Если вх. хар-ка снимается при каком-то значении обратного коллекторного U |Uкэ| > |Uбэ|, то на коллекторный переход подается обратное U. В этом случае I коллектора меняет свое направление, I эмиттера замыкается через цепь коллектора, и I базы является суммой двух противоположно направленных составляющих, рекомбинационной и тока I’к0.
При Uбэ=0 рекомбинационная составляющая тока базы Iэ(I-α())=0 и в цепи базы протекает только ток I’к0. После того, как на эмиттерный переход подано прямое напряжение Uбэ>0, появляются эмиттерный ток и рекомбинационная составляющая тока базы по величине меньшая, чем ток I’к0. В цепи базы протекает разностный ток. При увеличении Uбэ рекомбинационная составляющая растет, разностный ток I’к0 - Iэ(I-α()) уменьшается, и при Iэ(I-α())=I’к0 ток базы равен нулю. При дальнейшем увеличении Uбэ ток базы меняет свое направление, и в цепи базы протекает разностный ток уменьшается и при Iэ(I-α())-I’к0.
При увеличении обратного U коллекторного перехода вх. хар-ки сдвигаются от начала координат вправо и вниз.
Сдвиг хар-стик вниз объясняется тем, что значения I’к0 растут при увеличении обратного напряжения коллекторного перехода т.к. расширение перехода в сторону базы уменьшает рекомбинацию, в результате чего, увеличивается коэффициент передачи эмиттерного тока α(), и значения I’к0 растут.
Сдвиг хар-стик вправо объясняется тем, что уменьшение рекомбинационной составляющей тока базы и равенство Iэ(I-α())=I’к0 достигается при больших значениях Uбэ.
15. Динамический режим работы биполярного транзистора.
При работе транзистора с нагрузкой имеет место взаимное влияние друг на друга токов Iэ, Iк, Iб. Этот режим носит название динамического, а его характеристики – динамических.
Рассмотрим динамический режим транзистора, работающего по схеме с ОЭ (рис.1).
рис. 1.
При работе транзистора совместно с нагрузкой Rн, включенной в цепь коллектора, напряжение источника питания Ек распределяется между нагрузкой и переходом коллектор-эмиттер (Uкэ): Ек=Uкэ+Iк·Rн, поэтому ток коллектора изменяется по линейному закону в соответствии с выражением Iк=(Ек-Uкэ)/Rн. Графическая зависимость Iк=f (Uкэ) представляет собой прямую линию, которая называется нагрузочной прямой. Для исследования свойств транзистора нагрузочную кривую наносят на семейство выходных характеристик (рис.2). Точка пересечения нагрузочной прямой с осью токов совпадает с точкой, для которой удовлетворяется условие Iк·Rн=Ек.
рис. 2.
17. Т-образная схема биполярного тр-ра.
Параметры Z, У и Н наз-ся внешними параметрами, так как кроме свойств самого транзистора они зависят еще и от схемы включения (ОБ, ОЭ и ОК). Поэтому иногда более удобно при расчетах использовать схемы замещения.
Тр-р в этом случае представляется эквивалентной схемой, состоящей из определенного кол-ва электрических элементов (сопротивления, индуктивности, емкости и т.д.). Однако одними пассивными элементами нельзя описать усилительные свойства тр-ра. Поэтому в эквивалентную схему вводится еще генератор ЭДС или тока.
Т-образную эквивалентную схему замещения легко получить из уравнений четырехполюсника для Z-параметров на низких частотах. Заменив в уравнениях:
Uвх=r11Iвх+r12Iвых; Uвых=r21Iвх+r22Iвых.
Uвх и Iвх через U1 и I1, а Uвых и Iвых соответственно через U2 и I2, будем иметь:
U1=r11I1+r12I2; U2=r21I1+r22I2.
Прибавив и отняв во втором уравнении r21I1, что не изменит равенства и, выполнив несложные преобразования, получим:
U1=r11I1+r12I2; U2=r21I1+r22I2+(r21-r12)·I1.
Первое уравнение и два первых члена второго уравнения являются уравнениями пассивного четырехполюсника. Т-образная схема замещения для него имеет вид, показанный на рис. 1.а.
рис. 1. Т-образная схема транзистора.
Усилительные свойства тр-ра определяются последним членом второго равенства EГ=(r21-r12)·I1. Величина этого ЭДС пропорциональна вх. току и не зависит от свойств внешн. цепи.
Эквив-ная схема с учетом последнего члена второго равенства представлена на рис. 1.b.
Иногда вместо генератора ЭДС в эквивалентную схему включают генератор тока. Несомненно, что создаваемый генератором ток также должен быть пропорционален току I1: IГ=a·I1, где a – коэфф. пропорциональности.
Эквивалентная схема с генератором тока показана на рис. 1.c.
Так как действия генератора тока и генератора напряжения равноценны, можно определить коэфф. a из схем рис. 1.b и 1.c при холостом ходе на выходе. Условие эквивалентности этих генераторов заключается в том, что падение напряж., создаваемого генератором тока на сопротивлении (r21-r12) (рис. 1.c), должно быть равно ЭДС генератора схемы на рис. 1.b:
(r21-r12)·I1=a·(r22-r12)·I1,
отсюда a=(r21-r12)/(r22-r12).
20. Основные параметры биполярных транзисторов.
Приводимые в справочниках параметры транзисторов делятся на электрические и предельные эксплуатационные.
К электрическим параметрам относятся:
граничная частота fГр при заданных напряжении Uкэ и токе эмиттера;
статический коэффициент передачи тока в схеме ОЭ h21Э при заданных напряжении Uкэ и Iэ;
обратные токи переходов Iкб0, Iэб0 при заданных обратных напряжениях соответственно Uкб и Uэб;
обратный ток коллекторного перехода IкэR при заданных напряжении Uкэ и сопротивлении Rбэ резистора, включенного между базой и эмиттером;
емкости переходов Сэ, Ск при заданных обратных напряжениях (емкость Сэ часто приводится также при Uбэ=0).
Корме перечисленных выше общих электрических параметров в зависимости от назначения транзистора указывают ряд специфических параметров.
Для усилительных и генераторных транзисторов помимо граничной частоты обычно приводятся постоянная времени цепи обратной связи τк при заданных напряжении Uкб, токе Iэ и частоте f, а также максимальная частота генерации fmax при заданных напряжении Uкб, токе Iэ.
Зная значение τк, можно оценить коэффициент обратной связи |h21Э( f )|=2 π f τк.
Для переключающих и импульсных транзисторов указывают напряжения в режиме насыщения Uбэ нас, и Uкэ нас, и время рассасывания tрас, при заданных токах Iк нас, и IБ.
ü Под током IБ надо понимать включающий ток базы IБ1. Запирающий ток IБ2, если он не указан особо, равен току IБ1.
Для СВЧ-транзисторов часто указывают коэффициент усиления мощности КР на заданной частоте, а также индуктивности и емкости выводов.
Предельные эксплуатационные параметры – это максимально допустимые значения напряжений, токов, мощности и температуры, при которых гарантируются работоспособность транзистора и значения его электрических параметров в пределах норм технических условий. К предельным эксплуатационным параметрам относятся:
максимально допустимые обратные напряжения на переходах Uкб max, Uэб max, максимально допустимое напряжение Uкэ max в схеме ОЭ при заданном сопротивлении Rбэ внешнего резистора, подключенного между базой и эмиттером;
максимально допустимая рассеиваемая мощность Pmax;
максимально допустимый ток коллектора Iк max;
максимально допустимая температура корпуса TКmax.
Помимо этого указывается диапазон рабочих температур.
21. Тиристоры.
Тиристорами (Т) назыв. большое семейство полупроводн. приборов, кот. обладают бистабильными характ-ками и способны переключаться из одного сост. в другое. В одном сост. Т имеет высокое R и малый I (закр., или выключ. состояние), в другом – низкое R и большой I (откр., или вкл. сост.). Принцип действия Т тесно связан с принципом действия бип. транз-ра, в кот. и электроны, и дырки участвуют в механизме проводимости. Название «тиристор» произошло от слова «тиратрон», поскольку электрические хар-ки обоих приборов во многом аналогичны.
Благодаря наличию двух устойчивых состояний и низкой мощности рассеяния в этих состояниях Т обладают уникальными полезными св-вами, позволяющими использовать их для решения широкого диапазона задач (от регулирования мощности в домашних бытовых электроприборах до переключения и преобразования энергии в высоковольтных линиях электропередачи). В настоящее время созданы Т, работающие при I от нескольких mA до 5000А и выше и при напряжениях, превышающих 10000В.
Параметры тиристора:
Напряж. включения Uвкл – это прямое анодное U, при котором Т переходит из закр. в откр. состояние при разомкнутом управляющем выводе.
Ток включ. Iвкл – это такое значение прямого анодного I ч/з Т, выше которого Т переключ-ся в откр. сост. при разомкнутой цепи управляющего вывода.
Отпирающий ток управления Iу.вкл – наименьший I в цепи управляющего вывода, кот. обеспечивает переключение Т в откр. сост. при данном U на Т.
Время задержки tз – время, в течение кот. анодный I через Т возрастает до величины 0,1 установившегося значения с момента подачи на тир-р управляющего импульса.
Время включения tвкл – время, в течение кот. I ч/з Т возрастает до 0,9 установившегося значения с момента подачи на Т управляющего импульса.
Остаточное напряжение Uпр – значение напряж. на Т, находящемся в откр. сост., при прохожд. ч/з него максимально допустимого I. Uпр обычно не превышает 2В.
Ток выключения Iвыкл – значение прямого I ч/з Т при разомкнутой цепи управления, ниже кот. тир-р выключается.
Время выключения tвыкл – время от момента перемены I, проходящего ч/з Т, с прямого на обратный до момента, когда Т полностью восстановит запирающую способность в прямом направлении.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
