Делите у друштву. мреже:


Управљање ваздухопловним моторима Управно право Административно право Белорусија Алгебра Архитектура Безбедност живота Увод у професију "психолог" Увод у економију културе Висока математика Геологија Геоморфологија Хидрологија и хидрометрија Хидросистеми и хидрауличне машине Историја Украјине Културологија Културологија Логика Маркетинг Машинско инжењерство Медицинска психологија Управљање Метали и технике заваривања Хроматолошке стратегије економија Нацртна геометрија Основи економске т Ориа Безбедност Фире Тактика процеси и структуре мисли Профессионал Псицхологи Псицхологи Психологија менаџмента модерног фундаменталних и примењених истраживања у инструменти социјална психологија социјална и филозофским проблемима Социологи Статистика Теоријске основе рачунара аутоматска контрола теорија вероватноћа транспорт Закон Туроператор Кривични закон о кривичном поступку управљања савременим производним Пхисицс физичких појава Филозофска расхладна постројења и Екологија Економија Историја економије Основи економије Економија предузећа Економска историја Економска теорија Економска анализа Развој економије ЕУ Хитне ситуације ВКонтакте Одноклассники Мој свет Фацебоок ЛивеЈоурнал Инстаграм

Полупроводнички уређаји. Транзистори




Транзистор је полупроводнички уређај намењен за појачавање, инвертирање , претварање електричних сигнала , као и за промену електричних импулса у електронским колима различитих уређаја. Постоје биполарни транзистори који користе кристале н- и п- типа и поља (униполарне) транзисторе направљене на германијум или силицијум кристал са једном врстом проводљивости.

Биполарни транзистори

Биполарни транзистори су полупроводнички уређаји направљени на кристалима са структуром пнп типа ( а ) или нпн типом ( б ) са три електроде повезане са три слоја (подручја): колектор ( К ), база ( Б ) и емитер ( Е ) (Слика 20).

Слика 20 - Биполарни транзистори: а) структура пнп- типа; б) нпн- типова структура

База Б је средњи танак слој који служи за компензацију емитера и колектора. Дебљина основе мора бити мања од средњег слободног пута носача пуњења. Емитер Е - спољни слој, извор носача пуњења са високом концентрацијом носача, много већи него у бази. Други спољни слој К , који прихвата носаче пуњења, назива се колектор .

Струја у оваквом транзистору одређује се покретом пуњења два типа: електрона и рупа. Отуда његов назив - биполарни транзистор .

Физички процеси у транзисторима типа пнп и нпн су исти. Њихова разлика је у томе што струје у бази пнп- транзистора носи главни носач пуњења - рупе, ау нпн- транзисторима - електронима.

Сваки од транзиција транзистора - емитера ( Б-Е ) и колектора ( Б-К ) може бити укључен у напред или у супротном правцу. У зависности од тога, постоје три начина рада транзистора:

  • прекидни режим - оба пн прекида су затворена, док релативно мала струја И 0 тече кроз транзистор, због мањих носача пуњења;
  • засићени режим - оба пн прекида су отворена;
  • активни мод - један од пн прекида је отворен, а други затворен.

У режимима прекида и засићења, контрола транзистора практично није присутна. У активном режиму, транзистор врши функцију активног елемента електричних кругова који повећавају сигнале, стварајући осцилације, пребацивање итд.

Ако је напон спајања емитера директан, а на колектору супротно, онда се укључивање транзистора сматра нормално, уз супротни поларитет напона - инверзни.

Снабдевањем негативним потенцијалом извора напона до колектора и позитивним до емитера (слика 21) у прекидачкој кругови транзистора са заједничким емитером отварали смо емитерски спој Е - Б и затворили колектор Г - К , док је збирни струја И К0 = И Е0 = И 0 је мала, одређује се концентрацијом мањинских носача (електрони у овом случају). Ако се између емитера и базе (0.3-0.5 В) примени мали напон у правцу кретања пн спојнице Е - Б , онда се рупе од ињектора убацују у базу, формирајући струју емитера - И. У основи, рупице се делимично рекомбинују са слободним електронима, али у исто време нови електрони долазе у базу из вањског извора напона Е Б ( Е Б < Е Р ) , формирајући базну струју И Б.




Слика 21-круг биполарног транзистора

Пошто је основа у транзистору у облику танког слоја, само незнатан део рупа рекомбинује се са базним електронима, а њихов главни дио достиже колекторски спој. Ове рупе су заробљене електричним пољем колектора, што представља убрзану рупу. Ток отвора који су пали од емитера у колектор затворен је преко отпорника Р К и извора напона са ЕМФ Е К , формирајући колекторску струју И К у спољном кругу.

Напишемо однос струја у прекидачком кругу транзистора (слика 21), који се назива прекидачким кругом са заједничким емитером (ОЕ),

Однос струје колектора до струје емитера назива се тренутни преносни однос

где је основна струја

Прекидач круга транзистора са ОЕ је најчешћи због мале базне струје у улазном кругу и појачања улазног сигнала у напону и струји. Основна својства транзистора одређују се односима струја и напона у различитим круговима и њиховом међусобном утицају.

Транзистор може радити на директној струји, малом промјенљивом сигналу, великом промјенљивом сигналу и у моду (пулсиран).



Улазне породице

и викенд

Статичке карактеристике транзистора у кругу са ОЕ приказане су на сл. 22. Могу се добити као резултат експеримента или обрачуна.

Слика 22 - Породице улазних и излазних статичких карактеристика

Породице карактеристика које повезују напоне и струје на излазу са струјама и напонима на улазу називају се преносне карактеристике или контролне карактеристике (слика 23).

Слика 23 Карактеристика преноса

Биполарни транзистори су класификовани:

  • дисипација снаге (ниске снаге (до 0,3 В), просечне снаге (од 0,3 В до 1,5 В) и моћне (преко 1,5 В));
  • на фреквентним карактеристикама (ниске фреквенције (до 3 МХз), средње фреквенције (3-30 МХз), високе (30-300 МХз) и ултра високе фреквенције (више од 300 МХз));
  • до одредишта: универзално, појачава, генерише, пребацује и пулсира.

Када обележавају биполарне транзисторе, прво напишу слово или број који означава изворни полупроводнички материјал: Г или 1 - германијум, К или 2 - силицијум; затим број од 1 до 9 (1, 2 или 3 - ниске фреквенције, 4, 5 или 6 - високе фреквенције, 7, 8 или 9 - ултра високе фреквенције, респективно, у свакој групи ниске, средње или високе снаге). Следеће две цифре од 01 до 99 су број поруџбине за развој, а на крају слово (од А и изнад) означава параметарску групу уређаја, например напон напајања транзистора итд.

На пример, транзистор ГТ109Г: нискофреквентни германијум, мала снага са коефицијентом преноса струје х 21 О = 100_250, У К = 6 В, И К = 20 мА (константна струја).

Транзистор поља ефекта

Транзистор поља-ефекат је полупроводнички уређај у којем струја одвода ( Ц ) кроз полупроводнички канал н- или п- типа контролише електрично поље које проистиче из примјене напона између врата ( В ) и извора ( И ).

Израђени су транзистори на терену:

- са контролном капијом типа пн-спој за употребу на уређајима за конверзију високих фреквенција (до 12-18 ГХз). Њихова условна ознака на дијаграмима је приказана на сл. 24, а , б ;

- са изолованом (диелектричном слојем) капијом за употребу у уређајима који раде са фреквенцијом до 1-2 ГХз. Израђени су или са уграђеним каналом у облику МДП_структуре (погледајте њихов симбол на Сл.24, ц и д ), или са индуцираним каналом у облику МОП_структуре (погледајте њихов симбол на Слици 24, е , ф ).

Слика 24-Типови транзистора са ефектом поља

Кружни прекид транзистора са полним ефектом са капијом типа пн- споја и н- типа канала, његова фамилија излазних карактеристика И Ц = ф ( У Ц ), У Ц = цонст и карактеристична карактеристика одзива И Ц = ф ( У Ц ), У Ц = цонст су приказане на слици . 25

Слика 25 - Дијаграм ожичења транзистора са ефектом поља и његова карактеристика одзива на стање

При повезивању излаза Ц одвода и извора И са извора напајања Ун , струја И Ц протиче кроз н- тип канал, с обзиром да се пн- спој не преклапа са пресеком канала (слика 25а ).

У овом случају, електрода из које улазе носачи пуњења у канал, назива се извор , а електрода кроз коју главни носиоци напајања напусте канал се назива одводом .

Електрода која се користи за регулисање попречног пресека канала назива се капија . Са повећањем реверзног напона У Ц, пресек канала се смањује, његов отпор се повећава, а струја одвода И Ц се смањује.

Дакле, контрола струје одвода И Ц се јавља када се примени обрнути напон на пн спој на капији 3 . Због мањег броја обрнутих струја у колу извора улаза, снага која је потребна за контролу струје одвода је занемарљива.

Код напона од З = -У ЗО , називан прекидни напон , део канала у потпуности преклапа барем слој који је осиромашен носача пуњења, а струја одвода И ЦО ( прекидна струја) одређују мањи носачи пуњења пн споја (види слику 25б ).

Схематска структура транзистора са ефектом поља са индукованим н- каналу приказана је на Слици 26. Код напона на вратима у односу на извор, једнаке нули, ау присуству напона на одводу, струја одвода је занемарљива. Приметна струја одвода се појављује само када се напон позитивни поларитет примени на вратанца у односу на извор, више од тзв. Праговног напона У СПД .

Слика 26 - Схематска структура н-канала индукованог поља-ефективног транзистора

У овом случају, као резултат пенетрације електричног поља кроз диелектрични слој у полупроводник при напонима на вратима, већи од У ЗПОР , на површини полупроводника се налази инверзни слој испод капије, што је канал који повезује извор са одводом.

Дебљина и попречни пресек канала варира са напоном на капији, а струја одвода ће се променити у складу с тим. Овако је струја одвода контролисана у транзистору са ефектом поља са индукованом капијом. Најважнија карактеристика транзистора са ефектом поља је висока улазна отпорност (по поруџбини од неколико мега-охма) и мала улазна струја. Један од главних параметара транзистора са ефектом поља је стрмина С карактеристике струје (видети слику 25, ц ). На пример, за транзистор типа КП103Зх С = (3 ... 5) мА / В.

Прочитајте ио: