Параметры биполярных транзисторов

1

 

 

 

 

  Параметры биполярных транзисторов

 

 

 

Выполнил: Пустенко А.В.

Биполярные транзисторы

 

Биполярные транзисторы

 

2

 

Полупроводниковый прибор, имеющий три электрода и два взаимодействующих между собой p–n-перехода, называется биполярным транзистором.

Биполярные транзисторы (БТ)

 

Тип транзистора с тремя слоями полупроводника, различают n-p-n и p-n-p транзисторы, где n (negative) – электронный тип примесной проводимости, p (positive) – дырочный. Основные носители заряда: электроны и дырки («би» – два); электроды эмиттер, база, коллектор.

 

Особенности транзистора:

- площадь p-n перехода коллектора больше, чем эмиттера;

- в базе мало носителей заряда, ее толщина невелика.

 

Биполярный транзистор основной элемент усилителей

и интегральных микросхем (операционные усилители, транзисторно-транзисторная, диодно-транзисторная логика и т.д.).

Эмиттер (Э), Коллектор (К): основные заряды электроны, не основные дырки;

База (Б): основные заряды дырки, не основные электроны; p-n переходы П1, П2 образованы

ионами полупроводника.

База вызывает электроны из эмиттера, но переход эмиттер – коллектор для них открыт (здесь они не основные заряды) и большая часть уходит в коллектор, совсем немного доходит до базы. За счет этого происходит усиление базового тока (ток коллектора).

 

n-p-n

Режимы работы биполярного транзистора 

 

6

 

6

 

В зависимости от того, какие напряжения действуют на переходах, различают  3 режима работы транзистора:

 

• активный режим работы или режим усиления, когда эмиттерный переход смещен в прямом направлении , а коллекторный в обратном;
• режим насыщения, когда оба перехода смещены в прямом направлении;
• режим отсечки, когда оба перехода смещены в обратном направлении.

    Биполярные транзисторы n-p-n и p-n-p типа

Структурная схема и графическое обозначение. 

 Схемы включения БТ:

с общей базой (ОБ),

общим эмиттером (ОЭ),

общим коллектором (ОК) .    

 

ОБ                     ОЭ                      ОК

Включение  биполярного транзистора  по схеме  с общим эмиттером 

 

Биполярные транзисторы

 

9

 

9

Включение биполярного транзистора n-p-n- типа по схеме с общим коллектором.

 

Биполярные транзисторы

 

10

 

10

Включение  биполярного транзистора n-p-n- типа по схеме с общей базой.

 

Биполярные транзисторы

 

11

 

11

Схема с общим эмиттером

 

Эквивалентные схемы и параметры  биполярного транзистора

(Объяснение нового материала)

Параметры  биполярного транзистора

 

собственные

(или первичные)

 

вторичные

 

характеризуют свойства самого транзистора.

 

различны, для различных схем включения.

14

 

Статические характеристики биполярных транзисторов

 

Статический режим работы транзистора – режим работы при отсутствии нагрузки в выходной цепи.

 

Статические характеристики связывают постоянные токи электродов с постоянными напряжениями на них- это графически выраженные зависимости напряжения и тока входной цепи и выходной цепи (вольтамперные характеристики ВАХ).

Их вид зависит от способа включения транзистора.

15

 

статический коэффициент передачи IЭ  или : статический  коэффициент усиления по току

 

Статический коэффициент передачи тока базы :

Эквивалентная  Т- образная  схема транзистора  с генератором  ЭДС

 

Эквивалентная Т- образная схема транзистора  с генератором  тока

Эквивалентная Т – образная  схема транзистора  включенного по схеме  ОЭ- эквивалентная схема  с генератором тока

 

Биполярные транзисторы

 

 

18

 

 h параметры схемы с общим эмиттером

h11Э = UБЭ/IБ, при UКЭ = const:

входное сопротивление транзистора переменному току при отсутствии выходного переменного напряжения.

h12Э = UБЭ/UКЭ, при IБ = const:

коэффициент обратной связи по напряжению – доля выходного переменного напряжения передаваемая

на вход транзистора вследствие обратной связи в нем.

h21Э = IК/IБ, при UКЭ = const:

коэффициент усилия по току – усиление переменного

тока транзистором при работе без нагрузки.

h22Э = IК/UКЭ, при IБ = const:

выходная проводимость переменного

тока между коллектором и эмиттером.

Выходное сопротивление RВЫХ = 1/h22Э.

19

 

UmБЭ = h11Э ImБ + h12Э UmКЭ

ImК = h21Э ImБ + h22Э UmКЭ

 

Эквивалентная схема БТ,

система h-параметров

20

 

 

 

Схема с общим эмиттером применяется для усиления напряжения, тока, мощности

 

 Практическая часть

Расчет схемы с общим эмиттером

21

 

Коэффициент усиления по току:

 

или

 

Входное сопротивление:

 

или

 

или

 

- мощность рассеиваемая на транзисторе (тепловой пробой Т).

 

 

(десятки-сотни).

 

(десятки-сотни Ом).

 

Выходное сопротивление:

 

(сотни Ом – кОмы)

22

 

Коэффициент усиления по напряжению:

 

Коэффициент усиления по мощности:

 

Коэффициент полезного действия:

 

полная потребляемая мощность схемы

23

 

КОНЕЦ

 

 

 

 

 

.

 

5

 

Стрелки на условных изображениях БТ указывают направление прямого тока эмиттерного перехода.

 

 

 

 

 

 

 

15