Биполярные транзисторы презентация

Общие сведения. Транзистор- полупроводниковый прибор с двумя электронно-дырочными переходами, предназначенный для усиления и генерирования электрических сигналов. Используются оба типа носителей : Основные. Неосновные. Поэтому его называют биполярным. Биполярный транзистор состоит из трех областей монокристаллического полупроводника с разным типом проводимости: эмиттера, базы и коллектора. Переход, который образуется на границе эмиттер-база, называется эмиттерным, а на границе база-коллектор - коллекторным. В зависимости от типа проводимости крайних слоев различают транзисторы p-n-р и n-р-n

Обозначения транзистора

Схематическое изображение транзистора типа p-n-p:

База (Б) -область транзистора, расположенная между переходами. Примыкающие к базе области чаще всего делают неодинаковыми. База (Б) -область транзистора, расположенная между переходами. Примыкающие к базе области чаще всего делают неодинаковыми. Одну изготовляют так, чтобы из неё эффективно происходила инжекция в базу, а другую - так, чтобы соответствующий переход наилучшим образом осуществлял экстракцию инжектированных носителей из базы. Эмиттер (Э)- область транзистора, основным назначением которой является инжекция носителей в базу, а соответствующий переход эмиттерным. Коллектор (К)- область, основным назначением которой является экстракцией носителей из базы, а переход коллекторным.

Каждый из переходов транзистора можно включить либо в прямом, либо в обратном направлении. В зависимости от этого различают три режима работы транзистора: Каждый из переходов транзистора можно включить либо в прямом, либо в обратном направлении. В зависимости от этого различают три режима работы транзистора: Режим отсечки - оба p-n перехода закрыты, при этом через транзистор обычно идёт равнительно небольшой ток; Режим насыщения - оба p-n перехода открыты; Активный режим - один из p-n переходов открыт, а другой закрыт. В режиме отсечки и режиме насыщения управление транзистором почти отсутствует. В активном режиме такое управление осуществляется наиболее эффективно

Если на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном переходе – обратное, то включение транзистора считают нормальным, при противоположной полярности – инверсным. Если на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном переходе – обратное, то включение транзистора считают нормальным, при противоположной полярности – инверсным. По характеру движения носителей тока в базе различают диффузионные и дрейфовые биполярные транзисторы. Если при отсутствии токов в базе существует электрическое поле, которое способствует движению неосновных носителей заряда от эмиттера к коллектору, то транзистор называют дрейфовым, если же поле в базе отсутствует – бездрейфовым (диффузионным).

в БТ реализуются четыре физических процесса: в БТ реализуются четыре физических процесса: - инжекция из эмиттера в базу; - диффузия через базу; - рекомбинация в базе; - экстракция из базы в коллектор.

Режим отсечки

Режим насыщения

Активный режим

Закон распределения инжектированных дырок рn(х) по базе .

Процесс переноса инжектированных носителей через базу – диффузионный. Процесс переноса инжектированных носителей через базу – диффузионный. Характерное расстояние, на которое неравновесные носители распространяются от области возмущения, – диффузионная длина Lp. Чтобы инжектированные носители достигли коллекторного перехода, длина базы W должна быть меньше диффузионной длины Lp. Условие W < Lp является необходимым для реализации транзисторного эффекта – управления током во вторичной цепи через изменение тока в первичной цепи.

Схемы включения биполярного транзистора

Схемы включения биполярного транзистора

Схемы включения биполярного транзистора

Сравнительная оценка схем включения биполярных транзисторов

Влияние температуры на характеристики транзисторов Недостаток транзисторов - зависимость их характеристик от изменения температуры При повышении температуры увеличивается электропроводность полупроводников и токи в них возрастают. Возрастает обратный ток p-n перехода(начальный ток коллектора). Это приводит к изменению характеристик p-n перехода. Схемы с общей базой и общим эмиттером имеют различные значения обратного тока Iкбо. С увеличением температуры T обратные токи возрастают, но соотношение между ними остается постоянным.

Влияние температуры на характеристики транзисторов Температурные изменения оказывают влияние на величину коэффициентов передачи тока а и B Изменение обратных токов и коэффициентов усиления приводит к смещению входных и выходных характеристик транзисторов, что может привести к нарушению его нормальной работы или схемы на его основе.

Выходная и входная характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером при различных температурах:

Классификация транзисторов Транзисторы классифицируются по допустимой мощности рассеивания и по частоте. Транзисторы по величине мощности, рассеиваемой коллектором, делятся на транзисторы малой (Рк ЗООО мВт), средней (Рк 1,5 Вт) и большой (Рк 1,5 Вт) мощности. По значению предельной частоты, на которой могут работать транзисторы, их делят на низкочастотные (З МГц), среднечастотные ( ЗО МГц), высокочастотные ( 300 МГц) и сверхвысокочастотные ( > ЗООМГц). Низкочастотные маломощные транзисторы обычно изготавливают методом сплавления, поэтому их называют сплавными.