Раздел 3. Электронная техника. Тема 3.1. Принцип устройства электронных аппаратов (Лекция №3)

1.

ЛЕКЦИЯ № 3
По профессиональному модулю
ПМ.01 ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
для специальности
среднего профессионального образования
13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического
оборудования (по отраслям)
Раздел 3. Электронная техника.
Тема 3.1. Принцип устройства электронных аппаратов.

2. Учебные вопросы:

1. Транзисторы.
2. Ключевой режим транзистора.
Литература: 3. Электрические аппараты: учеб.пособие для студ.
Учереждений сред.проф.образования/ О.В.Девочкин, В.В.Лохнин,
Р.В.Меркулов, Е.Н.Смолин -3-е изд.,стер. – М, Академия, 2012.-240
с. Стр.157-220.

3.

прямое
включение
обратное
включение

4.

Ключевой режим транзистора.
Биполярный транзистор (БТ) - это полупроводниковый прибор с
тремя и более выводами, содержащий не менее двух р-п – переходов и
применяющийся в усилительных и переключательных схемах.
В основу работы БТ положен процесс токопрохождения во
взаимодействующей структуре двух связанных p-n–переходов (как в
диодах), вызванные движением носителей заряда двух типов: электронов
и дырок. Отсюда и название – биполярные транзисторы.
Один из крайних слоев транзисторной структуры легируют сильнее
двух других; его используют в режиме инжекции и называют эмиттером.
Инжекция носителей зарядов - впрыскивание, введение основных
носителей заряда через границу р-n – перехода при его прямом включении
БТ.
Промежуточный слой называют базой, а другой крайний слой –
коллектором, его используют в режиме экстракции - вытягивания,
выведения неосновных носителей заряда из базового слоя через границу
р-n – перехода при его обратном включении БТ.
Поэтому переход между эмиттером и базой называют эмиттерным, а
между коллектором и базой – коллекторным.

5.

Классификация БТ
Биполярные транзисторы
Тип полупроводникового
материала
Германий Ge
Кремний Si
Галлий Ga
( GaAs )
Индий In
Cтруктура
pnp
Область
практического
применения
Основные
электрические
параметры
Конструктивнотехнологические
признаки
Усилительные
Лавинные
Для конкретного
класса
транзисторов
Корпусные
Бескорпусные
npn
Фото-
Рис.3 Классификация биполярных транзисторов

6.

Система условных обозначений:
Для транзисторов, разработанных в период 1964-73 гг. (ГОСТ 10862-64 г.), 1972-81 гг.
(ГОСТ 10862-72 г.), 1981 – по настоящее время (ОСТ 11 336.919-81 г.).
1-й элемент: буква или цифра, определяющая исходный полупроводниковый
материал.
1 или Г – германий, 2 или К – кремний, 3 или А – соединения галлия (арсенид галлия),
4 - соединения индия.
2-й элемент: буква Т, характеризующая принадлежность к БТ.
3-й элемент: цифра, указывающая назначение и электрические свойства БТ.
Таблица 1
4-й элемент: двузначное число в диапазоне 01…99 или трехзначное число в
диапазоне 101…999, характеризующее порядковый номер разработки БТ в данной
серии.
5-й элемент: буква, указывающая на разновидность транзистора в данной серии по
электрическим параметрам (все буквы русского алфавита, за исключением: З, О, Ч, Ы,
Щ, Ш, Ю, Я, Ъ, Ь, Э).

7. Примеры условных обозначений БТ:

• КТ 3 15А – кремниевый БТ, высокочастотный,
маломощный, 5 номер, серии А.
• 2Т3 101 А-2 – кремниевый БТ, высокочастотный,
маломощный,
предназначенный
для
использования в аппаратуре специального
назначения, бескорпусной;
• ГТ 80 6А – германиевый БТ, среднечастотный,
мощный.

8.

Общая характеристика ключевого режима БТ.
Т.к. диодные ключи не позволяют разделить управляющую и
управляемую цепь (что часто требуется на практике), то в этих случаях
используют транзисторные ключи.
Ключом принято называть нелинейный элемент, осуществляющий
включение и выключение цепи нагрузки под воздействием управляющих
сигналов.
Uпит
Iк
Rб
U1
U0
Rк
VT
U вх
Сн Uкэ = Uвых
Iб
Рис. 4 – Схема простейшего ключа на базе БТ
U1
U0

9.

Управляемой является коллекторная цепь с источником
питания Uпит и нагрузкой в виде резистора Rк.
В управляющей (базовой) цепи включен источник
управляющего напряжения Uвх и резистор Rб.
В зависимости от величины управляющего сигнала Uвх,
(принимающей значения U0 или U1-рис.4), задающего базовый
ток транзистора Iб, ключ может находиться:
• в закрытом (входного сигнала нет: Uвх = U0 - оба перехода
транзистора смещены в обратном направлении, транзистор
находится в режиме отсечки (ключа), напряжение на выходе
ключа близко к Uпит);
• в открытом (Uвх = U1 - оба перехода транзистора смещены в
прямом направлении, транзистор находится в режиме
насыщения (открывается), напряжение на выходе ключа близко к
нулю.
Ключ представляет собой простейший логический элемент
НЕ - инвертор.