Коллекторного резистора

В — коэффициент передачи тока в схеме ОЭ С — емкость между выводами р — п-перехода CQ — барьерная емкость CD — диффузионная емкость 'Сд, Ск — емкости эмиттерного и коллекторного переходов

и коллекторного переходов

Схема замещения содержит резистор Гб, который учитывает влияние объемного (омического) сопротивления базы и зависит от конфигурации и материала базы. Влияние эмиттерного тока на коллекторный в схеме замещения учитывается генератором тока а/э; С», Ск — эквивалентные емкости эмиттерного и коллекторного переходов. Генератор напряжения Ц?/КБ учитывает влияние эффекта модуляции толщины базы (эффект Эрли). Сущность этого эффекта заключается в том, что толщина р — n-перехода не является постоянной величиной и в соответствии с выражениями (4.7), (4.8) зависит от приложенного к нему напряжения. При приложении к р — *п-перехо-ду обратного напряжения его толщина увеличивается, а при приложении прямого напряжения уменьшается. Приращение толщины коллектора dK равно приращению толщины базы w. Это явление называется эффектом модуляции толщины базы, или эффектом Эрли.

3. Сэ и Ск — нелинейные емкости эмиттерного и коллекторного переходов, складывающиеся из барьерной и диффузионной емкостей переходов:

В простейшей Т-образной малосигнальной эквивалентной схеме ОБ ( 39, а) отображается устройство транзистора: дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода гэ = kT/(q!3), сопротивление базы (в направлении к выводу базы) г5, барьерные емкости эмиттерного и коллекторного переходов Сэ и Ск, генератор тока ^21'э соответствует току коллектора.

Временные параметры переключения зависят от времени жизни неосновных носителей заряда т в транзисторе и зарядных ёмкостей эмиттерного и коллекторного переходов Сэ и Ск, а также от режима переключения.

СЭб, Скб — барьерные емкости эмиттерного и коллекторного переходов;

Сэд, Скд — диффузионные емкости эмиттерного и коллекторного переходов;

8.18. В p-n-p-транзисторе площади эмиттерного и коллекторного переходов одинаковы и равны Ы0~6 м2, коэффициент диффузии дырок в базе Dp=4,7«10-3 м2/с. При

8.40. Дан кремниевый сплавной jo-n-p-транзистор, имеющий следующие данные: удельное сопротивление эмиттера рэ=0,1 Ом -см, удельное сопротивление базы рв= =25 Ом -см, удельное сопротивление коллектора рк= =5 Ом-см, ширина базы о>=2,5-1(Н см. Диаметры эмиттера и коллектора равны 0,05 см. Время жизни неосновных носителей заряда 50 икс. Транзистор работает при Т— =300 К. Переходы транзистора резкие. Требуется: а) вычислить высоту потенциальных барьеров эмиттерного и коллекторного переходов; б) определить напряжение эмиттер — база ?/ЭБ> при котором ток эмиттера /э =1 мА

Верхний предел частотного диапазона транзисторов зависит от наличия емкостей эмиттерного и коллекторного переходов Ск и Сэ и времени движения зарядов, инжектированных эмиттером в базу. Влияние емкостей особенно заметно с повышением частоты, так как сопротивление их переменному току уменьшается и становится соизмеримым с сопротивлением переходов, шунтируя их. Особенно большую роль играет емкость коллекторного перехода Ск, которая подключается параллельно большому сопротивлению перехода. Для повышения работоспособности транзистора на высоких частотах емкость Ск желательно свести к минимуму. Для этого стараются уменьшить площадь контакта коллектора с базой, но при этом уменьшается допустимая мощность сигнала на выходе транзистора.

т. е. сумма падения напряжения на резисторе RK и коллекторного напряжения UK транзистора всегда равна постоянной величине — э. д. с. источника питания. Вольт-амперная характеристика /к = =/(?/як) коллекторного резистора RK является линейной, а вольт-амперные характеристики IK=f(UK) транзистора, как показано в гл. 2, представляют собой нелинейные коллекторные характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ (см. 1.24).

где ml — масштаб по оси ординат, а та — масштаб по оси абсцисс. Однако удобнее строить ее по двум точкам: UK=EK при /к=0 на оси абсцисс и IK=EK/RK при ?/к=0 на оси ординат. Построенную таким образом вольт-амперную характеристику коллекторного резистора RK часто называют линией нагрузки. Точки пересечения

коэффициенту усиления по току /I2j транзистора и отношению сопротивления коллекторного резистора RK и входного сопротивления /in транзистора. По схеме замещения 5.7, а легко можно найти входное сопротивление усилительного каскада с общим эмиттером на низких частотах:

т. е. в качестве коллекторного резистора следует брать среднее значение ЛК1 и RK2- Отсюда

В исходном состоянии схемы на вход х поступает сигнал 0. От источника положительного смещения +?/см через резисторы Кб\ и RQZ делителя напряжения протекает ток по цепи: +UCM, резисторы RQI и Rez, OB источника сигналов. Падение напряжения на сопротивлении резистора RQZ создает на базе транзистора Т (относительно эмиттера) положительный потенциал, который обеспечивает закрытое состояние транзистора. На выходе схемы будет иметь место высокий уровень напряжения — UK (t/=l), так как сопротивление закрытого транзистора велико по сравнению с сопротивлением коллекторного резистора RK, и большая часть напряжения, созданного обратным током коллектора /ибо, падает на сопротивлении транзистора, а меньшая — на сопротивление резистора RK.

Транзистор Г4 выполняет функции коллекторного резистора с переменным сопротивлением для транзистора Т$. Резистор ^4 имеет небольшое сопротивление и служит для ограничения выходного тока. Активное переключение транзисторов 74 и Т5 позволяет клапану ТТЛ работать на большое число нагрузок. Типовой клапан ТТЛ реализует функцию И—НЕ для сигналов логической 1, представленных высоким уровнем, или функцию ИЛИ—НЕ для сигналов логической 1, представленных низким уровнем напряжения.

Транзистор T^ выполняет функции коллекторного резистора с переменным сопротивлением для транзистора 7V Резистор Ri имеет небольшое сопротивление и служит для ограничения выходного тока. Активное переключение транзисторов Т.\ и Г5 позволяет клапану ТТЛ работать на большое число нагрузок. Типовой клапан ТТЛ реализует функцию И—НЕ для сигналов логической 1, представленных высоким уровнем, или функцию ИЛИ—НЕ для сигналов логической 1, представленных низким уровнем напряжения.

Можно также несколько сократить длительность среза импульса, увеличивая потребляемую мощность при уменьшении сопротивления коллекторного резистора #к (можно уменьшить не более, чем в Квао раз, так как иначе искажается форма выходных импульсов; при этом

Среди ждущих мультивибраторов особое распространение находит вариант с эмиттерной связью ( 6.28). Мультивибратор формирует разнополярные импульсы почти прямоугольной формы на коллекторе и эмиттере нормально насыщенного транзистора Т2. Отсутствие связи между коллектором транзистора Т2 и цепью положительной обратной связи позволяет включать вместо коллекторного резистора любые другие элементы.

Электрическая схема, выполняющая функцию «ИЛИ — НЕ», состоит из двух транзисторов со связанными коллекторами и общего коллекторного резистора ( 11.3, д). При отсутствии сигналов на входах схемы транзисторы заперты и на выходе имеется сигнал логической единицы. Если хотя бы на один вход подать положительный сигнал, то соответствующий транзистор отпирается, и на выходе схемы потенциал понизится. В настоящее время в cxej мах логических элементов широко используются полевые транзисторы типа МДП или МОП. В качестве примера на 11.4 приведены схемы инверторо»на полевых транзисторах с изолированным затвором.

полевых транзисторов), (а) Сначала разработайте схему дифференциального усилителя с источником тока в эмиттерной цепи и без эмиттерных резисторов. Используйте источник питания с напряжением +15 В. Коллекторный ток '„ (для каждого транзистора) должен быть равен 1 мА, а сопротивление коллекторного резистора сделайте равным Rx = 1,0 кОм. Подсчитайте коэффициент усиления по напряжению, при условии что один из входов заземлен, (б) Теперь модифицируйте схему так, чтобы источником тока в эмиттерной цепи можно было управлять с помощью внетУчего напряжения. Составьте приблизительное выражение зависимости коэффициента усиления от управляющего напряжения. (В реальной схеме можно предусмотреть еще одну группу управляемых источников для того, чтобы скомпенсировать смещение точки покоя, обусловленное изменениями коэффициента усиления, или же можно включить в схему еще одий каскад с дифференциальным входом.)