43 Устройство биполярного плоскостного транзистора
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
PAGE 2
Биполярный транзистор и его применение. ОК-43
- Устройство биполярного плоскостного транзистора.
- Изобретен в 1948 г американскими учеными У. Шокли, У. Браттейном, и Дж. Бардиным. 1956 г получили Нобелевскую премию по физике. Слово “транзистор” происходит от английских слов”transfer” –преобразователь и “resistor”- сопротивление.
|
Транзистор р – n – р типа.
Эмиттер база коллектор
|
- 1 – кристалл кремния(германия) проводимостью n –типа(база) площадью 2-4 мм2 и толщиной 0,1 мм.
- 2 – слой индия(р –типа) эмиттер.
- 3 – слой индия(р-типа) коллектор.
- Диаметр коллектора примерно в 2 раза больше диаметра эмиттера.
- Толщина базы около 10 мкм и концентрация свободных электронов значительно меньше концентрации дырок в эмиттере и коллекторе.
|
- условное обозначение транзистора
р – n – р типа на схемах
|
- условное обозначение транзистора
n – p – n типа на схемах
|
- Принцип действия транзистора.
- При использовании транзистора в любой электронной схеме два его электрода служат для введения входного сигнала и два для выведения выходного сигнала. У транзистора только три электрода, поэтому один из них является общим для входной и выходной цепи.
- Существуют три способа включения транзистора: с общей базой; с общим эмиттером ; с общим коллектором.
- Транзистор может работать в импульсном режиме(режим отсечки) и усилительном(активном) режиме
1. Принцип действия транзистора р – n – р типа в схеме с общей базой в активном режиме.
В активном режиме в цепь эмиттер – база включают источник слабого входного переменного сигнала.
|
р n р
Iэ Iк
Uвход Uвыход
Iб R
+ - + -
о х
|
- Эмиттерный переход (эмиттер – база) включен в прямом направлении.
- Коллекторный переход( коллектор – база) включен в обратном направлении.
- Сопротивление R в цепи коллектора не влияет на силу коллекторного тока и это сопротивление можно сделать достаточно большим(обычно несколько кОм).
- Незначительные колебания входного напряжения вызывают значительные колебания эмиттерного и коллекторного токов.
- На резисторе R возникают колебания напряжения , которые могут в десятки тысяч раз превышать колебания входного напряжения. Происходит усиление напряжения и мощности выходного сигнала!
|
- При увеличении прямого входного напряжения уменьшается потенциальный барьер(уменьшается толщина запирающего слоя) эмиттерного перехода и дырки из эмиттера проникают в базу, создавая эмиттерный ток.
- Поскольку толщина базы очень мала и число электронов незначительно, попавшие в базу дырки почти не рекомбинируют с электронами и свободно “скатываются” в коллектор, создавая коллекторный ток.(Коллекторный переход закрыт для основных носителей базы - электронов. Дырки для базы– неосновные носители зарядов).
- Небольшая часть дырок рекомбинирует с электронами, создавая небольшой ток базы.
- Сила тока в цепи коллектора практически равна силе тока в цепи эмиттера, т.к. 99,9% дырок из базы переходят в коллектор!
2. Принцип действия транзистора р – n – р типа в импульсном режиме..
р n р
Iэ Iк Iк
+
Iб _ _____ _ _
+
_ +
- _ Iб
Iэ
+ -
- Если на базе относительно эмиттера отрицательный потенциал, высота потенциального барьера эмиттерного перехода уменьшается. Дырки из эмиттера переходят в базу и далее в коллектор. Транзистор открыт. Через лампу идет ток.
- Если поменять полярность источника тока в цепи эмиттера, то на базе относительно эмиттера будет положительный потенциал. Высота потенциального барьера эмиттерного перехода увеличивается. Транзистор закрыт. Ток через лампу не идет.
- Использование двух источников не всегда целесообразно. Поэтому базовые и коллекторные цепи основной массы электронных конструкций питаются от одного источника, расположенного в коллекторной цепи. Напряжение на базу подается через базовый резистор!
|
Rб
- -
+ +
|
Внимание! В транзисторе n – p – n типа электрический ток создается электронами. Из эмиттера электроны инжектируются(вводятся) в базу. Откуда они скатываются в коллектор. В схемах изменяется полярность подключения источников тока на противоположную по сравнению с транзистором р – n – р типа
III. Применение транзисторов.
- Широкое применение в современной научной, промышленной и бытовой технике.
- Транзисторы используют для усиления и генерации электрических колебаний.
- Преимущества транзисторов по сравнению с радиолампами: потребляют меньшую мощность, высокий КПД, низкие напряжения, малые размеры.
- Недостаток: большая чувствительность к повышению температуры.