Similar presentations:
Биполярный транзистор
1. Биполярный транзистор
«transferresistor»
сопротивление»
-
«регулируемое
Биполярный транзистор — это полупроводниковый
прибор, имеющий два взаимодействующих между собой
p-n перехода.
Ток в биполярных транзисторах
обусловлен движением носителей двух типов
(электронов и дырок)
2.
Устройство биполярных транзисторов.Один из крайних слоёв называется эмиттером, а другой — коллектором. Средний слой —
база.
p-n переход между эмиттером и базой, называемый эмиттерным;
p-n переход между коллектором и базой называется — коллекторным.
Для понимания работы транзистора необходимо иметь в виду следующее:
-область базы очень тонкая, расстояние между эмиттерным и коллекторным переходами
небольшое (составляет не более 10 мкм). Для его преодоления требуется небольшая
энергия носителей заряда;
-эмиттер имеет наибольшую концентрацию носителей заряда.
3.
Режимы работы транзистораВ зависимости от полярности напряжений, приложенных к
электродам транзистора, различают следующие режимы его
работы:
1) Линейный или усилительный ( эмиттерный переход
смещён в прямом направлении, а коллекторный — в
обратном);
2) Насыщения (оба перехода смещены в прямом
направлении);
3) Отсечки (оба перехода смещены в обратном направлении);
4) Инверсный ( коллекторный переход смещён в прямом
направлении, а эмиттерный — в обратном).
5) Аварийный –режим пробоя
4.
Режим отсечки (оба перехода смещены в обратном направлении)Инжекция основных носителей в область базы наблюдается в том
случае, если эмиттерный переход смещён в прямом направлении.
Если напряжение Uбэ меньше пороговой величины (0.6 В для
кремниевых транзисторов), заметной инжекции носителей в базу
не наблюдается. При этом I э = Iб = 0. Следовательно, ток
коллектора также равен нулю.
5.
Режим насыщения (оба перехода смещены в прямомнаправлении)
Если оба перехода смещены в прямом направлении, носители
инжектируются в базу как из эмиттера, так и из коллектора. В этом
режиме ток коллектора не зависит от тока базы. Коллекторный
переход отпирается, если напряжение коллектор-база Uкб < − 4.0 В.
При этом напряжение коллектор-эмиттер не превышает
напряжение насыщения: Uкэ ≤ Uкэнас . Значение Uкэнас находится
в пределах 0,2–0,3 В. Режимы отсечки и насыщения биполярных
транзисторов являются основными, когда они работают в ключевых
и логических схемах.
6.
Инверсный ( коллекторный переход смещён в прямом направлении, аэмиттерный — в обратном).
Биполярный транзистор является симметричным прибором в том смысле, что
область полупроводника с одним типом проводимости располагается между двумя
областями с другим типом проводимости. Поэтому транзистор можно включить так,
что коллекторный переход смещен в прямом направлении, а эмиттерный – в
обратном. При этом эмиттер играет роль коллектора, а коллектор – эмиттера. Такой
режим работы биполярного транзистора называют инверсным. Однако коллектор и
эмиттер изготавливают неодинаковыми (см. рис. 20.2), с тем, чтобы наибольшее
усиление достигалось в активном режиме. В инверсном режиме усиление
транзистора невелико. Такой режим используют в некоторых цифровых схемах.
7.
Линейный или усилительный ( эмиттерный переход смещён впрямом направлении, а коллекторный — в обратном);
Работа транзистора основана на управлении токами электродов в зависимости от
приложенных к его переходам напряжений. Принцип работы биполярного транзистора
рассмотрим на примере транзистора типа n-p-n. Если к эмиттерному переходу приложить
прямое (UЭ), а к коллекторному — обратное (UЭ) напряжение, то через эмиттерный
переход П1 в область базы будут инжектировать электроны, образуя эмиттерный ток
транзистора IЭ . Поток электронов, обеспечивающий ток эмиттера через переход П1,
показан на рисунке широкой заштрихованной стрелкой. Часть инжектированных в область
базы электронов рекомбинируют с основными для этой зоны носителями заряда —
дырками, образуя ток базы I′Б. Другая часть инжектированных электронов за счёт
собственного поля коллекторного перехода проникает через коллекторный p-n переход П2
в зону коллектора, образуя коллекторный ток I′К.
IЭ = IК + IБ
I′ = αIЭ,
К
где α = 0,95—0,99 — коэффициент передачи тока эмиттера.
8.
Схемы включения биполярных транзисторовО.Б
О.Э
О.К
9.
Статические характеристика биполярного транзистораДля схемы с общим эмиттером
Входная характеристика
Выходная характеристика
iВХ f (u ВХ ), при _ u ВЫХ const iВЫХ f (u ВЫХ ), при _ iВХ сonst
iБ f (u БЭ ), при _ u КЭ const iК f (u КЭ ), при _ iБ сonst
10.
11.
Линии нагрузки биполярного транзистора.Определение рабочей точки.
Уравнение линии нагрузки для
входной характеристики
Уравнение линии нагрузки для
выходной характеристики
ЕБ iБ RБ uБЭ
ЕК iК RК uКЭ
iБ 0 u БЭ Е Б
iК 0 u БЭ ЕБ
u БЭ
E
0 iБ Б
RБ
u КЭ 0 iК
EК
RК