Използването полупроводникови устройства (ППУ) е широкозпространено вдиоелектрониката. Това доведе домаляванезмеразличните устройства. Биполярният транзистор е широко използван, тъйто поради някои своирактеристики той има по-широка функционалност от обикновения полеви транзистор. За сезбере закво се използва и прикви условия, е необходимо сезгледат принципът действие, методите свързване и класификацията му.
Съдържание
Проектиране и експлоатация
Транзисторът е електронен полупроводник, който се състои от 3 електрода, единият от които е управляващ. Биполярните транзистори сезличават от полярните транзистори по това, че имат два вида носители заряд (отрицателни и положителни).
Отрицателните заряди представляват електрони, които се освобождават от външната обвивка кристалната решетка. мястото освободения електрон се образуват положителни заряди, или дупки.
Конструкцията биполярния транзистор (БТ) е сравнително проста, въпреки неговата гъвкавост. Той се състои от 3 слоя от типа проводника: емитер (E),за (B) и колектор (C).
Емитерът (оттински - "освобождаване") е вид полупроводниково съединение, чиято основна функция е вкарва заряди взата. Колекторът (натински "collector") се използва за получаване заряди от излъчвателя. Основата е контролният електрод.
Емитерният и колекторният слой почти идентични, но сезличават по степента добавените примеси за подобряванерактеристиките сензора. Добавянето примеси серича легиране. За колекторния слой (CL) допирането е слабо изразено, за увеличи колекторнотопрежение (Uk). Емитерният полупроводников слой е силно легиран, за се увеличи обратното допустимо U пробив и се подобри инжектирането носители в основния слой (увеличава коефициента пренос ток - Kt). Основният слой е леко легиран, за осигури по-голямо съпротивление (R).
Преходът междузата и излъчвателя е с по-малка площ от К-В.зликата в площта е това, което подобрява Kt. Когато печатната платка е в експлоатация, преходът K-B се включва с обратно отклонение, за се получи по-голяматаст от количеството топлина Q, която сезсейва и осигурява по-добро охлаждане кристала.
Реакцията BT зависи от дебелината основния слой (BS).зи зависимост е стойност, която се променя в съответствие с обратнопропорционална зависимост. По-малката дебелина води до по-бързабота.зи зависимост е свързана с времето за преминаване носителите заряд. В същото време обаче Ukмалява.
Между емитера и K протича голям ток,речен ток K (Ik). Между E и B протичалък ток - ток B (Ib), който се използва за управление. Когато Ib се промени, щестъпи промяна и в Ik.
Транзисторът има два p-n прехода - E-B и K-B. Когато е активен, E-B се свързва с предно отклонение, а K-B се свързва с обратно отклонение. Тъйто преходът E-B е отворен, отрицателните заряди (електрони) се вливат в B. Това е последвано отстичната им рекомбинация с дупки. Въпреки това повечето електрони достигат до K-B поради ниската степен легиране и дебелината B.
В BS електроните небазови носители заряд и електромагнитното поле им помага преодолеят прехода K-B. С увеличаването Ib отворът E-B ще сезшири и повече електрони ще преминат между E и K. Това ще доведе до значително усилване сигнала с ниска амплитуда, тъйто Ik е по-голям от Ib.
Зазберем по-лесно физическото значение биполярния транзистор, трябва го свържем сгледен пример. Трябва приемем, че водната помпа е източникът захранване, водопроводният кран е транзисторът, водата е Ik, а степента завъртане дръжката крана е Ib. За увеличитепора, трябва завъртителко крана - извършите контролно действие. От примера може се заключи, че принципът действие PP е прост.
Въпреки това при значително увеличение U в прехода К-В може възникне шокова йонизация, която доведе довинообразнозпространение заряда. Този процес, съчетан с тунелен ефект, води до електрически, а с увеличаване времето и до термичен пробив, който води до повреда печатната платка. Понякога топлинният пробивстъпва без електрически пробив в резултат значително увеличаване тока през изхода колектора.
Освен това, когато U се променя в K-B и E-B, дебелината тези слоеве се променя, ако B е тънък, възниква ефект притискане (наричан още пробив B), при който съединенията K-B и E-B свързани. В резултат това явление PP престава изпълнява функциите си.
Режимибота
Един биполярен транзистор можеботи в 4 режима:
- Активен.
- Прекъсване (PO).
- Насищане (SS).
- Бариера (RB).
Активният режим BTs може бъде нормален (NAR) и обратен (IAR).
Нормален активен режим
При този режим в прехода E-B протича U, което е директно и серичапрежение E-B (Ue-B). Този режим се счита за оптимален и се използва в повечето схеми. Преходът Е вкарва заряди в областта основата, които се движат към колектора. Последният ускорява зарядите, създавайки ефект усилване.
Обратен активен режим
В този режим преходът K-B е отворен. BTботи в обратна посока, т.е. от K се инжектират дупкови носители заряд, преминаващи през B. Те се събират от прехода E. Усилващите свойства BT слаби и BT рядко се използват в този режим.
Режимсищане
При PH и двете кръстовища отворени. Чрез свързване E-B и K-B към външни източници в права посока BT щеботи в PH. Дифузионното електромагнитно поле съединенията E и K се отслабва от електрическото поле, генерирано от външни източници. Това ще доведе домаляванериернияпацитет и до ограничаване дифузията основните носители заряд. Това ще доведе до инжектиране дупки от E и K в B. Този режим се използва главно при аналогова технология, но в някои случаи може има изключения.
Режим прекъсване
В този режим BT епълно затворен и не може провежда ток. Въпреки това в BT ималки потоци от небазови носители заряд, които създават топлинни токове слки стойности. Този режим се използва призлични видове защита от претоварване и късо съединение.
Бариерен режим
Базата БТ е свързана чрез резистор към К. Във веригата К или Е е включен резистор, който определя големината тока (I) през БТ. BR често се използва във вериги, тъйто позволява BTботи при всякаква честота и в по-голям температурен диапазон.
Електрически схеми
За правилното прилагане и свързване PDs е необходимо знаете тяхната класификация и тип. Класификация биполярните транзистори:
- Производствентериал: германий, силиций и арсенидлия.
- Характеристики изработката.
- Разсейване енергия: Ниска мощност (до 0,25 W), средна мощност (0,25-1,6 W), висока мощност (над 1,6 W).
- Предел честотата: ниска честота (до 2,7 MHz), средна честота (2,7-32 MHz), висока честота (32-310 MHz), свръхвисока честота (над 310 MHz).
- Функционално предназначение.
Функционалното предназначение BT сезделя следните видове:
- Нискочестотни усилватели с нормализиран и ненормализиран коефициент шум (NNNFS).
- Високочестотни усилватели с ниско съотношение шума (LNNKNSH).
- Свръхвисокочестотен усилвател с NiNNSCh.
- Усилвател за високопрежение с висока мощност.
- Високочестотен и свръхвисокочестотен генератор
- Нискоенергийни и високоенергийни комутационни усилватели за високопрежение.
- Импулсно захранване с висока мощност забота с висока U-стойност.
Освен това има видове биполярни транзистори:
- P-n-p.
- N-p-n.
Съществуват 3 схеми за превключване биполярен транзистор, всяка от които има своите предимства и недостатъци:
- Генерал В.
- Common E.
- Common K.
Връзка с общаза (CB)
Тази схема се използва при високи честоти, което позволява оптимално използване честотнатарактеристика. Свързването един CT в режим OhB и след това в режим OB ще повиши честотната мурактеристика.зи схема свързване се използва в усилватели тип "антена". Нивата шума при високи честотималени.
Предимства:
- Оптимални температурни стойности и широк честотен диапазон (f).
- Висока стойност Uk.
Недостатъци:
- Ниска печалба I.
- Нисък вход R.
Връзка с отворен излъчвател (OhE)
Когато се свърже взи верига, се получава усилване U и I. Схемата може се захранва от един източник. Често се използва в усилватели мощност (P).
Предимства:
- Висока печалба I, U, P.
- Единично захранване.
- Той инвертира променливото U изхода спрямо входа.
Тя има съществен недостатък:й-ниска температурна стабилност и по-лоша честотнарактеристика от връзката с О-пръстен.
Обща колекторна връзка (OC)
Входното U се предавапълно обратно към входа, а Ki е подобно това връзката Oh, но U е ниско.
Този тип превключване се използва за съгласуване транзисторни стъпала или с входен източник, който има високо изходно R (кондензаторен микрофон или звукосмукачка). Предимствата висока входяща R-стойност и ниска изходяща R-стойност. Недостатъкът е ниското U-усилване.
Основнирактеристики биполярните транзистори
Основнирактеристики БТ:
- I- печалба.
- Вход и изход R.
- Обратен I-ke.
- Време за включване.
- Честота предаване Ib.
- Обратен Ik.
- Максимална стойност I.
Приложения
Биполярните транзисторимират широко приложение във всички области човешката дейност. Основното им приложение е в устройства за усилване, генериране електрически сигнали ито комутиращ елемент. Те се използват взлични усилватели мощност, конвенционални и импулсни захранвания с U и I управление и в компютърната техника.
Освен това те често се използват за изгражданезлични видове защита потребителите срещу претоварване, пикове в U и къси съединения. Темират широко приложение в минната и металургичната промишленост.
Свързани статии:
