Сплавного транзистора

Так как противодействующий момент, создаваемый спиральными пружинами, прямо пропорционален углу закручивания, т. е. М ~ = ku а, то угол поворота катушки при равенстве моментов А/ ~М прямо пропорционален измеряемому току:

Подвижную катушку 3, выполненную из тонкого изолированного провода, намотанного на алюминиевый каркас или без каркаса, устанавливают в рабочем зазоре, и она может свободно в нем перемещаться. Концы обмотки соединены с растяжками 4 (спиральными пружинами или подвесом), создающими противодействующий момент и подводящими ток к подвижной катушке.

В электромагнитных измерительных механизмах ( 15.16, а,б,в) используют воздействие магнитного поля тока неподвижной катушки на подвижную ферромагнитную пластину Я, которая намагничивается и перемещается относительно катушки. Противодействующий момент создают растяжками (или спиральными пружинами).

Изготовление упругих элементов. У большинства электроизмерительных приборов противодействующий момент создается спиральными пружинами, растяжками и подвесами, которые в ряде случаев играют роль и токоподводов. Растяжки и подвесы служат и для крепления подвижной части прибора. Эти детали объединяются в группу упругих элементов электроизмерительных приборов. Ввиду исключительной ответственности этих деталей правильный выбор материала и технология их изготовления приобретают особо вгжиое значение.

Так как противодействующий момент, создаваемый спиральными пружинами, прямо пропорционален углу закручивания, т. е. М = = k а, то угол поворота катушки при равенстве моментов М -М прямо пропорционален измеряемому току :

Так как противодействующий момент, создаваемый спиральными пружинами, прямо пропорционален углу закручивания, т. е. Л/ = = k а, то угол поворота катушки при равенстве моментов Л/ ~^"пр прямо пропорционален измеряемому току:

креплена на одной оси с указательной стрелкой, крылом воздушного успокоителя и двумя спиральными пружинами; При прохождении тока /i по неподвижной катушке и тока /г по подвижной катушке между ними возникает сила взаимодействия, при этом на подвижную катушку действует пара сил, вызывающая поворот подвижной катушки. При постоянном токе вращающий момент и угол поворота подвижной катушки пропорциональны произведению токов в катушках. При переменном токе вращающий момент и пропорциональный ему угол поворота подвижной катушки определяются произведением действующих значений в катушках и косинуса угла сдвига фаз между ними:

Противодействующий момент, создаваемый спиральными пружинами, Mnp=Wa, где W — коэффициент, характеризующий жесткость пружины. В положении равновесия МВр=Мпр, откуда

Учитывая, что противодействующий момент, создаваемый спиральными пружинами, Muf=Wa, найдем уравнение шкалы электромагнитного прибора:

компаундом. Обмотки управления включаются последовательно и по ним пропускается ток /, изменение которого необходимо зарегистрировать. Потоки, создаваемые обмотками управления Фу, замыкаясь через якорь 3, выполненный из магнитомягкого материала, придают его торцам свойства магнитных полюсов. В результате взаимодействия намагниченных торцов якоря с подмагни-чивающими потоками Ф_ создается вращающий момент, пропорциональный потоку управления, а следовательно, и току /. Противодействующий момент создается мощ-ными спиральными пружинами.

компаундом. Обмотки управления включаются последовательно и по ним пропускается ток /, изменение которого необходимо зарегистрировать. Потоки, создаваемые обмотками управления Фу, замыкаясь через якорь 3, выполненный из магнитомягкого материала, придают его торцам свойства магнитных полюсов. В результате взаимодействия намагниченных торцов якоря с подмагни-чивающими потоками Ф_ создается вращающий момент, пропорциональный потоку управления, а следовательно, и току /. Противодействующий момент создается мощными спиральными пружинами.

6.20. Конструкция маломощного сплавного транзистора в корпусе с гер«-метизацией электросваркой (а) и с холодной сваркой (о):

6.21. Конструкция мощного сплавного транзистора в корпусе с герметизацией горячей сваркой (а) и с холодной сваркой (б):

8.49. У несимметричного сплавного транзистора, характеристики которого изображены на 8.6, при включении в схему с общей базой ошибочно поменяли местами выводы коллектора и эмиттера. Поясните, как при этом изменятся токи коллектора, эмиттера, базы, обратный ток коллекторного перехода и коэффициент передачи эмиттерного тока, и начертите примерный вид входных и выходных характеристик. 8.50. На 8.7 изображена простейшая схема для измерения коэффициента передачи тока базы р. Напряжение источника питания ?=3-Н5 В, сопротивление резистора /?=100-*-500 кОм. Поясните, как, пользуясь этой схемой, можно примерно рассчитать р.

8.186. Емкость коллекторного перехода германиевого сплавного транзистора равна 10 пФ при обратном напряжении смещения 10 В. Чему равна емкость при нулевом напряжении смещения (считайте контактную разность потенциалов фк=0,3 В)?

На границе областей сплавной технологией получают два р-п перехода — эмиттерный и коллекторный. Чаще всего переходы изготавливаются несимметричными по своей конструкции, т. е. с неодинаковыми геометрическими размерами. Переход с меньшей площадью имеет приграничный слой полупроводника р-типа с большей концентрацией примесей (легирован сильнее), чем приграничный слой полупроводника р-типа со стороны перехода большей площади. Полупроводник с большей концентрацией примесей обычно обозначают р +. Средний слой называется базой, крайний сильно легированный — эмиттером, а слой с большей площадью — коллектором. Части поверхностей эмиттера, базы и коллектора покрываются металлическими пленками. К этим пленкам сваркой или пайкой прикрепляются внешние выводы. Сам кристалл крепится на кристаллодержателе и помещается в герметизированный металлический корпус, а выводы через изоляторы выводятся наружу. Реже изготавливается биполярный транзистор симметричной конструкции ( 5.2,6). Симметричный транзистор сохраняет свои электрические характеристики при взаимной замене в схеме включения выводов эмиттера и коллектора. Конструкция биполярного транзистора, изготовленного по диффузионной технологии с точечными р-п переходами, не отличается от рассмотренной конструкции сплавного транзистора, однако электрические параметры его существенно отличаются вследствие малых токов и емкости переходов. Кроме сплавной и диффузионной технологий при изготовлении биполярных транзисторов применяется планарно-эпитаксиальная технология, позволяющая получить транзисторы с малыми отклонениями значений электрических параметров.

Рассмотрим работу на постоянном токе биполярного диффузионного сплавного транзистора со структурой р-п-р, включенного по схеме с ОБ в активном режиме ( 17.5). Сделаем ряд допущений: заряды распределены равномерно, поверхностные эффекты отсутствуют, реальный транзистор заменен одномерной моделью по оси х, перпендикулярной плоскости эмиттера (коллектора), толщина базы незначительна, эмиттер насыщен акцепторной примесью во много раз больше, чем база донорной примесью, коллектор по площади значительно больше эмиттера.

Обрывы или перегорание внутренних выводов чаще всего случаются при использовании очень тонкой проволоки, которая бывает неоднородна по толщине. Такую проволоку применяют, например, для создания выводов пленарных транзисторов. Вероятность такого отказа растет, если прибор подвергается воздействию вибрации, ударов и т. п., а также при изменениях температуры. Иногда наблюдаются обрывы вывода сплавного транзистора в месте припайки к навеске. Причиной такого обрыва может быть нарушение технологии пайки либо отсутствие термокомпенсирую-щего изгиба (тогда обрыв происходит при низкой температуре).

Устройство транзисторов схематически показано на 12-1. Основанием сплавного транзистора ( 12-1, а) служит пластина и-германия, которую называет базой. С двух сторон в базу вплавлены таблетки индия, на грашщах которых с базой в процессе вплавления образуются слой с дырочной проводимостью, эмитхер-ная область (эмиттер) и коллекторная область (коллектор). По границам вплавления образуются электронно-дырочные переходы: эмиттерный и коллекторный. К базе, эмиттеру и коллектору припаяны выводы. Таким образом, транзистор в простейшем случае представляет собой трехслойную структуру, в которой крайние области образованы полупроводниками с проводимостью, отличной по виду от проводимости средней области. Эти области отделены друг от друга электронно-дырочными переходами.

Рассмотрим основные процессы и физические параметры на модели сплавного транзистора, работающего в активном режиме.

12-24. Устройство низкочастотного сплавного транзистора.

Устройство сплавного транзистора показано на 4.8, а. Сплавные транзисторы выпускаются на малые мощности (до 0,3 Вт) с частотами /а до 1 МГц и на большие мощности (Р>&Вт) с /а ^500 кГц. Недостатки сплавных транзисторов — невысокая предельная частота коэффициента усиления по току.