:

ОЭ сұлбасының күшейтуі кезінде каскад кернеу фазасына бұрылады, яғни кіріс кернеуінің фазасын 180°-қа ығыстырады.

ОЭ сұлбасының артықшылығы - коллектордың және базаның бір қорек көзінен қоректенуі.

Кемшілігі - температуралық және жиіліктік сипаттамаларының нашарлығы. Жиіліктің аз ғана жоғарылауы оның күшейтуінің өте көп төмендеуіне алып келеді. ОЭ сұлбасының жұмыс істеу режимі температураға да өте көп байланысты.

Ортақ коллектормен қосылу сұлбасы :