БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тамбовский государственный технический университет

УТВЕРЖДАЮ

 

Зав. Кафедрой Э и А

 

В. Ф. Калинин

« » 20 г.

 

 

«Информационно – измерительная техника и электроника»

 

 

Тема №1 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

 

Лекция №3

Тема лекции:

 

БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

 

 

Цель лекции: ознакомиться с особенностями конструкции и принципом действия полупроводниковых биполярных транзисторов, их характеристиками и стандартными схемами включения.

 

В результате проведения лекции и лабораторной работы слушатель должен знать конструктивные особенности, основные характеристики и принцип действия биполярного и полевых транзисторов, и схемы включения: с общим эмиттером, общим коллектором, общей базой – для биполярных транзисторов; с общим истоком и общим стоком – для полевых транзисторов.

 

Содержание

(Программные вопросы лекции)

Введение.

1. Устройство и принцип действия биполярных транзисторов.

2. Режимы работы и схемы включения биполярных транзисторов.

3. Физические процессы в биполярном транзисторе при его работе в активном режиме.

4. Коэффициенты передачи токов в схемах с ОБ и ОЭ.

5. Частотные характеристики биполярных транзисторов

Заключение.

 

Учебно-материальное обеспечение

 

Литература для самостоятельной работы: ???

1. В.П.Попов Основы теории цепей. –М.: Высшая школа.2000, (с.6-7).

2. Г.И. Атабеков. Теоретические основы электротехники. Ч.1. – М.: Энергия, 1978, (с.14-18).

 

 

Тема лекции: БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

 

Введение.

На предыдущей лекции мы рассмотрели конструкцию и принцип действия полупроводниковых диодов специальных типов – стабилитрона, варикапа и фотодиода. Так же познакомились с конструкцией полупроводникового прибора с тремя p-n переходами – тиристором. Рассмотрели работу схемы двухполупериодного выпрямителя с диодным мостом.

На сегодняшней лекции...

 

Устройство и принцип действия биполярных транзисторов

По своей структуре БТ бывают 2-х типов: - р-n-р структуры (транзисторы прямой проводимости); - n-р-n структуры (транзисторы обратной проводимости).

Режимы работы и схемы включения биполярных транзисторов

При подключении внешних источников каждый из переходов (ЭП и КП) может быть смещен либо в прямом, либо в обратном направлении.     Различают 4 режима работы транзистора:

Физические процессы в БТ при его работе в активном режиме

1. Структура транзистора: р-n-р . 2. Режимы работы транзистора: АР (т.е. UЭБ > 0; UКБ < 0). 3. Эмиттер легирован сильнее, чем база ( NаЭ >>NdБ).

Коэффициенты передачи токов в схемах с ОБ и ОЭ

Для определения выражений для коэффициентов передачи токов в схемах с общей базой и общим эмиттером рассмотрим составляющие всех токов, протекающих в биполярном транзисторе при его работе в активном режиме.

Схема с ОБ

Представим I_к в следующем виде:

I_К = a I_Э + I_{КБ0 ,} (1)

где a - коэффициент передачи тока эмиттера в схеме с ОБ.

a = g×d×М ,

где g = I_Эp / I_Э - коэффициент инжекции (g = 0,95…0,99),

d = I_Кp / I_Эp – коэффициент переноса (d = 0,95…0,99),

М – коэффициент размножения носителей (при U_КБ < U_КБпрб ® М=1)

Примерные значения: a = 0,9…0,99.

Выражение (1) является основным уравнением для биполярных транзисторов, включенных по схеме с ОБ, так как оно определяет зависимость выходного тока (I_К) от входного тока (I_Э) _.

Схема с ОЭ

Представим (1) в следующем виде: I_К = a (I_К + I_Б) + I_КБ0 ®

I_К (1-a) = a I_Б + I_КБ0 ® I_КБ0.

Обозначим: ,

где b - коэффициент усиления тока базы в схеме с ОЭ.

Подставим b в выражение для Iк:

I_К = b I_Б +

Обозначим I_КЭ0 = (1+b) I_КБ0 и получим:

I_К = b I_Б + I_КЭ0 (2)

Примерные значения: b = 10…100

Выражение (2) является основным уравнением для биполярных транзисторов, включенных по схеме с ОЭ, так как оно определяет зависимость выходного тока (I_К) от входного тока (I_Б) _.

Частотные характеристики биполярных транзисторов

  Частотная характеристика БТ в схеме с ОЭ

Распределение носителей заряда в базе при

Различных режимах работы транзистора

    Активный режим 1. UЭБ = 0 ; UКБ = 0 - равновесное состояние. 2. UЭБ > 0 ; UКБ = 0 – граничный режим работы между АР и РН.