книги / Элементы промышленной электроники
..pdf
торному переходу (коллектор-база) — в обратном направлении (рис. 3— 13 и рис. 3— 14). Сопротивление эмиттерного перехода прямому току относительно невелико (порядка десятков ом), поэтому ток требуемой величины в цепи эмиттера можно создать с помощью источника с малым напряжением (порядка до 1 в). Сопротивление коллекторного перехода обратному току доста точно велико (порядка десятков ком), вследствие чего в коллек торной цепи необходим источник с относительно большим на пряжением (порядка от 1 до десятков вольт).
п
Рис. 3-12. Двойной р-п переход.
Рис. 3-13. Схема включения полу- |
Рис. 3-14. Схема включения полу |
проводникового триода типа р-п-р |
проводникового триода типа п-р-п |
Рассмотрим принцип действия полупроводникового триода типа р — п — р.
При подаче питающих напряжений в цепи база-эмиттер воз никает ток эмиттера /э. В процессе изготовления транзисторы выполняются таким образом, чтобы эмиттер имел лучшую элек тропроводность и большую концентрацию основных носителей, чем база. При этом большая часть дырок (основных носителей эмиттера) из эмиттерной области перемещается в приконтактную область р — п перехода и проходит через него в область базы. Для базы эти дырки являются неосновными носителями, поэтому они увеличивают концентрацию неосновных носителей базы
43
Так как ток эмиттера, как это было указано выше, оказывается несколько больше тока коллектора, то в соответствии с первым законом Кирхгофа ток базы может быть найден, исходя из сле дующего выражения:
(3 -3)
Подобно току сетки электронной лампы, ток базы является нежелательным. Для уменьшения этого тока базу полупроводни кового триода изготавливают возможно тоньше и уменьшают концентрацию примесей, определяющих концентрацию электро нов, с тем, чтобы меньшее количество электронов рекомбини ровало в базе с дырками.
3. Схема включения транзистора
Различают три основные схемы включения полупроводниковых триодов: схема с общим эмиттером (ОЭ), схема с общей базой {ОБ) и схема с общим коллектором (ОК).
Схема с общим эмиттером (рис. 3— 15) является наиболее распространенной схемой включения транзисторов, так как она
позволяет |
получить наибольшее |
усиление |
по |
мощности. |
|
|
В этой |
схеме входным |
тохом |
является |
ток |
базы 16 —/„*. |
|
а выходным током— ток |
коллектора It = h ых. |
При этом, |
по |
|||
скольку всегда l x t> /б,схема позволяет усиливать ток. Сопро тивление нагрузки Ra включается в цепь высокоомного коллек торного перехода, поэтому схема с общим эмиттером является усилителем напряжения. Используется эта схема и в качестве усилителя мощности.
ток |
В схеме с общей базой (рис. 3— 16) входным током является |
эмиттера /вх = 7Э а выходным током — ток коллектора |
|
1»ых |
= !*• |
Рис. 3-15. Схема включения полу |
Рис. 3-16. Схема включения полу |
проводникового триода с общим |
проводникового триода с общей |
эмиттером. |
базой. |
45
мой ветви вольтамперной характеристики полупроводникового диода. Увеличение отрицательного напряжения на коллекторе смещает характеристику вправо, что соответствует уменьшению тока базы. Это объясняется тем, что чем более отрицательно напряжение на коллекторе, тем больше ширина коллекторного перехода и тем меньше толщина слоя базы. Уменьшение же толщины слоя базы приводит к уменьшению рекомбинаций в ней, а следовательно, и к уменьшению тока базы.
Рис. 3-18. Входные характеристики полупроводнико вого триода с общим эмиттером.
Выходная характеристика показывает зависимость тока кол лектора от напряжения на коллекторе, при неизменном значении тока базы, т. е. / к = /(С/к), при / б = const (рис. 3— 19).
Рис. 3-19. Выходные характеристики полупро водникового триода с общим эмиттером.
4 /
Для данных функций полный дифференциал запишется |
в сле |
|||
дующем виде: |
|
|
|
|
du i — |
|
~ |
+ h^du2 , |
(3—$) |
di |
di |
h2ldit + |
kn du2 |
(3—6) |
di2 = ^ fd i, |
+ |^ d « 2 = |
|||
Параметры оголяются постоянными величинами» они не ме няются от точки к точке на линейном участке, поэтому для малых приращений тока и напряжения уравнения (3—5) и (3—6} можео записать:
AV, = ЛцА/j + hi2AU2 , |
(3—7) |
АJ2 — h2\Al | -f- h22AU2 . |
(3 -8 ) |
Уравнения (3—7) и (3—8) представляют собой основные урав нения четырехполюсника. Из этих уравнений можно определить выходную проводимость:
к22 — |
A h |
(3 -9) |
|
Ш 2 |
|||
|
|
и коэффициент обратной связи по напряжению, характеризую щий так называемую паразитную обратную связь:
к12 — |
АЩ |
(3-10) |
|
Ш 2 |
|||
|
|
Выходное сопротивление определится как отношение:
AUt
к11 <3-41)
A h
и соответственно коэффициент усиления по току:
А12 |
(3-12) |
к21 |
|
A h |
* |
Характеристические h — параметры часто определяются с помощью статических характеристик полупроводникового трио да. Для этого на статических характеристиках построится так называемый характеристический треугольник авс (рис. 3— 18). При этом, для схемы с общим эмиттером(рис. 3—15) имеем:
49
