Транзисторы биполярные

Наряду с линейными цепями, составленными из двухполюсных элементов, широко применяются цепи, содержащие четырехполюс-ные и многополюсные элементы', с их помощью моделируются такие важные устройства, как транзисторы, электронные лампы-триоды, трансформаторы и т. п. Указанные элементы имеют четыре (или более) внешних вывода или полюса, с помощью которых присоединяются к источникам или узлам осталь-

Электрической цепью называют совокупность устройств, предназначенных для прохождения тока и описываемых с помощью понятий тока и напряжения. Электрическая цепь состоит из источников (генераторов) и приемников электрической энергии. Источником называют устройство, создающее (генерирующее) токи и напряжения. В качестве источников могут выступать как первичные устройства, преобразующие различные виды энергии в электрическую (аккумуляторы, электромашинные генераторы, термоэлементы, пьезодатчики и т. д.), так и устройства, преобразующие электрическую энергии) первичных источников в энергию электрических колебаний требуемой формы. Приемником называют устройство, потребляющее (запасающее) или преобразующее электрическую энергию в другие виды энергии (тепловую, механическую, световую и т. д.). Физическими элементами реальной электрической цепи являются резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы, трансформаторы, транзисторы, электронные лампы и другие компоненты электроники. При этом электрическая цепь может конструктивно выполняться либо из указанных выше дискретных компонентов, лкбо изготовляться в едином технологическом цикле (интегральные схемы). Электрические цепи, содержащие как интегральные, так и дискретные компоненты, получили наименование гибридных.

Электронный ключ можно представить эквивалентной схемой 12.10, а. В роли электронного ключа К обычно используются активные элементы — транзисторы, электронные или газоразрядные лампы, полупроводниковые диоды и тиристоры. Качество работы ключа определяют следующими основными параметрами: сопротивлением разомкнутого ключа гр, сопротивлением замкнутого ключа г., емкостью ключа С. Чем меньше значения г3, С и больше лр, тем ключ считается лучше. Сопротивления г3 и гр определяют мощности рассеивания ключа в замкнутом и разомкнутом состояниях соответственно P3==E2r3/R2H; Рр=Е2/гр при гэ>^н>''р, где /?„ — сопротивление нагрузки ключа.

активный четырехполюсник в литературе вкладывают также и иной смысл, а именно — такой четырехполюсник, активная мощность на выходе которого превышает (может превышать) активную мощность на входе. Этот эффект достигается обычно за счет того, что в состав четырехполюсника входят активные невзаимные элементы, такие, как операционные усилители, транзисторы, электронные лампы, туннельные диоды и др. Чтобы различать эти два класса активных четырехполюсников, условимся рассматриваемый четырехполюсник называть активным автономным [по зажимам пгп и (или) pq], а четырехполюсник, обладающий свойством усиливать мощность, — активным неавтономным в направлении усиления мощности.

В радиоэлектронных устройствах имеются два основных источника шумов: дискретная структура тока в усилительных элементах (транзисторы, электронные лампы и т. д.) и тепловое движение свободных электронов в проводниках электрической цепи.

Настоящая глава в основном посвящена изучению явлений в автогенераторах, используемых для получения высокочастотных гармонических колебаний. В качестве усилительных элементов в подобных генераторах используются транзисторы, электронные лампы и другие аналогичные приборы, а в качестве цепей нагрузки — колебательные цепи с сосредоточенными или распределенными параметрами.

Электронный ключ можно представить эквивалентной схемой ( 12.6, а). Электронным ключом К обычно служат активные элементы — транзисторы, электронные или газоразрядные лампы, полупроводниковые диоды и тиристоры. Качество работы ключа определяют следующими основными параметрами: сопротивлением разомкнутого ключа гр, сопротивлением замкнутого ключа г3, емкостью ключа С. Чем меньше значения г3, С и больше гр, тем ключ считается лучше. С помощью сопротивлений г3 и гр определяют мощности рассеивания ключа в замкнутом и разомкнутом состояниях, т. е.

Источники шумов. Источниками шумов усилителей являются резистивные элементы, а также различные усилительные приборы: транзисторы, электронные лампы, диоды и др. Выбор транзистора или лампы для высокочувствительного усилителя зависит от двух параметров: их собственных шумов и входного сопротивления. Собственные шумы входного каскада усилителя определяют его чувствительность, а входное сопротивление — условия согласования с источником сигнала.

Особенности и назначение активных фильтров. Активный фильтр представляет собой четырехполюсник, содержащий пассивные /?С-цепи и активные элементы: транзисторы, электронные лампы или операционные усилители. Активные фильтры обычно не содержат катушек индуктивности. Стремление исключить катушки индуктивности из фильтра вызвано рядом причин: 1) катушки индуктивности имеют большие габариты и массу; 2) потери в катушках приводят к отклонению расчетных характеристик фильтра от реальных значений; 3) в катушках рассеивается большая мощность; 4) в катушках с сердечником проявляется нелинейный эффект, связанный с насыщением сердечника. Активные фильтры можно реализовать на повторителях напряжения, на операционных усилителях, на усилителях с ограниченным усилением и др.

Электрической цепью называют совокупность устройств, предназначенных для прохождения тока и описываемых с помощью понятий тока и напряжения. Электрическая цепь состоит из источников (генераторов) и приемников электрической энергии. Источником называют устройство, создающее (генерирующее) токи и напряжения. В качестве источников могут выступать как первичные устройства, преобразующие различные виды энергии в электрическую (аккумуляторы, электромашинные генераторы, термоэлементы, пьезодатчики и т. д.), так и устройства, преобразующие электрическую энергию первичных источников в энергию электрических колебаний требуемой формы. Приемником называют устройство, потребляющее (запасающее) или преобразующее электрическую энергию в другие виды энергии (тепловую, механическую, световую и т. д.). Физическими элементами реальной электрической цепи являются резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы, трансформаторы, транзисторы, электронные лампы и другие компоненты электроники. При этом электрическая цепь может конструктивно выполняться либо из указанных выше дискретных компонентов, либо изготовляться в едином технологическом цикле (интегральные схемы). Электрические цепи, содержащие как интегральные, так и дискретные компоненты, получили наименование гибридных.

1 Вентиль электрический (полупроводниковые диоды, транзисторы, электронные и ртутные выпрямители и другие преобразователи) — это прибор, обладающий односторонней проводимостью: высокой для токов одного (прямого) направления и низкой для токов противоположного (обратного) направления. Вентильным электроприводом называют такой, в котором регулирование режима двигателя производится с помощью управляемых электрических вентилей (преобразователей частоты, выпрямителей, регуляторов тока),

транзисторы биполярные — Т;

По числу электроны о-д ырочных переходов различают двухпереходные транзисторы (биполярные), однопере-ходные, трехпереходные, многопереходные транзисторы и транзисторы без инжекции (полевые транзисторы), не имеющие в выходной цепи ни одного электронно-дырочного перехода.

По роду инжектируемых носителей зарядов биполярные транзисторы подразделяют на транзисторы типа р-п-р, у которых инжектируются дырки, и транзисторы типа п-р-п, у которых инжектируются электроны.

Биполярные транзисторы являются наиболее распространенными.

Биполярные транзисторы

Биполярные транзисторы являются усилительными устройствами, управляемыми током. Они бывают двух типов: P-N-P и N-P-N.

Глава восьмая ТРАНЗИСТОРЫ БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

По принципу работы различают генераторы с внешней и внутренней обратной связью (ОС). Наконец, различие в элементной базе пассивной части схемы генератора позволяет вести речь об LC- и ЛС-генераторах. В качестве активных элементов в генераторах применяются электронные лампы, транзисторы (биполярные, полевые и др.), туннельные диоды, ОУ.

В данной главе наибольшее внимание будет уделено теории LC-генераторов синусоидальных колебаний с внешней обратной связью, использующих в качестве активного элемента биполярные транзисторы. Затем будут кратко рассмотрены особенности построения ЯС-генераторов и генераторов с внутренней ОС. Следует указать, что хотя изучение свойств автогенераторов проводится на примере конкретных схем, результаты исследования носят достаточно общий характер.

В зависимости от типа исходного полупроводникового материала различают германиевые, кремниевые и арсенид-галлиевые приборы. Первый элемент буквенно-цифрового обозначения полупроводникового прибора указывает в соответствии с ОСТ 11.336.919 — 81 тип материала: Г или 1 — для германия; К или 2 — для кремния; А или 3 — для арсенида галлия. Второй элемент обозначения указывает на класс прибора. Основные классы полупроводниковых приборов: Т — транзисторы биполярные; П — транзисторы полевые; Д — диоды выпрямительные; С — стабилитроны; Н — диодные тиристоры; У — триодные тиристоры.

Биполярные транзисторы, рассмотренные в § 1.4, 1.5, нашли чрезвычайно широкое применение в различных областях электронной техники. Однако в ряде случаев их использование затруднено, так как эти приборы управляются током, т. е. потребляют заметную мощность от входной це-