Биполярные транзисторы

Плоскостной биполярный транзистор представляет собой трехслойную структуру типа п-р-п ( 10.14) и типа р-п-р. На 10.15, а и б даны условные изображения этих транзисторов. Транзистор называется биполярным потому, что физические процессы в нем связаны с движением носителей зарядов обоих знаков (свободных дырок и электронов).

Пренебрегая значением параметра /Z2, получаем аналогично 6.13 схему замещения биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ ( 10.18), в режиме малых сигналов, где h} , =''вх и 1//122 ~гвых ~ входное и выходное сопротивления, Лц/р — источник тока, управляемый током базы /,, . Последнее обстоятельство позволяет считать, что биполярный транзистор представляет собой прибор, управляемый током.

По своим характеристикам к ИТУТ близок биполярный транзистор, включенный по схеме с общей базой (ОБ) ( 1.7,в). Входным током здесь является ток эмиттера 1Э, а выходным — ток коллектора i'K.

Биполярный транзистор — наиболее часто применяемый элемент ИМС. Биполярные транзисторы п — р — n-типа, изготовленные по планарно-эпитаксиальной технологии, являются основными элементами почти всех аналоговых микросхем. Остальные элементы микросхемы выбирают и конструируют так, чтобы они совмещались с основной п — р — «-структурой. Все элементы такой микросхемы изготовляют чаще всего в эпитаксиальном слое, имеющем электронную проводимость.

1.14. Бескорпусный биполярный транзистор:

1. Как работает биполярный транзистор?

Задача 1.37. Биполярный транзистор имеет следующие справочные данные: /г21Э = 13ч-50; / =10 МГц. Чему равен его

Биполярный транзистор (ЛГ — коллектор, ? — база, 3 — эмиттер; «1 = = "; «2 =

Кратко остановимся на схеме ОБ, где биполярный транзистор включен инверсно ( 2.14). Здесь использовано условное обозначение я-р-и-транзистора, принятое при изображении принципиальных электрических схем. Буквами Э, Б, К обозначены выводы от эмиттера, базы и коллектора соответственно. Отметим, что условное обозначение />-и-/?-транзистора отличается от обозначения я-р-л-транзистора только направлением стрелки на эмиттере.

Необходимо подчеркнуть, что биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, управляемый входным током (током эмиттера или током базы). Это обусловлено малым входным сопротивлением транзистора, при котором трудно задать фиксированное входное напряжение. Так, для схемы ОБ входное сопротивление — это сопротивление /?-и-перехода при прямом смещении.

При работе с малыми приращениями токов и напряжений биполярный транзистор можно представить в виде эквивалентной схемы (малосигнальной модели), состоящей из линейных, элементов. Наибольшее распространение получили Т-образные эквивалентные схемы.

10.4. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Работа биполярных транзисторов основана на явлениях взаимодействия двух близко расположенных р-п переходов. Различают плоскостные и точечные биполярные транзисторы. Переходы в точечных биполярных транзисторах имеют малую площадь и аналогичны по конструкции переходам в точечных диодах. Такие транзисторы не получили существенного распространения.

10.4. Биполярные транзисторы............................ 11

1.2. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Биполярный транзистор — наиболее часто применяемый элемент ИМС. Биполярные транзисторы п — р — n-типа, изготовленные по планарно-эпитаксиальной технологии, являются основными элементами почти всех аналоговых микросхем. Остальные элементы микросхемы выбирают и конструируют так, чтобы они совмещались с основной п — р — «-структурой. Все элементы такой микросхемы изготовляют чаще всего в эпитаксиальном слое, имеющем электронную проводимость.

В усилителях низкой частоты, имеющих большой коэффициент усиления, приходится сталкиваться с проблемой борьбы с внутренними шумами усилителя. Биполярные транзисторы обладают довольно высоким уровнем собственных шумов, особенно это заметно в области низких частот. Шумовые параметры полевых транзисторов лучшие по сравнению с биполярными. Поэтому в некоторых случаях с целью уменьшения шум-фактора входные каскады ИМС-усилителей выполняются на полевых транзисторах. Имеются и усилители, построенные полностью на полевых транзисторах, например усилитель К176УН1, имеющий коэффициент усиления 500... ...1300 и шум-фактор на частоте 10 КГц 6,5 дБ. Однако в таких схемах трудно добиться хорошей линейности выходной характеристики. Объясняется это гораздо худшей линейностью вольт-амперных характеристик полевых транзисторов.

В ГИССВЧ-диапазона применяются дискретные полупроводниковые приборы в бескорпусном или обычном исполнении. Предпочтительнее использовать приборы с жесткими (балочными, столбиковыми, шариковыми) выводами. Применяются также СВЧ биполярные транзисторы и приборы с отрицательным внутренним сопротивлением (диоды Ганна, туннельные и лавиннопро-летные диоды и т. д.). Широко применяются диоды, имеющие нелинейную зависимость емкости р — «-перехода от смещающего напряжения — параметрические дкоды, варакторы, диоды с накоплением заряда. Используются и пассивные дискретные элементы, особенно часто дискретные многослойные пленочные конденсаторы, которые значительно компактнее и точнее интегральных.

.2. Биполярные транзисторы...... 21

§ 1.4. Полупроводниковые диоды § 1.5. Биполярные транзисторы § 1.6. Палевые транзисторы § 1.7. Тиристоры

§ 1.5. Биполярные транзисторы

В биполярных транзисторах ток определяется движением носителей заряда двух типов: электронов и дырок (отсюда их название — биполярные транзисторы). В биполярных транзисторах с помощью трехслойной полупроводниковой структуры из полупроводников