Главная Движение носителей электрических зарядов



Параметры Я21Э и Яггэ определяют по выходным статическим характеристикам (рис. 17.11,6). Из рабочей точки Ai проводят прямую, параллельную оси токов, до пересечения с соседней характеристикой и определяют приращение тока коллектора А/к (отрезок А1А2) при 1/кэ = const. Приращение тока базы при этом составляет А/б = = /б2 - Бь отсюда Н21Э - А/к/А/б при 1/кэ = const.

Чтобы определить параметр Н22Э, из рабочей точки Ai проводят прямую линию, параллельную оси напряжений, на произвольное расстояние А1А3, равное А1/кэ, и определяют значение А/к, равное отрезку АзА. В результате Н22Э = ДкМкэ- Значения модулей Н-параметров обычно приводят в справочниках, где указывают их усредненные значения. В качестве примера в табл. 17.1 дан порядок значений Н-параметров для схем с ОЭ и с ОБ.

Таблица 17.1

Параметр

Схема с ОЭ

Схема с ОБ

Сотни ом - единицы килоом

Десятки ом

10-3- 10-"

10-3 10-*

Десятки

0,950-0,998

10-3-10-" См

10-"-10-5

l/i/,.

Единицы - десятки килоом

Сотни килоом

Собственные параметры. Транзистор можно характеризоватьтакже физическими параметрами, не зависящими от способа его включения. К ним относятся сопротивления эмиттера /?э, базы Кб и коллектора /?к- Так как сопротивления областей эмиттера и коллектора незначительны, то Яэ и Кк практически представляют собой сопротивления эмиттерного и коллекторного р-п-переходов. Значение /?э составляет десятки ом, /?к - сотни килоом - единицы мегаом. Сопротивление базы /?б определяется по поперечному сечению базы и обычно составляет сотни ом.

Частотные параметры. Так как электрические сигналы могут иметь разную частоту, то важно знать, как изменяются с частотой параметры транзистора и в первую очередь коэффициент передачи тока (эмиттера или базы), а также коэффициент усиления по мощности. Знание таких зависимостей позволяет определять пригодность транзистора для работы в схемах с сигналами заданной частоты. При изменении частоты сигнала меняется время диффузии инжектированных в базу носителей заряда. Так, если транзистор имеет структуру р-и-типа и если передается сигнал низкой частоты, то период колебаний усиливаемого сигнала значительно больще времени диффузии. В этом случае концентрация инжектированных в базу носителей заряда убывает от эмиттерного перехода к коллекторному.

При передаче сигнала высокой частоты период усиливаемого сигнала становится соизмеримым с временем диффузии и закон изменения концентрации изменяется: в какие-то моменты времени появляются



участки с максимальной концентрацией в сфедине базы, поэтому диффузия носителей происходит и в сторону эмиттфного перехода. Это вызьшает усиление рекомбинации носителей заряда в базе, вследствие чего уменьшается эмиттерная составляющая тока, переданного в коллектор (/кр), а следовательно, уменьшится коэффициент передачи тока эмиттфа ее. Инерционность процессов в базе приводит также к фазовому сдвигу между токами /эр и /кр, поэтому Н21Б становится величиной комплексной.

При высоких частотах сигнала наблюдаются фазовые сдвиги между эмиттфным и коллекторным токами вследствие того, что движение носителей чфез базу в коллектор будет происходить фавнительно медленно и изменения тока коллектора запаздьгоают по отношению к изменениям тока эмиттера. За счет сдвига фаз будет возрастать переменный ток базы, что снизит коэффициент передачи тока базы р, и коэффициент Н21Э при высокой частоте будет также комплексной величиной.

Векторные диаграммы, представленные на рис. 17.12, поясняют рассмотренные явления. С изменением частоты изменяются сопротивления барьфных и диффузионных емкостей пфеходов, при этом чем выше частота, тем меньше емкостное сопротивление. Барьерные емкости коллекторного и эмиттерного переходов включены параллельно р-п-пфеходам и примерно одинаковы, но щунтируюш,ее действие коллекторной барьерной емкости больше, чем эмиттфной, так как сопротивление коллекторного перехода значительно выше, чем эмиттерного. Так как через барьерную емкость коллекторного перехода ответвляется часть тока, то ток коллектора уменьшается, а следовательно, уменьшаются коэффициент передачи (усиления) тока и коэффициент усиления по мощности.

С повышением частоты коэффициенты Я2]б и Я21Э становятся комплексными, изменяются как их модули, так и фазовый угол между входным и выходным токалж. Коэффициент усиления по мощности также уменьшается и становится величиной комплексной. Чтобы оценить частотные свойства транзистора и, таким образом, возможность его работы в схеме с сигналами заданной частоты, вводят частотные параметры:

предельную частоту коэффициента передачи тока эмиттера в

схеме с ОБ /н,,, на которой модуль

коэффициента передачи тока эмиттфа НцБ уменьшается в ]/2 раз по сравнению с его значением на низкой частоте. Аналогично этот параметр определяют для схемы с ОЭ;

предельную частоту коэффициента передачи тока базы в схеме с ОЭ f, на которой модуль коэффициента передачи

тока базы Н21Э уменьшается в ]/2 раз по фавнению с его значением на низкой частоте;




граничную частоту передачи тока базы в схеме с ОЭ /гр, при которой модуль коэффщиента передачи тока базы становится равным единице. Частоту измерять легче, чем предельную частоту Хн21э поэтому в справочниках обычно приводят значение /гр;

максимальную частоту генерации /„а,, на которой коэффициент усиления по мощности становится равным единице. Этот частотный параметр является особенно важным, так как устанавливает диапазон частот, в котором транзистор будет обладать способностью усиливать сигналы.

Параметры режимов отсечки и насыщения. Рассмотренные статические параметры являются параметрами транзистора в активном режиме. В режиме отсечки параметрами транзистора служат обратные токи коллекторного и эмиттерного переходов и /эо- Ток /ко измеряют при заданном обратном напряжении коллектор - база и разомкнутом выводе эмиттера, ток /эо -при заданном обратном напряжении эмиттер - база и разомкнутом вьшоде коллектора.

Статические параметры в режиме насыщения - это напряжения между выводами коллектор - эмиттер при заданных токах базы и коллектора и выводами база - эмиттер при заданных токах базы и коллектора.

§ 17.10. Полевые транзисторы

Полевые транзисторы - это полупроводниковые приборы, усилительные свойства которых обусловлены потоком основных носителей, протекающим через проводящий канал ш управляелам электрическим полем.

Полевые транзисторы предназначены для усиления мощности и преобразования электрических колебаний. В полевых транзисторах в образовании выходного тока участвуют носители только одного типа: или дьфки, или электроны. Отсюда другое название полевых транзисторов - униполярные. Носители заряда являются основными для активной области полевого транзистора, которую называют каналом. Существует два типа полевых транзисторов: с управляющим р-п-переходом и изолированным затвором МДП.

Транзисторы с управляницим р-и-иереходом. Рассмотрим упрощенную структуру и принцип действия транзистора с управляющим р-и-переходом (рис. 17.13, а). Транзистор представляет собой пластину полупроводника и- или р-типа, на гранях которой созданы области противоположного типа электропроводности 3, на границах между которыми образованы р-и-переходы. На торце-

р-п-переход


б) В)

Рис. 17.13



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


0.0119