Реферат «Транзисторы» по Общей электротехнике и электронике (Михайлова О. М.)

Кирилл Николоев ср, 29.03.2017 21:34

Транзисторы, управляемые не током, а напряжением (полем), называются полевыми (канальными, униполярными). Они делятся на два типа: - с управляющим p-n переходом; - с изолированным затвором. Рассмотрим работу транзистора с управляющим переходом на модели.

Рис. 1. Модель полевого транзистора с управляющим p-n переходом Основу прибора составляет стержень или пластина полупроводника типа p или n с достаточно высоким сопротивлением. Под выводами созданы зоны с повышенной концентрацией примеси (например р+), образующие “исток” и “сток”.

Часть прибора, имеющая противоположную проводимость, называется “затвором”. Между затвором и стержнем образуется p-n переход, а в стержне - “канал”, ширина которого соизмерима с толщиной запорного слоя p-n перехода, обладающего высоким сопротивлением.

При подключении источника стокового напряжения Uc по каналу течет ток Ic, величина которого определяется сопротивлением канала. Источник затворного напряжения Uз подключен так , что p-n переход оказывается обратносмещенным. Через него течет очень малый (обратный) ток Iз.

Подключив генератор сигнала Uвх можно управлять шириной запорного слоя, а, следовательно, канала. При этом ток Ic и напряжение на нагрузке Uвsх , будут определяться величиной и полярностью Uвх , т.е. будет усиление сигнала.

Статические характеристики и параметры транзистора Свойства транзистора описываются статическими характеристиками - входными (стокозатворными) и выходными (стоковыми). При увеличении напряжения Uз ток стока уменьшается вплоть до запирания (отсечки). Происходит “смыкание канала”.

стокозатворные характеристики стоковые характеристики Ic = f(Uз) при Uc = const Ic = f(Uc) при Uз = const Рис.2. Статические характеристики полевого транзистора При увеличении Uc ток Ic растет. Одновременно растет падение напряжение в канале , включенное согласно с Uз и препятствующее дальнейшему росту току Ic. Происходит “насыщение канала” (отрицательная обратная связь по току).

Статические параметры транзистора. Основными статическими параметрами являются : - внутреннее сопротивление при Uз = const (сотни кОм и мОм); - крутизна стокозатворной хар-ки при Uс = const (0,3…5 мА/В);

- коэффициент усиления при Iс = const (100 и более). Параметры связаны уравнением и могут быть определены по характеристикам. Из достоинств усилителя следует отметить высокую частоту среза АЧХ, низкий уровень шумов, хорошую устойчивость. Основной недостаток такого входного каскада - довольно значительная чувствительность к пульсациям питающего напряжения, что требует применения стабилизированного источника питания.

Тиристором называют полупроводниковый прибор, основу которого составляет четырехслойная структура, способная переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот. Тиристоры предназначены для ключевого управления электрическими сигналами в режиме открыт-закрыт (управляемый диод).

Простейшим тиристором является динистор – неуправляемый переключающий диод, представляющий собой четырехслойную структуру типа p-n-p-n (рис. 1.1.2). Здесь, как и у других типов тиристоров, крайние n-p-n-переходы называются эмиттерными, а средний p-n-переход – коллекторным. Внутренние области структуры, лежащие между переходами, называются базами. Электрод, обеспечивающий электрическую связь с внешней n-областью, называется катодом, а с внешней p-областью – анодом.

В отличие от несимметричных тиристоров (динисторов, тринисторов) в симметричных тиристорах обратная ветвь ВАХ имеет вид прямой ветви. Это достигается встречно-параллельным включением двух одинаковых четырехслойных структур или применением пятислойных структур с четырьмя p-n-переходами (симисторы).

Принцип действия При включении динистора по схеме, приведенной на рис. 1.2.1, коллекторный p-n-переход закрыт, а эмиттерные переходы открыты. Сопротивления открытых переходов малы, поэтому почти все напряжение источника питания приложено к коллекторному переходу, имеющему высокое сопротивление. В этом случае через тиристор протекает малый ток (участок 1 на рис. 1.2.3).

Рис. 1.2.1. Схема включения в цепь неуправляемого тиристора (динистора). Рис. 1.2.2. Схема включения в цепь управляемого тиристора (тринистора). Рис.1.2.3. Вольтамперная характеристика динистора. Рис.1.2.4. Вольтамперная характеристика тиристора.

Если увеличивать напряжение источника питания, ток тиристора увеличивается незначительно, пока это напряжение не приблизится к некоторому критическому значению, равному напряжению включения Uвкл При уменьшении напряжения источника питания восстанавливается высокое сопротивление коллекторного перехода. Время восстановления сопротивления этого перехода может составлять десятки микросекунд

Скачать файлы

Похожие документы