Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [ 63 ] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

величиной тока базы: чем больше ток базы (входной ток), тем больше ток коллектора. При некотором значен1;и тока базы /бннс =/б-i коллекторный ток достигает максимальной (для данных и RJ величины /кmax- Такая величина коллекторного тока соответствует рабочей точке А на рис. 10.21, й. При дальнейшем увеличении тока базы ток коллектора практически остается неизменным. Поэтому/кm.ix получил название тока насыщения и обозначается /к иас- Величина тока



Рис; 10.21. Графическое пояс!1Сние работы транзистора в ключевом режиме:

/ - режим огсечкл; п - активный режим; / - режлм насыщения.

насыщения открытого транзистора может быть найдена по формуле

/кн.. = 4. (10.48)

Току насыщения коллектора соответствует величина насыщающего тока базы, равная

/б нас = -а- = (10.49)

где р - коэффициент усиления транзистора по току.

Из рис. 10.21, а видно, что в области насыщения (вблизи точки А) напряжения между коллектором и эмиттером, как и напряжения между любыми другими выводами транзистора, близки к нулю.

На рис. 10.21, 6 показана зависимость тока коллектора от тока базы /б- Из этого рисунка видно, что характеристика /к = f (б) и:eeт изломы на границах области запирания (отсечки) и насыщения. Это способствует более четкой работе переключающего устройства. Следует, однако, иметь в виду, что при переходе транзистора из одного устойчивого состояния в другое возможны переходные процессы, искажающие форму импульсных токов и напряжений в цепях транзистора. На рис. 10.22 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие характер изменения коллекторного тока под воздействием импульсного входного сигнала прямоугольной формы 140].

Рис. 10.22. К пояснению переходных процессов при работе транзистора в режиме ключа.



Пусть в момент времени t = О на вход транзистора подан импульс напряления UiiX к"Орый вызвал соответствующее скачкообразное изменение тока эмиттера (рис. 10.22, а) 1. Еслибы для всех носителей заряда в базе траектории и скорости были одинаковы, тс к-оллекторный ток через некоторое время задержки, равное времени пролета тр 1юсителей через базу, идеально воспроизвел бы форму тока эмиттера. Однако, как уже известно из параграфа 10.8, траектории и скорости движения носителей в базе различны. Поэтому одновременно инжектированные эмиттером носители заряда доходят до коллектора в разные моменты времени, что приводит к искажению переднего фронта импульса тока коллектора (рис. 10.22, б) . В установившемся режиме, когда ток коллектора равен току насыщения кнас транзистора имеется некоторая избыточная (по сравнению с равновесной) конценг рация дырок и электронов. В момент окончания импульса тока /д концентрация неосновных HOCHTCvTefl в базе уменьшается. Часть из них уходит через коллекторный перехо.т, затягивая спад импульса тока коллектора и «размывая» его задний фронт, остальные рекомбинируют с основными носителями базы.

Качество транзисторного ключа прежде всего определяется скоростью переключения, т. е. временем его перехода нз одного состояния в другое. Чем выше частот-нью свойства транзистора, тем выше его быстродействие и тем лучше он работает в ключевом режиме.

10.10. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРОВ

Транзистор, как и любой другой электронный прибор, характеризуется рядом эксплуатационных параметров, предельные значения которых указывают на возможности практического применения того или иного транзистора. К числу таких параметров относятся:

Максимально допустимая мои{ность Рктах, рассеиваемая коллектором,- преврагцающаяся в тепло лющность тока коллектора, бесполезно расходуемая на нагревание транзистора. В общем случае мощность, рассеиваемая транзистором, складывается из мощностей, рассеиваемых каждым р - п-переходом:

Однако в усилительном режиме у плоскостных транзисторов

/Э?/ЭБ</ККБ. Поэтому РРк~-ККБ.

При недостаточном теплоотводе разогрев коллекторного перехода может привести к резкому увеличению тока /к;. Это в свою очередь приводит к возрастанию мощности, рассеиваемой на коллекторе, и к еще большему нагреву коллекторного перехода. Процесс приобретает лавинообразный характер, и транзистор необратимо выходит из строя. Следует учитывать также, что при повышении температуры окружающей среды предельно допустимая мощность Рк шах уменьшается. Поэтому необходимо тщательно следить за режимом работы транзисторов, исключая внешний нагрев прибора, особенно работающего прн повышенных мощностях.

На рис. 10.22 импульс входного напряжения не показан. Для транзисторов типа р - п-р этот импульс имеет отрицательную полярность, для транзисторов п - р - п - положительную.

рис. 10.22, б переднему фронту импульса тока коллектора соответствует время /ф, за которое ток нарастает до 0,9/ j; заднему фронту импульса соответствует время гф. в течение которого ток спадает до 0,l/i



Максимально допустимый ток коллектора /к max ограничивается максимально допустимой мощностью, рассеиваемой коллектором. Превышение предельного значения тока коллектора приводит к тепловому пробою коллекторного перехода и выходу транзистора из строя.

Максимально допустимое напряжение Mcoicdy коллектором и общим электродом транзистора (f/кэтахили /УкБтах)-Эго напряженг:е определяется величи]]ой пробивного напряжения перехода. Кроме того, оно зависит от мощности, тока коллектора и температуры окрулчзющей среды.

Из соображений надежности работы схемы не рекомендуется использовать величины токов, напряжений и мощностей выше 70% их наибольших допустимых значений. Следует, однако, отметить, что при работе в ключевом режиме значительная мощность выделяется на транзисторе только в течение перехода из открытого состояния к запертому и обратно (на активном участке характеристики). Поэтому среднее за период значение мощности, рассеиваемой в транзисторе, относительно невелико, что позволяет допускать мгновенные значе-1Н!Я токов коллектора и эмиттера в 2-3 раза больше паспортных, предельных для режима усиления значений, не опасаясь перегрева транзистора.

Предельная частота усиления по току (fa или /р) - частота, при которой коэффициент усиления по току а нли р уменьшается до 0,7 (в (/2 раз) своего значения на низких частотах.

Выше перечислены лишь наиболее важные эксплуатационные параметры транзисторов. В паспортах транзисторов и справочниках указывается ряд других параметров: максимально допустимый ток базы, обратный ток эмцттера, максимально допустимый импульсный ток коллектора, напряжение насыщения коллектор - эмиттер, емкость коллекторного перехода, максимальная температура работы транзистора и т. д. [34, 36].

Ю.И. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Полевым транзистором называется трехэлектродный полупроводниковый прибор, в котором ток создают основные носители заряда под действием продольного электрического поля, а управление величиной тока осуществляется поперечным электрическим полем, создаваемым напряжением, приложенным к управляюшему электроду.

Все полевые транзисторы по своим конструктивным особенностям можно разделить на две группы:

1) полевые транзисторы с р - п-переходами (канальные, или уни-гюляриые, транзисторы);

2) полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП- или МОП-транзисторы)-

На рис. 10.23 приведены схематическое изобрал\ение конструкции полевого транзистора с р - «-переходами и схема его включения. Тонкий слой полупроводника типа п (или р), ограниченный с двух сторон электроино-дырочными переходами, называется каналом. Прнн-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [ 63 ] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.0009