книги / Справочник по электронным приборам

ОБОЗНАЧЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Полупроводниковые приборы обозначаются согласно двум ГОСТ. Приборы, выпущенные до 1943 г., обозначаются по ГОСТ 5461—59 (например, П403). Приборы, выпускаемые с 1943 г., обозначаются по ГОСТ 10862—64 (например, ГТ308).

Обозначения полупроводниковых приборов по ГОСТ 5461 — 59

Обозначения состоят из двух или трех элементов. Первый элемент — буква Д — диоды, Т — транзисторы.

Второй элемент — число, характеризующее назначение прибора.

Третий элемент — буква, указывающая разновидность прибора: А, Б, В и т. д. При отсутствии разновидности буква не ставится. Пример обозначения: П15А — транзистор маломощный германиевый низко­ частотный разновидности А. П701 — транзистор мощный кремниевый высокочастотный.

31

Управляемые многослойные переключающие приборы (У):

Четвертый элемент — буква, обозначающая деление технологического типа на группы от А до Я (А, Б, В и т. д.)

П р и м е р о б о з н а ч е н и я :

ГТ105А — германиевый транзистор малой мощности группы А, рабо­ тающий при температурах до 4*60° С.

1Т308Г — германиевый транзистор малой мощности группы Г, работа­ ющий при температурах до Ф70° С.

2Т105А — кремниевый транзистор малой мощности разновидности АУ работающий при температурах до 4420° С.

Обозначения селеновых выпрямителей состоят из букв и цифр. Буквы, например АВС, обозначают: алюминиевый выпрямитель селе­ новый. Цифры, например в типе АВС - 15 - 60, обозначают: пер­ вые — длину стороны квадратной шайбы или диаметр в миллиметрах: вторые — номер, соответствующий этому выпрямителю. Для мало­ мощных выпрямителей применяются обозначения, в которых после букв ставятся средняя величина выпрямленного тока (в миллиампе­ рах) и подводимое переменное напряжение (в вольтах), например АВС-6-270 М. Буква М обозначает, что выпрямитель малогабаритный.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ И СТАБИЛИТРОНОВ

Прямой ток диода — ток, протекающий через диод, к которому приложено постоянное напряжение, равное 1 в.

Обратный ток диода — ток, протекающий через диод, к которому приложено постоянное напряжение, равное наибольшему обратному напряжению. При этом отрицательный полюс источника напряжения присоединен к положительному выводу диода.

Среднее значение выпрямленного тока — значение тока, который может длительно протекать через диод, не вызывая изменения его параметров.

Наибольшее допустимое обратное рабочее напряжение — напряже­ ние, которое может быть приложено к диоду в непропускном (обрат­

2 628

ном) направлении в течение длительного времени без опасности нару­ шения нормальной работы диода.

Наименьшая амплитуда обратного пробивного напряжения — зна­ чение обратного напряжения, которое может кратковременно выдер­ жать диод. При увеличении этого напряжения даже на малую вели­ чину диод выходит из строя.

Температурный коэффициент напряжения — отношение отно­ сительного изменения напряжения стабилизации к изменению темпера­ туры окружающей среды при постоянном токе стабилизации.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРОВ

Коэффициент усиления по току — величина, показывающая во сколько раз амплитуда тока усиливаемого сигнала в выходной цепи больше амплитуды тока во входной цепи. Статический коэффициент усиления по току (при отсутствии сопротивления в выходной цепи) для схемы с общей базой обозначают символом а, а для схемы с общим эмиттером — р. Значения а и р связаны между собой зависимостью

Наибольшая (граничная) частота усиления по току — частота, на которой коэффициент усиления по току для схемы с общей базой а уменьшается до 0,707 величины своего значения на низких частотах. Для схемы с общим эмиттером, в которой коэффициент усиления по току Р, граничная частота определяется по формуле

/ а

Р *

Обратный ток коллектора / ко — ток, вредно влияющий на режим

работы транзистора. Особенно резко возрастает при повышении тем­ пературы. У транзисторов малой и средней мощности измеряется в микроамперах, у транзисторов большой мощности — в миллиам­ перах.

Коэффициент шума — параметр, определяющий уровень шумов, создаваемых транзистором. Показывает, во сколько раз полная мощ­ ность шума, выделяемая на нагрузке транзистора, больше той части его мощности, которая создается на нагрузке только за счет тепло­ вого шума источника сигнала. Коэффициент шума принято измерять на частоте 1000 гц в полосе частот, равной 1 гц, при величине активной составляющей внутреннего сопротивления источника сигнала 600 ом. Коэффициент шума, выраженный в децибелах,

Рсиг ВЫх —“ мощность сигнала, выделяемая на нагрузке транзистора;

34

менных составляющих токов коллектора и эмиттера. Для схемы с об­ щей базой коэффициенты усиления а и Ki меньше единицы, так как

*к < *э* Усиление по напряжению и мощности, как это следует из

приведенной формулы, возможно лишь при условии, что полезное со­ противление нагрузки выбрано больше входного сопротивления тран­ зистора.

Коэффициент усиления по току Kit равный приблизительно а,

всегда меньше единицы. Коэффициенты усиления схемы по напря­ жению и мощности достигают несколько сотен. В схеме с общей базой при усилении сохраняется фаза ко­

лебаний.

Схема с общим эмиттером (рис. 10) аналогична ламповой схеме с об­ щим катодом и является наиболее распространенной схемой включения транзистора. В ней сигнал так же, как и в схеме с общей базой, подво­ дится к эмиттерному переходу, вклю­ ченному в прямом направлении. Однако нагрузочное сопротивление

присоединено не к базе, а к эмиттеру. При этом источник усили­ ваемого сигнала отдает ток, равный току базы,

Поэтому при таком включении транзистора его входное сопротив­ ление в десятки раз выше, чем у схемы с общей базой. Коэффициент усиления по току

с общей базой. С повышением частоты коэффициент усиления такой схемы снижается быстрее, чем коэффициент усиления схемы с общей базой.

Схема с общим коллектором (рис. 11) по своим свойствам подобна схеме катодного повторителя на электронной лампе, поэтому ее часто

26

называют эмиттерным повторителем. Коэффициент усиления по на­ пряжению в этой схеме меньше единицы ({7ВЫХ < (7ВХ). Входное со­

противление особенно велико (достигает единиц мегом). Выходное сопротивление мало (десятки ом), Схему с общим коллектором можно питать от одного источника, так как знаки питающих напряжений базы и коллектора одинаковы.

Основным преимуществом схемы с общим коллектором являются большие входное сопротивление и усиление по току, причем, фаза

В табл. 4 приведены сравнительные характеристики трех схем включения транзисторов. В отличие от ламповых схем усиление ка­ скада на транзисторах оценивают коэффициентом усиления по мощ­ ности.

Для облегчения пересчета коэффициента усиления по току на рис. 12 приведена номограмма.

СТАБИЛИЗАЦИЯ РЕЖИМА ТРАНЗИСТОРА

Правильный выбор режима транзистора по постоянному току и со­ хранение постоянства этого режима в диапазоне температур окру­ жающей среды (стабилизация рабочей точки) определяют надежную и качественную работу транзисторного каскада.

Обратный ток коллектора / Кф. Основными токами, протекающими через транзистор, являются: ток базы / б, ток эмиттера / э и ток кол­ лектора / к. Дополнительно через коллекторный переход протекает обратный ток коллекторного перехода / Ко, вредно влияющий на его

работу. Величина обратного тока коллектора при комнатной темпе­ ратуре (20° С) в зависимости от типа транзистора относительно неве­ лика, но при повышенных температурах ток / к# возрастает в десятки,

общий ток коллектора и создает дополнительное постоянное напря­

37

жение на сопротивлении 1?к, снижая усиление каскада. В этом случае

напряжение между эмиттером и коллектором значительно умень­ шается, вследствие чего появляются существенные нелинейные иска­ жения при больших величинах входного сигнала.

Обратный ток коллектора / Ко сильно зависит от температуры на­

грева транзистора. Практически определено, что при изменении тем­ пературы нагрева на каждые 9—10° С ток / Ко увеличивается в сред­

дение напряжения на делителе будет сильно изме­ няться, и отрицательный потенциал на базе не будет постоянен. Сле­ довательно, условием эффективной базовой стабилизации является установление по возможности большого тока базового делителя.

Рекомендуется применять базовый делитель с возможно малым сопротивлением Ru шунтирующим эмиттерный переход транзистора. Если делителя нет, обратный ток коллектора /к 0, проходя через цепь эмиттера, увеличивает эмиттерный ток, в результате чего появляется дополнительное нежелательное усиление коллекторного тока. При включении сопротивления R% создаются две ветви для прохождения

обратного тока коллектора, и чем меньше это сопротивление, тем большая часть тока / Ко пройдет через него.

Эмиттерная стабилизация. Схема с последовательной обратной связью по постоянному току, создаваемая сопротивлением # э в цепи

эмиттера, показана на рис. 14. Стабилизация осуществляется за счет изменения падения напряжения AU9 б на эмиттерном переходе (гэ).

Эффективность стабилизации рабочей точки определяется величиной сопротивления в цепи эмиттера # э.

Эмиттерная стабилизация происходит следующим образом. Ток базы протекает последовательно через сопротивления смещения 7?б,

перехода база—эмиттер гэ б и 7?э и зависит от напряжения между ба­ зой и эмиттером. При увеличении

вследствие роста тока / Кв, ток коллектора / к будет увеличиваться. Так как / э = / к / б, при увеличении тока коллектора возрастет ток эмиттера и, следовательно, увеличится падение напряжения AUQ на сопротивлении В э. Вследствие увеличения этого напряжения на­ пряжение на переходе эмиттер—база (AUa б) уменьшится, так как на­

пряжение смещения на базе постоянно. При этом уменьшится управ­ ляющий ток базы. Эмиттерный переход будет закрываться, в резуль­ тате чего уменьшится коллекторный ток.

При уменьшении температуры нагрева транзистора ток коллектора / к уменьшается, в результате этого уменьшатся ток эмиттера / э и па­

дение напряжения Д£/э на сопротивлении /?э. При этом возрастут на­ пряжение на эмиттерном переходе Д*7Эб, и соответственно и управляю­

щий ток базы. Эмиттерный переход будет открываться и увеличивать коллекторный ток. В результате изменения температуры нагрева транзистора ток в цепи коллектора будет стремиться к постоянному значению.

Если на вход схемы подается переменное напряжение возбужде­ ния, то на сопротивлении Вэ дополнительно появляется падение пере­

менного напряжения £7Э, являющееся напряжением отрицательной

39

по расширяется полоса усиливаемых частот. Для устранения отрица­ тельной обратной связи по переменному току, чтобы усиление каскада осталось неизменным, параллельно сопротивлению Л9 включается

конденсатор большой емкости (в большинстве случаев электролити­ ческий).

Недостатком эмиттерной стабилизации рабочей точки является неполное использование напряжения источника питания, часть кото­ рого падает на сопротивлении В э.

Коллекторная стабилизация. Схема с параллельной обратной связью по постоянному напряжению, создаваемой сопротивлением R K

чении температуры нагрева транзистора вследствие роста тока / Кф, ток коллектора/к увеличивается. На сопротивлении /?к увеличивается паде­

ние напряжения A U. Отрицательный потенциал на коллекторе отно­ сительно эмиттера AUK уменьшается. Напряжение на переходе коллек­

тор—база (AUK б) также уменьшается. Соответственно уменьшается и напряжение на сопротивлении i?6. Ток базы станет меньше, и отрица­

тельный потенциал на базе уменьшится. Переход база—эмиттер будет закрываться, в результате чего ток коллектора уменьшится.

При уменьшении температуры нагрева транзистора ток коллек­ тора уменьшается. Падение напряжения на R K уменьшается, вслед­

ствие чего отрицательный потенциал на коллекторе AUK относительно

эмиттера увеличится, и напряжение на переходе база—коллектор воз­ растет. Вследствие увеличения напряжения на сопротивлении уве­

личится базовый ток. Возрастающий отрицательный потенциал на базе будет открывать переход эмиттер—база, поэтому ток коллектора увеличится. В результате изменения температуры нагрева транзистора ток в цепи коллектора будет стремиться к постоянному значению.

Бели на вход схемы, показанной на рис. 15, нодается переменное напряжение возбуждения, то с коллектора через сопротивление Лб

на базу транзистора подается напряжение отрицательной обратной связи, которое снижает усиление каскада, но расширяет диапазон усиливаемых частот. Для сохранения усиления каскада отрицатель­ ную обратную связь по переменному току можно устранить, разделив сопротивление i?6 на две части и соединив среднюю точку с эмитте­

ром через конденсатор (штриховое подключение на рис. 15)*

40