Тема биполярные транзисторы 1 Устройство и принцип действия



Скачать 119.29 Kb.
страница1/8
Дата16.07.2019
Размер119.29 Kb.
Название файла119806.docx
  1   2   3   4   5   6   7   8

ТЕМА 4. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
4.1 Устройство и принцип действия
Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор, состоящий из трех областей с чередующимися типами электропроводности и пригодный для усиления мощности.

Выпускаемые в настоящее время биполярные транзисторы можно классифицировать по следующим признакам:



  • по материалу: германиевые и кремниевые;

  • по виду проводимости областей: типа р-n-р и n-p-n;

  • по мощности: малой (Рмах  0,3Вт), средней (Рмах  1,5Вт) и большой мощности (Рмах  1,5Вт);

  • по частоте: низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные и СВЧ.

В биполярных транзисторах ток определяется движением носителей заряда двух типов: электронов и дырок (или основными и неосновными). Отсюда их название – биполярные.

В настоящее время изготавливаются и применяются исключительно транзисторы с плоскостными р-n- переходами.

Устройство плоскостного биполярного транзистора показано схематично на рис. 4.1.

Он представляет собой пластинку германия или кремния, в которой созданы три области с различной электропроводностью. У транзистора типа n-р-n средняя область имеет дырочную, а крайние области – электронную электропроводность.

Транзисторы типа р-n-р имеют среднюю область с электронной, а крайние области с дырочной электропроводностью.

Средняя область транзистора называется базой, одна крайняя область – эмиттером, другая – коллектором. Таким образом в транзисторе имеются два р-n- перехода: эмиттерный – между эмиттером и базой и коллекторный – между базой и коллектором. Площадь эмиттерного перехода меньше площади коллекторного перехода.

Эмиттером называется область транзистора назначением которой является инжекция носителей заряда в базу. Коллектором называют область, назначением которой является экстракция носителей заряда из базы. Базой является область, в которую инжектируются эмиттером неосновные для этой области носители заряда.

Концентрация основных носителей заряда в эмиттере во много раз больше концентрации основных носителей заряда в базе, а их концентрация в коллекторе несколько меньше концентрации в эмиттере. Поэтому проводимость эмиттера на несколько порядков выше проводимости базы, а проводимость коллектора несколько меньше проводимости эмиттера.

От базы, эмиттера и коллектора сделаны выводы. В зависимости от того, какой из выводов является общим для входной и выходной цепей, различают три схемы включения транзистора: с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК).

Входная, или управляющая, цепь служит для управления работой транзистора. В выходной, или управляемой, цепи получаются усиленные колебания. Источник усиливаемых колебаний включается во входную цепь, а в выходную включается нагрузка.

Рассмотрим принцип действия транзистора на примере транзистора р-n-р –типа, включенного по схеме с общей базой (рис. 4.2).

Рисунок 4.2 – Принцип действия биполярного транзистора (р-n-р- типа)


Внешние напряжения двух источников питания ЕЭ и Ек подключают к транзистору таким образом, чтобы обеспечивалось смещение эмиттерного перехода П1 в прямом направлении (прямое напряжение), а коллекторного перехода П2 – в обратном направлении (обратное напряжение).

Если к коллекторному переходу приложено обратное напряжение, а цепь эмиттера разомкнута, то в цепи коллектора протекает небольшой обратный ток Iко (единицы микроампер). Этот ток возникает под действием обратного напряжения и создается направленным перемещением неосновных носителей заряда дырок базы и электронов коллектора через коллекторный переход. Обратный ток протекает по цепи: +Ек, база-коллектор, −Ек. Величина обратного тока коллектора не зависит от напряжения на коллекторе, но зависит от температуры полупроводника.

При включении в цепь эмиттера постоянного напряжения ЕЭ в прямом направлении потенциальный барьер эмиттерного перехода понижается. Начинается инжектирование (впрыскивание) дырок в базу.

Внешнее напряжение, приложенное к транзистору, оказывается приложенным в основном к переходам П1 и П2, т.к. они имеют большое сопротивление по сравнению с сопротивлением базовой, эмиттерной и коллекторной областей. Поэтому инжектированные в базу дырки перемещаются в ней посредством диффузии. При этом дырки рекомбинируют с электронами базы. Поскольку концентрация носителей в базе значительно меньше, чем в эмиттере, то рекомбинируют очень немногие дырки. При малой толщине базы почти все дырки будут доходить до коллекторного перехода П2. На место рекомбинированных электронов в базу поступают электроны от источника питания Ек. Дырки, рекомбинировавшие с электронами в базе, создают ток базы IБ.

Под действием обратного напряжения Ек потенциальный барьер коллекторного перехода повышается, толщина перехода П2 увеличивается. Но потенциальный барьер коллекторного перехода не создает препятствия для прохождения через него дырок. Вошедшие в область коллекторного перехода дырки попадают в сильное ускоряющее поле, созданное на переходе коллекторным напряжением, и экстрагируются (втягиваются) коллектором, создавая коллекторный ток Iк. Коллекторный ток протекает по цепи: +Ек, база-коллектор, -Ек.

Таким образом, в транзисторе протекает три тока: ток эмиттера, коллектора и базы.

В проводе, являющемся выводом базы, токи эмиттера и коллектора направлены встречно. Следовательно, ток базы равен разности токов эмиттера и коллектора: IБ = IЭ − IК.

Физические процессы в транзисторе типа n-р-n протекают аналогично процессам в транзисторе типа р-n-р.

Полный ток эмиттера IЭ определяется количеством инжектированных эмиттером основных носителей заряда. Основная часть этих носителей заряда достигая коллектора, создает коллекторный ток Iк. Незначительная часть инжектированных в базу носителей заряда рекомбинируют в базе, создавая ток базы IБ. Следовательно, ток эмиттера разделятся на токи базы и коллектора, т.е. IЭ = IБ + Iк.

Ток эмиттера является входным током, ток коллектора – выходным. Выходной ток составляет часть входного, т.е.

(4.1)

где - коэффициент передачи тока для схемы ОБ;


Поскольку выходной ток меньше входного, то коэффициент 1. Он показывает, какая часть инжектированных в базу носителей заряда достигает коллектора. Обычно величина  составляет 0,950,995.

В схеме с общим эмиттером выходным током является ток коллектора, а входным – ток базы. Коэффициент усиления по току для схемы ОЭ:

(4.2)

но


тогда

(4.3)


Следовательно, коэффициент усиления по току для схемы ОЭ составляет десятки единиц.

Выходной ток транзистора зависит от входного тока. Поэтому транзистор- прибор, управляемый током.

Изменения тока эмиттера, вызванные изменением напряжения эмиттерного перехода, полностью передаются в коллекторную цепь, вызывая изменение тока коллектора. А т.к. напряжение источника коллекторного питания Ек значительно больше, чем эмиттерного Еэ, то и мощность, потребляемая в цепи коллектора Рк, будет значительно больше мощности в цепи эмиттера Рэ. Таким образом, обеспечивается возможность управления большой мощностью в коллекторной цепи транзистора малой мощностью, затрачиваемой в эмиттерной цепи, т.е. имеет место усиление мощности.


Скачать 119.29 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Тема биполярные транзисторы 1 Устройство и принцип действия iconСамостоятельная работа №13 «Назначение, принцип действия и устройство подъемного механизма автомобиля-самосвала»
На автомобилях-самосвалах применяют подъемные механизмы с гидравлическим приводом от двигателя автомобиля
Тема биполярные транзисторы 1 Устройство и принцип действия iconЧто такое водяная турбина классификация водяных турбин устройство и принцип работы ковшовой турбины использование водяных турбин заключение список используемой литературы что такое водяная турбина
Водяная турбина – это устройство преобразующие механическую энергию воды (её энергию положения, давления и скоростную) в энергию...
Тема биполярные транзисторы 1 Устройство и принцип действия iconДозировочно-формовочное оборудование
Машины для формовки и панировки котлет и биточков: устройство; принцип работы; правила безопасной эксплуатации; характерные неисправности,...
Тема биполярные транзисторы 1 Устройство и принцип действия iconМашины постоянного тока конструкция и принцип действия
Главные полюса создают основной магнитный поток в машине, для чего на них устанавливаются либо постоянные магниты
Тема биполярные транзисторы 1 Устройство и принцип действия iconПрограмма курса «Механизмы и кинетика органических реакций» Тема Содержание темы 1 Классификация химических реакций
Основные теории элементарных реакций. Принцип Белла-Эванса-Поляни. Постулат Хэммонда. Модель Хьюза-Ингольда. Кинетический изотопный...
Тема биполярные транзисторы 1 Устройство и принцип действия icon1. Назначение, устройство и принцип работы газораспределительного механизма зил 130
...
Тема биполярные транзисторы 1 Устройство и принцип действия iconВ дежурном режиме устройство для управления инфузационным насосом для интенсивной терапии и анестезии
При нажатии на кнопку –, устройство входит в режим «1». Если текущее время совпадает с установленным временем 9: 05: 00, то устройство...
Тема биполярные транзисторы 1 Устройство и принцип действия iconСнятие и расшифровка показаний эхолота нэл-м3Б
Цель: Изучить правила эксплуатации, устройство и принцип работы эхолота, навигационного прибора для определения глубины водоёмов...
Тема биполярные транзисторы 1 Устройство и принцип действия iconВиды внеклассной работы по русскому языку
Морфологический принцип как ведущий принцип русской орфографии
Тема биполярные транзисторы 1 Устройство и принцип действия iconКурсовая работа предмет: " Объёмные гидромашины "
Тема курсового проекта Расчёт поршневого насоса двойного действия




База данных защищена авторским правом ©refnew.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Теоретические основы
Методические указания
Методические рекомендации
Лабораторная работа
Рабочая программа
Общая характеристика
Теоретические аспекты
Учебное пособие
Практическая работа
История развития
Пояснительная записка
Дипломная работа
Самостоятельная работа
Общие положения
Экономическая теория
Методическая разработка
Физическая культура
Методическое пособие
Исследовательская работа
Направление подготовки
Общая часть
Теоретическая часть
Общие сведения
Техническое задание
Общие вопросы
Образовательная программа
Управления государственных
Федеральное государственное
Экономическая безопасность
Конституционное право
реакция казахского
Основная часть
Организация работы
Техническое обслуживание
Российская академия
Понятие сущность
Усиление колониальной
прохождении производственной
Обеспечение безопасности
программное обеспечение
Выпускная квалификационная
квалификационная работа
муниципальное управление
Теория государства
Уголовное право
Математическое моделирование
Административное право
Название дисциплины
Земельное право