Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Принцип работы БТ

Основные параметры оптронов | Группа параметров - выходные | По электрическим характеристикам и областям применения | По конструктивному исполнению | По технологии изготовления | Обозначение транзисторов |


Читайте также:
  1. D. Принципи виваженості харчування та поступового розширення обсягу харчових предметів, що споживаються
  2. I. ЗАДАНИЯ ДЛЯ АУДИТОРНОЙ РАБОТЫ
  3. I. Итоговая государственная аттестация включает защиту бакалаврской выпускной квалификационной работы
  4. I. Цель работы
  5. I. Цель работы
  6. I. Цель работы
  7. I. Цель работы.

Активный режим (для примера)

Рис. 8.6 Принцип работы транзистора. Включение транзистора по схеме с общей базой.

 

В активном режиме (существуют и другие режимы), к эмиттерному

p-n переходу при­кладывается напряжение Еэ в прямом (пропускном) направлении, а к коллек­торному p-n переходу прикладывается напряжение Ек в обратном направлении.

При этом Ек» Еэ (рис. 8.6).

 

  1. При замыкании ключа К1

к эмиттеру приложен +ЕЭ; к, базе – Еэ, к участку эмиттер-база при­ложено напряжение в прямом направлении. Через эмиттерный переход пойдет прямой ток, создаваемый направлен­ным движением основных носителей заряда: инжекция дырок из эмиттера(в базе они станут неосновными) и электронов из базы (в эмиттере они станут неосновными).


Рис. 8.7 Принцип работы транзистора, б-э переход в прямом включении.

 

  1. Если разомкнуть К1, а К2 замкнуть,

к коллектору приложен – ЕК; к базе + ЕК, переход закрыт и в цепи пойдет незначительный обратный ток Iкo (неосновных носителей).

 

Рис. 8.8 Принцип работы транзистора, б-к переход в обратном включении.

 

  1. Если замкнуть все ключи,

это основной (активный) режим работы транзистора.

 

К участку эмиттер-база при­ложено напряжение в прямом направлении. Через эмиттерный переход проходит прямой ток, обуслов­ленный перемещением дырок из эмиттера в базу и электронов из базы в эмиттер.

 

Рис. 8.9 Принцип работы транзистора, токи

 

Т.к. кон­центрация носителей заряда в базе много меньше, чем в эмиттере, то количество дырок, проходящих в базу, намного превышает количество электронов, движущихся в противоположном направлении.

Для p-n-p транзистора эмиттерный ток равен:

IЭ = IPЭ +InЭ (8.3)

 

g = IPЭ/ IЭ = IPЭ/ (IPЭ +InЭ) = 1/(1+ InЭ/IPЭ) (8.4)

 

где g - коэффициент инжекции эмиттерного перехода.

IPЭ, InЭ - диффузионные токи основных носителей открытого базо-эмиттерного перехода.

Коэффициент инжекции эмиттерного перехода g показывает, какая часть эмиттерного тока состоит из заряда, инжектированного в базу.

Только инжектированные носители в эмиттер создают эффект усиления (рассмотрим ниже), поэтому желательно, чтобы коэффициент инжекции был как можно выше (обычно g > 0,99).

Поэтому почти весь ток через эмиттерный переход обусловлен дырками (для p-n-p транзистора).

 

Дырки, попав в базу, для которой они являются неосновными носителями заря­да, будут рекомбинировать с электронами.

 

Т.к процесс рекомбинация - не мгновенный, а толщина базы мала, то

почти все дырки успевают пройти через тонкий слой базы и достигнут коллекторный переход раньше, чем произойдет рекомбина­ция.

 

Подойдя к коллектору, дырки начинают испытывать действие электрического поля, созданного источником напряжения Ек.

Это поле для дырок является ус­коряющим, и поэтому они быстро втягиваются из базы в коллектор и участву­ют в создании дрейфового коллекторного тока 1К.

Не все инжектированные эмиттером носители доходят до коллектора, некоторая их часть рекомбинирует в базе:

Ipк = k IPЭ (8.5)

где k - коэффициент переноса

Коэффициент переноса (k) показывает, какая часть инжектированных носителей дошла до коллектора, не прорекомбинировав.

Коэффициент переноса зависит от времени жизни неосновных носителей в базе и ее ширины W.

Чтобы обеспечить перенос инжектированных носителей через базу транзистора необходимо, чтобы диффузионная длина была больше ширины базы транзистора

 

Lp >>W (8.6)

 

Выполнение этого условия позволяет обеспечить высокие значения коэффициента переноса (обычно k > 0,98).

Коллекторный ток состоит из тока носителей заряда, инжектированных эмиттером в базу и обратного тока неосновных носителей коллектора через коллекторный переход Iко поэтому, учитывая (8.4) и (8.5):

Iк = aIЭ +Iко (8.7)

причем a ~ Iк/IЭ при Iко ->0

тогда a = g k (8.8)

a - коэффициент передачи эмиттерного тока в коллекторную цепь.

Коэффициенты γ и κ характеризуют вклад инжекционных и рекомбинационных процессов в коллекторный ток, т.е. в работу транзистора и его характеристики.

Чем выше коэффициент передачи эмиттерного тока в коллекторную цепь (a), тем выше усиление транзистора по мощности, поэтому иногда этот коэффициент называют коэффициентом усиления транзистора в схеме с общей базой (рассмотрим ниже), т.к. g и k меньше единицы, то и a меньше единицы.

Для n-p-n транзистора можно написать соотношения, аналогичные (8.3) - (8.5), при этом изменяются только индексы, обозначающие тип носителей заряда.

Уравнения, характеризующие соотношения между токами транзистора (рис. 8.9):

Iк = Iэ - Iб,
Iк ~ Iэ + Iко (8.9)

 

Расход электронов на рекомбинацию в базе компенсируется новыми электронами, по­ступающими в базу через базовый вывод. Поток этих электронов представляет собой базовый ток, равный

 

Iб = Iэ - Iк (8. 10)

Для тока базы (Iб) можно написать, через α:

Iб = Iэ - Iк = Iэ - αIэ = Iэ(1 - α) - Iко (8.11)

 

также при Iко ->0

 

Iэ./ Iб = 1/(1 - α) >> 1 (8.12)

 

Очень малый процент дырок рекомбинирует с электронами в области базы, поэтому ток базы Iб мал, (Iб ->0) и тогда

 

Iк ~I э (8.13)


Дата добавления: 2015-07-25; просмотров: 52 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Устройство и принцип действия биполярного транзистора| Бездрейфовый транзистор

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.016 сек.)