Главная Импульсный режим работы



в. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРА

11. Изменение температуры среды - важнейший фактор дестабилизации работы полупроводниковых импульсных устройств.

Наиболее сильно влияет температура на величину тока /ко. который у германиевых транзисторов весьма значителен (при 70° С он достигает 0,1 мА). В справочниках приводятся значения тока /ко при некоторых фиксированных темпера-

2 1

i ; , 1

"

<.-60-ifO-20 О го to 60 fo

Рис. 7.


Рис. 8.

турах. Зная ток /ko(/i) при температуре Тх, можно найти ток /коСТг) при температуре из известного соотношения [97, 98, 121, 122]:

/кота =/ко (71°)-2. (8.16)

где АТ 7° -f- 10° - температура удвоения, т. е. интервал температур, при котором величина /ко удваивается.

12. С повышением температуры величины б Ро существенно возрастают. В справочниках [102] приводятся зависимости величины Ро (нормированной относительно значения Р(, при Г° = 20° С) от температуры. Типичный вид такой зависимости показан на рис. 7. Для германиевых транзисторов величина Ро при 70° С возрастает в 1,3 -

- 2,5 раза, а при -60° С снижается в 1,2-1,5 раза относительно значения р„ при 20° С. Для кремниевых транзисторов эти изменения составляют: 1,5-2 раза при 100° С и 1,1-1,3 раза при -60° С.

13. Заметное влияние оказывает температура на входные характеристики транзистора (рис. 8). С повышением температуры возрастает начальной ток /бо = /ко и характеристики сдвигаются в сторону меньших значений {7б.



а их крутизна возрастает; меняется и величина Uco- у германиевых транзисторов на -0,1 В при изменении температуры от -60 до +70° С, а у кремниевых транзисторов на ~0,3 В при изменении температуры от -60 до +120° С.

Г. ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТАЦИОНАРНЫХ СОСТОЯНИИ ТК-

14. Пороговое напряжение ТК. Согласно определению, данному в §8.1, п. 1 (см. рис. 2), околопороговая область ТК - область значений входного (базового) напряжения вх = (см. рис. 5), в которой происходит существенное изменение выходного сопротивления ТК от стационарного значения /?,х /?к до стационарного значения

Рых /-н*). Изменение /?вых обусловлено изменением сопротивления =,\Uk\II к транзистора, которое происходит при изменении тока коллектора от значения /Г =

= /ко до значения it = / кн-Ток же коллектора (при заданных величинах к и ) является функцией базового напряжения. Эта зависимость проявляется еще в области отсечки, начиная с базового напряжения [97, 98]

(Ge;p-n-p)

-0,1В

Рис. 9.

(/- 4фу 0,1 В, где = 0,026 В

(8.17)

- температурный потенциал (q - заряд электрона, k - постоянная Больцмана и принято Т = 300° К). В рассматриваемой области коэффициент Ро > 1 (особенно при высокой температуре) [15], что иллюстрируется приведенными на рис. 9 кривыми, типичными для германиевых транзисторов. Постоянство тока / к = / ко (его независимость от базового напряжения) и соответственно значение Ро = 1 достигаются лишь в режиме глубокой отсечки [97, 98],т.е.

при (/б > б"п**

*> В дальнейшем символы величин, относящихся к стационарным состояниям ТК, отмечены индексами минус плюс при соответственно разомкнутом или замкнутом состоянии ТК-

** Это обстоятельство особо важно при использовании ТК в устройствах регенеративного типа (например, триггерах).



Таким образом, одна из границ околопороговой области ТК (см. рис. 2) определяется базовым напряжением Uбп это напряжение сравнительно слабо меняется с температурой. Вторая граница околопороговой области соответствует базовому напряжению Utn = /бн. при котором транзистор входит в насыщение.

Согласно изложенному в § 8.1, п. 3 в качестве порогового напряжения ТК можно принять базовое напряжение

t/6nop = 0. (8.18)

Это значение отличается наибольшей определенностью. Точка t/б = 0 является переломной в отношении фундаментального свойства транзистора - его способности инжектировать неосновные носители тока через эмиттерный переход. С этим явлением связано резкое уменьшение входного сопротивления транзистора, отпираемого импульсом напряжения с крутым фронтом (см. § 8.3, п. 22).

15. Стационарные состояния ТК должны сохраняться в реальных условиях при действии различных дестабилизирующих факторов, а также помеховых импульсов. В дальнейшем будем учитывать дестабилизирующее действие изменения рабочей температуры, играющее преобладающую роль, а также весьма значительный разброс параметров транзистора. Методика учета на работу ТК других дестабилизирующих факторов рассматривается в специальных пособиях [100, 115-119].

16. Обеспечение разомкнутого состояния ТК. В этом состоянии транзистор должен находиться в режиме глубокой отсечки. Пусть из опытных данных или расчета установлено, что для обеспечения нужной помехоустойчивости ТК базовое напряжение транзистора не должно быть меньше некоторого граничного значения Ui- = t/ri

(см. рис. 4)>, т. е.

Vt>Uer- (8.19)

Схема входной (базовой) цепи ТК (см. рис.5) в данном режиме может быть приведена к виду, показанному на рис. 10. Здесь транзистор заменен генератором тока /ко

* Согласно опытным данным в зависимости от высоты помеховых импульсов величина t/ (0,1 -1)В. Если цепь базы не охвачена положительной обратной связью, то иногда допустимо принять f/p пор =1/бо (см. рис. 6,6) и /бг=1/бо-Ь f/noM.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [52] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195


0.0113