Общая электротехника Однофазный переменный ток Трехфазные цепи Машины постоянного и переменного тока Трансформаторы и выпрямители Электроника Теория электросвязи Анализ электрических цепей Мощность трехфазной цепи

Примеры выполнения курсовых работ по электротехнике и электронике

Биполярные транзисторы

Работа биполярных транзисторов основана на явлениях взаимодействия двух близко расположенных p-n переходов. Различают плоскостные и точечные биполярные транзисторы.

Плоскостной биполярный транзистор представляет собой трехслойную структуру типа p-n-p или типа n-p-n (рис. 129).

Транзистор называется биполярным потому, что физические процессы в нем связаны с движением носителей заряда обоих знаков (свободных дырок и электронов).

 


Рис. 129. Структура транзистора n-p-n и условное

графическое изображение транзисторов

типа n-p-n и p-n-р на схеме

Средний слой транзистора называется базой Б, один крайний слой – коллектором К, а другой крайний слой – эмиттером Э. Каждый слой представляет собой электрод и имеет вывод. Посредством выводов транзистор включается в схему. В схемах транзисторных усилителей полярность напряжения Ек должна быть такой, чтобы коллекторный p-n переход был закрыт для основных носителей заряда (см. рис. 129). Таким образом, напряжение Ек является обратным для коллекторного p-n перехода.

Полярность напряжения Еэ должна быть такой, чтобы эмиттерный p-n переход был открыт. Свободные электроны диффундируют из эмиттера в базу, создавая ток эмиттера Iэ. Если между коллектором и базой включен источник питания Ек, то большая часть электронов, поступивших из эмиттера в базу, втягивается сильным электрическим полем с напряженностью εкб коллекторного p-n перехода, создавая ток цепи коллектора Iк. Незначительная часть свободных электронов, поступивших из эмиттера в базу, образует ток базы Iб. Таким образом,

Iэ=Iк+Iб. (256)

В рассмотренном случае база является общим электродом для входной и выходной цепей. Такая схема включения биполярного транзистора называется схемой с общей базой (ОБ).

Однако чаще транзисторные каскады строятся по схемам с общим коллектором (ОК) и с общим эмиттером (ОЭ).

Наибольшее распространение на практике получила схема с общим эмиттером (рис. 130).

 


 

 а) б)

Рис. 130. Включение по схеме с общим эмиттером транзисторов:

а – типа n-p-n; б – типа p-n-p

 

Работу биполярного транзистора, включенного по такой схеме, определяют выходными статическими характеристиками Iк=f(Uкэ) при Iб=const и входными статическими характеристиками Iб=f(Uбэ) при Uкб=const (рис. 131).

Биполярные транзисторы характеризуются h-параметрами. Эти параметры можно рассчитать по заданным статическим характеристикам. Каждый h-параметр имеет свой физический смысл.

Сопротивление со стороны входа транзистора

   при Uкэ=const. (257)

Коэффициент передачи по напряжению

  при Iб=const. (258)

Коэффициент усиления по току

  при Uкэ=const. (259)

Проводимость со стороны выхода транзистора

  при Iб=const. (260)

Численные значения h-параметров обычно составляют: h11=103÷104 Ом; h12=2∙10-4÷2∙10-3; h21=20÷200; h22=10-5÷10-6 См.

 


 а) б)

Рис. 131. Входные (а) и выходные (б) статические

характеристики биполярного транзистора

(Uкэ2>Uкэ1; Iб4>Iб3>Iб2>Iб1)

Основное преимущество биполярных транзисторов состоит в высоком быстродействии при достаточно больших токах коллектора.

Недостатком биполярных транзисторов является относительно небольшое входное сопротивление при включении по схеме с ОЭ.

В зависимости от предельно допустимой мощности рассеяния на коллекторе различают транзисторы малой, средней и большой мощности.

В зависимости от предельно допустимой частоты тока и напряжения различают низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные транзисторы.


Преимущества цифровой обработки сигналов