Однопереходного транзистора

§ 2.5. ОДНОПЕРЕХОДНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

слой р. Продольные участки исходного монокристалла, расположенные по обе стороны от эмиттера, являются верхней Б2 и нижней Б\ базами транзистора. При этом база 5i в сочетании с эмиттером и /о-и-переходом между ними выполняет функции диода, а база БЧ является плечом в делителе напряжения смещения ?/6б2, подводимого к наружным выводам баз. Однопереходные транзисторы изготовляют таким образом, что /i = /2/(4 —5), поэтому сопротивление нижней базы (подэмиттерного слоя базы) Б\ меньше сопротивления базы Б2.

Важнейшими параметрами однопереходных транзисторов являются ток включения /ВКЛ) рассеиваемая мощность Ртах и межбазовое сопротивление г6б2. Например, для транзистора КТ117А /ВКл = 20 мкА, Ртах = 300 мВт, гб вг =4-^-9 кОм. Однопереходные транзисторы используют обычно в качестве ключевых элементов в генераторах релаксационных колебаний.

§ 2.5. Однопереходные транзисторы........... 47

Кроме указанных, однопереходные транзисторы характеризуются рядом других максимально допустимых параметров, таких как / Э max, ?/Б1в2 шах, С/в2 Э max, [max, -Ртах, ОПреДбЛЯЮЩИХ

Благодаря своим достоинствам: простоте конструкции, стабильному напряжению срабатывания, малому потреблению тока в цепи управления, возможности передачи сравнительно мощных импульсов и т. д. однопереходные транзисторы с успехом используются в импульсной технике для построения различных переключающих схем.

19. Недолужко И. Г., Сергиенко Е. Ф. Однопереходные транзисторы. М.: Энергия, 1974. 102 с.

Мы рассмотрели две группы транзисторов, названия которых определяют их принципы действия: биполярные и полевые. Имеется особый тип транзисторов — однопереходные. Их принцип действия существенно отличается от принципа действия биполярного и полевого транзисторов. Однопереходные транзисторы значительно уступают полевым и биполярным по частотным свойствам (рабочая частота не более 3 МГц). Существует много других транзисторов, которые получили свои названии в основном от технологических и конструктивных признаков их производства: транзисторы сплавные, диффузионные, «меза» (имеют столообразную структуру), пленарные (технология связана с фотопроцессом и последующим травлением) и др. Все они по принципу действия относятся к полевым или биполярным транзисторам. Из всех технологий следует выделить планарную как наиболее перспективную не только при производстве транзисторов, но и при изготовлении интегральных схем (см. § 9.2).

Нелинейной называют импульсную электрическую цепь, если хотя бы один из составляющих ее элементов имеет нелинейную вольт- амперную характеристику (в.а.х). Приборы с такой характеристикой, используемые в импульсной технике, многочисленны и разнородны. К ним относят полупроводниковые приборы (биполярные, полевые и однопереходные транзисторы, импульсные и туннельные диоды, тнриеторы); электронные лампы (триоды, пентоды), газонаполненные приборы (тиратроны, лампы с «холодным» катодом) и т. д. Использование нелинейных приборов в импульсных устройствах имеет существенное отличие от их применения в линейных и квазилинейных каскадах, например использования ламп или транзисторов в усилителях слабых сигналов. При таком усилении рабочая точка перемещается на малом участке в.а.х. и ее нелинейность проявляется слабо; нелинейные искажения сигнала имеют место, но лишь как побочный результат усилительного процесса. В импульсных цепях приборы работают, как правило, в режиме большого сигнала, когда рабочая точка перемещается в широком диапазоне значений тока и напряжения и нелинейные свойства прибора проявляются в полную меру.

§ 4.18. ОДНОПЕРЕХОДНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

§ 4.17. Технология изготовления и конструкция биполярных транзисторов 265 § 4.18. Однопереходные транзисторы . . 272 § 4.19. Надежность транзисторов . . . 275

Основой однопервходного транзистора ( 61, а) является монокристаллическая пластина кремния л-типа с высоким значением удельного сопротивления, называемая базой; на концах ее расположены омические контакты Б1 и Б2, а на боковой стороне— один эмиттерный р—n-переход, связанный с внешним выводом эмиттера Э. Участки баз кристалла имеют длину 1\ и /2 (обычно /2>/i). Схема включения однопереходного транзистора показана на 61, б. К выводам баз Б1 и Б2 подключается напряжение питания С/Бш2.

Участок между базами Б1 и Б2 однопереходного транзистора представляет собой омическое сопротивление в несколько килоом с линейной вольт-амперной характеристикой. Поэтому напряжение t/BiB2 распределяется по базам пропорционально их сопротивлениям #Б] и RE2 ( 61, в), которые зависят от длин 1\ и /2.

62. Вольт-амперная характера- 63. Схема управления однопе-стика однопереходного транзистора реходным транзистором

Параметры однопереходного транзистора следующие: ?/Вкл = = т)?, где т) = 0,7 -f- 0,9 в зависимости от типа прибора; ? = 7 -=-

Длительность выходных импульсов релаксационного генератора по схеме 7.17 зависит от значения /выкл параметра ОПТ, не относящегося в отличие от Увкп к числу стабильных. В случае, когда требуется обеспечить строго постоянную, мало зависящую от параметров ОПТ длительность генерируемых импульсов, предпочтительнее использовать генератор, схема которого приведена на 7.19. Генератор состоит из однопереходного транзистора Т1 и ждущего мультивибратора на биполярных транзисторах Тг и Тй типа п-р-п.

Е через резистор /?4 и входное сопротивление насыщенного транзистора Та с пос-^+? тоянной времени 6зар« CiRi. Напряжение включения однопереходного транзистора ^вкл = t? < ?. Когда по мере заряда конденсатора Cj напряжение на коллекторе транзистора Т%, а следовательно, и на эмиттере Ti достигнет значения Увкл, ОПТ включается, и напряжение на его эмиттере скачком уменьшается. Отрицательный скачок напряжения с эмиттера Ti через конденсатор С4 передается на базу Та, вызывая его запирание, а следовательно, и переключение ждущего мультивибратора. Уровень выходного напряжения измен я- 7.19 ется от значения

Структура однопереходного транзистора и его эквивалентная схема показаны на 4.55. Область эмиттера (область с электропроводностью /7-типа) должна быть легирована сильнее, чем область базы (область с электропроводностью n-типа), для того чтобы при прямом включении эмиттерного перехода прямой ток через него имел в основном лишь дырочную составляющую. В этом случае из-за инжекции неосновных носителей заряда в базу транзистора и из-за накопления основных носителей, которые входят в базу через один из невыпрямляющих контактов к базе для компенсации инжектированного заряда неосновных носителей, будет происходить уменьшение сопротивления базы (модуляция) и увеличение тока между невыпрямляющими контактами к базе или тока в цепи нагрузки.

4.56. Входная (а) и выходные (б) статические характеристики однопереходного транзистора

Таким образом, однопереходный транзистор может находиться в двух устойчивых состояниях: в закрытом, которое характеризуется относительно большими сопротивлениями между различными выводами однопереходного транзистора, и в открытом (или в состоянии насыщения), характеризующемся относительно малыми сопротивлениями. В открытом состоянии однопереходный транзистор будет находиться до тех пор, пока инжекция носителей заряда через эмиттерный переход будет поддерживать в базе избыточную концентрацию неосновных и основных носителей заряда, т. е. до тех пор, пока ток эмиттера будет превышать значение тока выключения /выкл.

Определим коэффициент передачи тока однопереходного транзистора. При большой напряженности электрического поля в базе можно пренебречь диффузией носителей заряда и учитывать только дрейфовые токи:

Как видно, принцип действия однопереходного транзистора хотя и связан с инжекцией неосновных носителей в базу, но существенно отличается от принципа действия обычного биполярного транзистора. Кроме того, в связи с относительно большим объемом базы однопереходные тразисторы значительно уступают обычным биполярным транзисторам по частотным свойствам.