Транзистора транзистор

На 9.9 изображена схема генератора импульсов, в котором в качестве импульсного трансформатора в цепи положительной обратной связи использован диодный оптрон. Генератор работает следующим образом. В момент подачи напряжения питания в резисторе R\ и в базе транзистора появляется ток. Если произведение коэффициентов передачи тока транзистора Т и диодного оптрона ОД больше единицы, то благодаря положительной обратной связи транзистор лавинообразно переходит в режим насыщения. Коллекторный ток транзистора становится максимальным, сопротивление фотодиода оптрона резко умень-

В момент времени tz потенциал базы ?/6i закрытого транзистора становится отрицательным, но близким к нулю, и схема опрокидывается: транзистор Т1 — открывается, а транзистор Т2 — закрывается. После опрокидывания схемы начинается перезаряд конденсаторов. Ток заряда конденсатора С2, падение напряжения на резисторе RK2 и потенциал на коллекторе транзистора Т2 приближаются к — Ек (время Aj>). Этот же ток, проходя через переход эмиттер — база транзистора Т1, смещает его в прямом направлении, и база получает отрицательный потенциал. Несмотря на изменение напряжения ?/бь потенциал коллектора t/m не меняется, так как транзистор 77 находится в состоянии насыщения.

в. а.х. (см. 3.8). Для обеспечения этого условия необходимо, чтобы напряжение смещения затвора удовлетворяло условию ?,м — Uimp >?\
1 В схеме, приведенной на VIII.27, б, при повышении напряжения на участке коллектор — база ТР пробивается стабилитрон Cm и ограничивает величину ?/К.Б (напомним, что напряжение на участке коллектор — эмиттер отличается от напряжения на участке коллектор — база примерно на один вольт). Через Cm протекает ток базы ТР и поэтому он может быть маломощным (Д814). Зато он при коротком замыкании не разгружает по току регулирующий транзистор. Интересно отметить, что при коротком замыкании на выходе по резистору /? проходит большой ток и ?/К.Б регулирующего транзистора становится существенно меньше, чем рабочее стабилитрона. Это приводит к уменьшению величины РК. Включение резистора /? приводит к уменьшению к. п. д., если это недопустимо, то можно резистор не включать. Основную свою функцию ~- защиту ТР от перенапряжения — схема будет выполнять и без резистора К.

При определенной температуре окружающей среды устанавливается определенный ток эмиттера /э, который создает падение напряжения U3 на сопротивлении резистора R3. С уменьшением окружающей температуры проводимость транзистора становится меньше, т. е. сопротивление коллекторного перехода гк увеличивается, поэтому ток эмиттера /,, а следовательно, и ток коллектора /к уменьшаются. С понижением температуры уменьшается и обратный ток коллектора /„о, вследствие чего рабочая точка покоя А стремится сместиться вниз ( 5.24). Г другой стороны, точка покоя А перемещается вверх, так как уменьшился запирающий потенциал L/вэ (см. 5.23, а) относительно эмиттерного вывода.

Напомним, что возможный предел генерируемой частоты для транзисторных автогенераторов определяется граничной частотой транзистора. С приближением рабочей частоты к граничной фазовой сдвиг между токами коллектора и базы возрастает, а входное сопротивление транзистора становится комплексным. В результате нарушается баланс фаз и самовозбуждение становится невозможным. Как известно, граничная частота транзисторов, включенных по схеме с общей базой, значительно выше, чем транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером. Поэтому в диапазоне коротких волн чаще применяют автогенераторы, построенные по схеме с общей базой. Одна из таких схем приведена на 8.10,6. База через конденсатор С3 по переменной составляющей замкнута на корпус, а эмиттер - нет (емкость Сэ отсутствует). Поскольку средняя точка колебательного контура непосредственно соединена с эмиттером, соблюдается баланс фаз (напряжения ик и кб сдвинуты по фазе на 180°).

Рассмотрим процессы в схеме, начиная с момента времени ^0, когда транзистор Т закрыт напряжением «а конденсаторе С и идет разряд этого конденсатора через резистор У?о ( 7.2\,д). По мере разряда конденсатора потенциал базы транзистора становится менее положительным и в момент t\ достигает нулевого значения. Это приводит к открыванию транзистора Т и появлению тока коллектора 1К. Нарастающий ток iK ( 7.21, б) наводит э. д. с. на обмотках трансформатора. Вторичную (базовую) обмотку трансформатора включают таким образом, чтобы создавать и схеме положительную обратную связь, т. е. чтобы при увеличении t'K потенциал базы становился более отрицательным, что приведет к дальнейшему увеличению базового и коллекторного токов. В результате лавинообразного увеличения коллекторного тока (прямой блокинг-процесс) транзистор входит в насыщение (момент t2 на 7.21,6—е). На первичной коллекторной обмотке трансформатора создается перепад напряжения UKm=EK—UK3H&EK, являющийся выходным напряжением блокинг-генератора, а на разовой обмотке формируется отрицательный импульс напряжения i/6m = =Пб?к ( 7.21,г), где ti5=We/WK — коэффициент трансформа-

Эта формула основана на параболической зависимости тока стока от напряжения i/зиотс [см. выражение (1.22)]. При этом касательная к стокозатворной характеристике в точке i/зи = 0 отсекает на оси напряжения отрезок, равный 0,5 6/зи0то- Наклон касательной равен крутизне характеристики, которая для транзистора с управляющим р-п переходом при 6/зи = 0 достигает своей максимальной величины Smax. Заметим, что по данным справочника [13} разброс напряжения отсечки УЗИОТС = 2,8 ...7 В существенно больше расчетного. Это объясняется тем, что в справочнике указаны значения f/зиотс, измеренные непосредственно по заданному уровню тока стока /с = 10 мкА. Эти данные невозможно использовать при расчетах, так как при непосредственном измерении напряжения отсечки i/зиото погрешность измерения становится существенной, поскольку при малых токах /с стокозатворная характеристика транзистора становится очень пологой.

При этом напряжение на коллекторе транзистора становится равным

Напряжение на выходе открытого транзистора становится наименьшим при максимальном напряжении на затворе. Величина этого потенциала зависит от напряжения питания, сопротивления резистора и параметров транзисторов в схеме

Отпирание хотя бы одного из транзисторов VTl—VT3 приводит к повышению падения напряжения на резисторе R3 и обеспечивает запирание транзистора VT4 (так как потенциал эмиттера этого транзистора становится более высоким, чем потенциал базы, подключенной к низковольтному источнику опорного напряжения). В связи с этим ток от источника питания резко переключается с транзистора VT4 на транзисторы VTl—VT3. Падение напряжения на резисторе RI возрастает, потенциал базы транзистора VT5 снижается, транзистор VT5 запирается, а величина напряжения на выходе г/2 (на резисторе #4) падает до уровня логического нуля. Таким образом, схема позволяет реализовать логическую опера-

Пользуясь таблицами для коэффициентов четырехполюсника, приведенными в приложениях I и II первой части курса, можно от формы [Z] перейти к другим формам уравнений четырехполюсника. При расчетах транзисторных цепей часто пользуются формой [Я] в связи с удобством экспериментального измерения Н-параметров транзистора.

Пример 5-2. Заданы параметры плоскостного транзистора, работающего при низких частотах по схеме с общей базой: а = 0,96, гэ = = 30 ом, гк= 1,5 Мом, г§ == 400 ом. Сопротивление нагрузки в кол-

Полевыми (униполярными) транзисторами называются полупроводниковые активные элементы, в основе работы которых используются подвижные носители зарядов лишь одного типа — только электроны или только дырки. Наиболее характерной чертой полевых транзисторов является высокое входное сопротивление, поэтому они управляются напряжением, а не током, как биполярные транзисторы. Наибольшее распространение получили два основных типа полевого транзистора: транзистор с управляющим р-п-пере-ходом и транзистор со структурой металл — диэлектрик — полупроводник (МДП).

Принцип действия полевого транзистора с /7-л-переходом основан на изменении сопротивления активного слоя (канала) путем расширения р-и-перехода при подаче на него напряжения обратного смещения. На 2.20 приведен идеализированный разрез полевого транзистора с и-каналом. Выводы, сделанные от противоположных сторон пластины полупроводника «-типа, называются истоком и стоком (обозначены И и С соответственно). Вывод от р-области называется затвором (обозначен 3). В большинстве случаев выводы от затворов соединены между собой, поэтому в полевом

Это — основное соотношение между токами в цепях транзистора. Очевидно, что ток коллектора /к не может быть больше тока эмиттера /э, так как всегда часть дырок рекомбинирует в базе, несмотря на то, что ширина базы мала.

Если разорвать цепь эмиттера (/э = 0), то ток коллектора /к полностью не исчезнет. Через коллекторный переход будет протекать обратный ток /кбо, созданный неосновными носителями (дырками базы и электронами коллектора), для которых поле коллекторного перехода не является запирающим ( 32). Значение этого тока зависит от концентрации неосновных носителей в базе и коллекторе и при хорошем качестве полупроводников мало. В цепи коллектора направления этого тока и тока коллектора /к совпадают, а в цепи базы направления тока /Кбо и тока базы /б противоположны. Ток /Кбо называется неуправляемым током коллектора и является параметром транзистора. Его значение зависит от температуры. С повышением температуры ток /кбо резко возрастает (примерно вдвое при повышении температуры на 10° С). Ток /кбо характеризует температурные свойства транзистора и является основной причиной температурной нестабильности исходного режима работы транзистора.

таких микросхемах на МДП-транзисторах р-типа значительно возрастает потребляемая мощность, которая достигает 1 — 10 мВт/вентиль.

Потребляемая мощность значительно уменьшается в схемах на дополняющих МДП-транзисторах. Кроме того, логические ИМС на дополняющих МДП-транзисторах выгодно отличаются от микросхем на МДП-транзисторах «-типа, так как они обладают более высоким быстродействием, высокой помехоустойчивостью из-за большого перепада логических уровней, новыми логическими возможностями благодаря дополняющим структурам и высокой нагрузочной способностью (п^15 -т- 20). В этих схемах для каждого логического входа применяют два транзистора — транзистор «-типа и связанный с ним по затвору транзистор р-типа.

М ЦI-транзисторах: 1л.-«;. ПЛ.'!-Н!:.; 'i -xcva И-HI;

вые схемы базовых логически;; элементов положительной логики на дополняющих МДП-транзисторах. Отличительная особенность этих схем нйлкая потребляемая мощность: 1--5 МкВт/вентиль в статическим режиме и 50- -400 мкВт/вентиль в динамическом режиме (на порядок ниж?, чем в схемах на транзисторах одного типа электропроводности). На основе дополняющих МДП-транзисторов разрабатывают многофункциональные логические эле-

Входные и выходные ВАХ, полученные для транзистора, включенного по схеме с ОК (см. рис 5.11,6), будут отличаться от соответствующих характеристик того же самого транзистора, включенного по схеме с ОЭ (см. 5.9). Разница будет тем больше, чем больше отличается а/ от а (или р, от Р). Входные характеристики будут более положе, а выходные будут располагаться ниже вследствие уменьшения токов базы и эмиттера.