Биполярные транзисторы (лекция 4)

Содержание

Слайд 2

Содержание лекции

Определение биполярного транзистора
Режимы работы
Схемы включения БТ

Содержание лекции Определение биполярного транзистора Режимы работы Схемы включения БТ

Слайд 3

р-п переход без внешнего напряжения

р-п переход без внешнего напряжения

Слайд 4

Прямое включение р-п перехода

Прямое включение р-п перехода

Слайд 5

Обратное включение р-п перехода

При включении p-n перехода в обратном направлении внешнее обратное

Обратное включение р-п перехода При включении p-n перехода в обратном направлении внешнее
напряжение Uобр создает электрическое поле, совпадающее по направлению диффузионным, что приводит к росту потенциального барьера на величину Uобр . Это сопровождается увеличением ширины запирающего слоя,

Слайд 6

Инжекция и экстракция

Процесс введения носителей зарядов через р-п переход при понижении потенциального

Инжекция и экстракция Процесс введения носителей зарядов через р-п переход при понижении
барьера в область, где эти носители являются неосновными называется инжекцией

Процесс отвода неосновных носителей заряда в смежную область через р-п переход, когда на него подано обратное напряжение, называется экстракцией.

Слайд 7

Биполярные транзисторы

Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор с двумя р-п переходами и

Биполярные транзисторы Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор с двумя р-п переходами
тремя выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда.

Слайд 8

Эмиттер − область, сильно легированная носителями, из этой области носители должны быть

Эмиттер − область, сильно легированная носителями, из этой области носители должны быть
инжектированы в соседнюю область − базу.
База − область в поперечном сечении, гораздо меньшая, чем две другие и, кроме того, очень слабо легированная носителями.
Коллектор − область, куда должны быть втянуты носители из базы, впрыснутые туда из эмиттера (явление экстракции). Коллектор легируется носителями гораздо слабее, чем эмиттер.

Переход между базой и эмиттером называется эмиттерным (ЭП), а между базой и коллектором − коллекторным (КП). Каждый из переходов может быть включен либо в прямом, либо в обратном направлении, то есть переходы равноправны и режим работы транзистора будет зависеть от способа его включения. В соответствии с этим различают четыре способа включения или четыре режима работы транзистора.

Слайд 10

Активный режим

. Активный (или режим усиления) − нормальное включение, при котором на

Активный режим . Активный (или режим усиления) − нормальное включение, при котором
эмиттерный переход подается прямое напряжение, а на коллекторный − обратное. В активном режиме коэффициент передачи тока эмиттера .

Слайд 11

Инверсный режим

2. Инверсный ( На эмиттерный переход подается обратное напряжение, а на

Инверсный режим 2. Инверсный ( На эмиттерный переход подается обратное напряжение, а
коллекторный − прямое. В этом режиме коэффициент передачи тока коллектора заметно меньше коэффициента передачи тока эмиттера при нормальном включении

Слайд 12

Режим насыщения

Режим насыщения На обоих переходах действуют прямые напряжения, и таким образом

Режим насыщения Режим насыщения На обоих переходах действуют прямые напряжения, и таким
транзистор работает в режиме двойной инжекции (в базу поступают носители и из эмиттера, и из коллектора).

Слайд 13

Режим отсечки

Режим отсечки На обоих переходах действуют обратные напряжения, транзистор заперт и

Режим отсечки Режим отсечки На обоих переходах действуют обратные напряжения, транзистор заперт
через переходы текут лишь токи неосновных носителей.

Слайд 14

Наиболее распространенным является активный режим

Наиболее распространенным является активный режим когда на

Наиболее распространенным является активный режим Наиболее распространенным является активный режим когда на
эмиттерный переход подается прямое, а на коллекторный − обратное напряжения. При этом через переходы текут примерно одинаковые токи, но эмиттерный ток течет через прямосмещенный переход с малым сопротивлением и под действием малого напряжения (доли вольта),
а коллекторный ток − через обратносмещенный переход с большим сопротивлением и под действием большого напряжения (десятки, сотни вольт). Этот факт и создает принципиальную возможность использования транзистора в качестве усилителя электрических колебаний (преобразователя мощности).

Слайд 15

Схемы включения биполярных транзисторов

Существует три схемы включения биполярных транзисторов:
с общей базой

Схемы включения биполярных транзисторов Существует три схемы включения биполярных транзисторов: с общей
(ОБ), с общим эмиттером (ОЭ), с общим коллектором (ОК). Электрод, который будет общим для входной и выходной цепей усилителя, определяет название схемы включения транзистора.
В схеме включения транзистора с ОБ (рис. 2.4, а) входным током будет ток эмиттера, а выходным − ток коллектора, следовательно, усиления тока в такой схеме не происходит. Передача тока эмиттера в цепь коллектора оценивается статическим коэффициентом передачи тока эмиттера «α»:

Слайд 16

Схема с общей базой

В схеме включения транзистора с ОБ входным током будет

Схема с общей базой В схеме включения транзистора с ОБ входным током
ток эмиттера, а выходным − ток коллектора, следовательно, усиления тока в такой схеме не происходит.

Слайд 17

Схема с общим эмиттером

Схемы включения транзистора с ОЭ и с ОК −

Схема с общим эмиттером Схемы включения транзистора с ОЭ и с ОК
это схемы с базовым управлением: выходной ток следует за всеми изменениями входного базового тока. В схеме с ОЭ выходным током является ток коллектора, а в схеме с ОК − ток эмиттера. Во всех схемах включения (ОБ, ОЭ, ОК) источники постоянного напряжения обеспечивают режимы работы транзисторов по постоянному току , то есть необходимые начальные значения напряжений и токов.

Слайд 18

Схема с общим коллектором

При отсутствии на входе источников переменного сигнала режим, в

Схема с общим коллектором При отсутствии на входе источников переменного сигнала режим,
котором находится транзистор, принято называть режимом покоя, а токи и напряжения − параметрами покоя ( токи покоя, напряжения покоя).
Усилительные свойства транзистора по току в схемах с ОЭ и с ОК оцениваются с помощью интегрального коэффициента передачи тока базы β :

Слайд 19

Подведение итогов занятия Контрольные вопросы:
1. В каком направлении включается эмиттерный переход биполярного транзистора

Подведение итогов занятия Контрольные вопросы: 1. В каком направлении включается эмиттерный переход
в усилительном режиме?
А) эммитерный - в обратном коллекторный - в прямом.
В) эммитерный - в прямом коллекторный - в обратном.
С) оба перехода в прямом.
Д) оба перехода в обратном.

2. Что называют эмиттером?
А) область, основными носителями которой являются "+" ионы.
В) крайняя область, примыкающая к n -р переходу, включаемому в прямом направлении, являющаяся источником носителей тока.
С) область основными носителями, которой являются "-" ионы.
Д) область, примыкающая к n -р переходу, включаемому в обратном направлении.

3. Какое включение р – n перехода называются прямым ?
А) «-» источника к Р области, «+» - к n области
В) «+» источника к Р, а «-» - к n области
С) «-» к Р, «+» - к n области
Д) «-» к Р, «-» к n области