Биполярные транзисторы. Условное обозначение, классификация, режимы работы, схемы включения. ВАХ и h-параметры.


Биполярный транзистор — это полупроводниковый монокристалл в котором созданы 3 области с чередующимися типами электропроводимости, образующих 2 электрически взаимодействующих p-n-перехода.

Они изготовляются из германия или кремния. В последнее время в основном из кремния. Примерно 90% б/п транзи­сторов применяемых в электронике это транзисторы n-p-n типа.

Биполярный транзистор clip_image004clip_image006

Коллекторным переходом транзистора называется пе­реход между базой и коллектором.

Эмитерным переходом называется пере­ход между базой и эмитером.

Чтобы транзистор был усилительным элементом, необходимо эммитернный переход включить в прямом, а коллекторный переход — в обратном включении.

Толщина базового слоя п/п на много меньше толщины коллекторного и эми­терного слоев. Процесс перехода элек­тронов из эмитера в базу называется инъекцией. Процесс их дальнейшего втягивания электрическим полем кол­лекторного перехода в коллектор назы­вается экстракцией. IЭ=IK+IБ.

Эмитером называется область транзи­стора назначением которой является инъекция носителей заряда в базу.

Коллектором называется область тран­зистора назначением которой является экстракция носителей заряда из базы. IK<<IБ.

Коэффициентом передачи тока базы b называется отношение тока коллектора к вызвавшему его току базы. b=IK/IБ.

Коэффициентом передачи тока эмитера называется отношение тока коллектора к току эмитера. ?=IK/IЭ.

Транзисторы классифицируют по исходному материалу (германиевые и кремневые), диапазону рабочих частот (транзисторы низких, средних и высоких частот), по мощности (транзисторы малой, средней и большой мощьности), по принципу действия (усилители, генераторы, переключатели и т.д.).

Схемы включения на рис.

clip_image008

ВАХ содержат информацию о свойствах транзистора во всех режимах работы при больших и малых сигналах. ВАХи n-p-n транзистора

АЧХ ВАХ

Статические характеристики: h-параметры (h11, h12, h21, h22).

Для описания дифференциальных параметров транзистора его можно представить как активный линейный четырёхполюсник.

clip_image014

Здесь: U1-входное напряжение , U2-выходное напряжение , I1-ток во входной цепи , I2-ток в выходной цепи .

Описание четырёхполюсника h-параметрами имеет вид:

U1=h11I1+h12U2 ; I2=h21I1+h22U2

Здесь h11-входное сопротивление транзистора при коротком замыкании на его выходе: h11=U1/I1 (U2=0).

h12-коэффициент обратной связи по напряжению при холостом ходе на входе: h12=U1/U2 (I1=0).

h21-коэффициент усиления по току при коротком замыкании на его выходе: h21=I2/I1 (U2=0).

h22-выходная проводимость транзистора при холостом ходе на входе: h22=I2/U2 (I1=0).

Единицы измерения h-параметров различны: h11измеряется в омах , h22 в сименсах, остальные — безразмерны.

Загрузка...