Транзистора значительно

Вольт-амперные характеристики биполярных транзисторов. Зависимость между током и напряжением во входной цепи транзистора /6=/i(t/63) называют входной или базовой характеристикой транзистора. Зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером при фиксированных значениях тока базы /к==/2(^кэ)/б=СОП5{ называют семейством выходных (коллекторных) характеристик транзистора.

насыщения она практически не зависит от напряжения ?/Си. Входная характеристика полевого транзистора — зависимость тока утечки затвора /3 от напряжения затвор — исток — обычно не используется, так как при ?/3„ <0 p-n-переход между затвором и каналом закрыт и ток затвора очень мал (/3 = 10~8-МО~9 А), поэтому во многих случаях его можно не принимать во внимание.

§ 4.5. Эквивалентные схемы и параметры транзистора. Зависимость

Зависимость выходного тока стока /с от управляющего напряжения на затворе [/Зи (при [/си = const) называется проходной или передаточной характеристикой МДП-транзистора. Зависимость /с (?/зи) называют также характеристикой входа-выхода МДП-транзистора, так как она связывает входное управляющее напряжение [/зн и выходной ток /с и определяет эффективность управления по затвору. Семейство проходных ВАХ МДП-транзистора изображено на 4.10. Характеристики начинаются в точке на оси входных напряжений [/зи, соответствующей пороговому значению напряжения затвора [/пор. Это естественно, так как только ипор u3lt при [/ЗИ>[/ПОР индуцируется проводящий канал и появляется выходной ток /с С увеличением значения параметра семейства проходных характеристик — напряжения стока [/си—зависимости /с (^зи) смещаются вверх. Этот факт легко объяснить, если вернуться к выходным ВАХ МДП-транзистора. В самом деле, с ростом стокового напряжения при постоянном напряжении затвора ток стока увеличивается на любом участке выходной ВАХ (см.

В области низких частот, где проявляются 1//-шумы транзистора, зависимость Кш от напряжения на коллекторе приведена на 14.5, б. Изменение дробовых шумов р-л-переходов транзистора, включая генерационно-реком-бинационные шумы, а также теплового шума базы из-за эффекта модуляции с ростом f/кэ мало. При напряжениях ^;кэ, близких к предпробойным, коэффициент шума увеличивается за счет микроплазменных шумов и шумов лавинного умножения.

Зависимость /Сш биполярного транзистора БТ от частоты определяется соотношением (14.21) и приведена на 14.6. На низких частотах до ш<сот преобладает избыточный шум, а коэффициент шума уменьшается с ростом со. На средних частотах Кш определяется «дробовыми» и тепловыми шумами и приблизительно постоянен. На высоких частотах возрастают шумы токораспределеиия. В формуле (14.21) влияние избыточного шума учитывается членами, содержащими 0(0), шума токораспределе-ния — членами с сотп.

происходит насыщение, называется напряжением насыщения (t/с.нас-) Если снять зависимость тока /с от напряжения f/сдля ряда напряжений на затворе (L/зи < 0), то получим семейство выходных характеристик полевого транзистора.

На 17, г показана входная характеристика полевого транзистора— зависимость между током затвора и напряжением затвор — исток. Она представляет собой вольт-амперную характеристику p-n-перехода. Рабочему режиму соответствует, обратная ветвь характеристики. Входной ток очень мал, а входное сопротивление велико.

Выходные характеристики полевого транзистора приведены на 17, д. На начальном участке этих характеристик зависимость между током стока и напряжением сток — исток близка к линейной.. При дальнейшем повышении напряжения сток — исток ток

Зависимость статического коэффициента усиления тока биполярного транзистора от выходного напряжения

В режиме больших токов инжектора время перезарядки емкости (см. формулу (7.24)] становится пренебрежимо малым. На участке // средняя задержка достигает наименьшего значения и почти не зависит от тока инжектора. В этом режиме заряды неосновных неравновесных носителей, накапливаемых в областях переключательного транзистора, значительно превышают заряды в барьерных емкостях р-п переходов. Поэтому минимальная средняя задержка определяется временем рассасывания. С ростом тока инжектора пропорционально увеличивается заряд неосновных неравновесных носителей, но во столько же раз возрастает ток, рассасывающий этот заряд. Поэтому время рассасывания передняя задержка на участке // почти не зависят от тока инжектора.

ние для сопротивления со стороны входных выводов транзистора значительно упрощается:

Анализируя полученные выражения, следует отметить, что входное сопротивление и коэффициент усиления тока составного транзистора значительно увеличились по сравнению с одиночными транзисторами. Это положительное явление. В то же время увеличение коэффициента внутренней ОС по напряжению может отрицательно сказаться на устойчивости устройства, реализованного на таком составном транзисторе. Повышение выходной проводимости (понижение выходного сопротивления) составного транзистора можно оценивать по-разному в зависимости от того, где будет применяться данный составной транзистор. Следует добавить, что составной транзистор будет транзистором п-р-п типа. Соединение транзисторов р-п-р и п-р-п типа позволяет получить р-п-р- составной транзистор.

Во-первых, остаточное напряжение, которое определяет дрейф, сильно зависит от температуры, так как параметры транзистора значительно изменяются с изменением температуры. Таким образом, УПТ с преобразованием сигнала на транзисторных ключах имеет сравнительно большой дрейф остаточного напряжения в пределах от 0,1 до 1 мВ/°С. Так как дрейф модуляции сигнала определяется дрейфом остаточного напряжения, то он имеет примерно такое же значение. Модуляторы на резисторных ОП и на варикапах обладают более стабильными температурными параметрами. Кроме того, полоса пропускания УПТ с оптронным модулятором превосходит полосы пропускания других типов УПТ. Только УПТ с модуляторами, реализованными на варикапах, имеют примерно такую же полосу пропускания, что и УПТ с оптронными модуляторами.

Составной фототранзистор. Применение составного фототранзистора (см. 5.54) позволяет еще больше увеличить чувствительность, так как коэффициент передачи тока р составного транзистора значительно больше, чем у обоих его компонентов. Связь между токами в составном транзисторе ( 5.56) имеет вид

всех полевых транзисторов в отличие от биполярных. Если для биполярного транзистора ввести крутизну SET — dlyj /dLJf,3 и учесть, что ток коллектора /к ~ехр (?/Бэ/фт), то определим SET =/к/фт- С другой стороны, для МДП-тран-зистора в пологой области характеристик из (5.7) и (5.3) имеем 5МДП = 2/с / (^зи—Unof). Таким образом, при одном и том же постоянном выходном токе (/к = /с) получим 5Бт/5мдп =,(?/зи — ?/ПОр)/(2фт)>1. Следовательно, крутизна биполярного транзистора значительно выше, а влияние выходной емкости на граничную частоту схем на биполярных транзисторах слабее.

Полупроводниковую область МДП-структуры можно рассматривать также как своеобразный резистор, сопротивление которого определяется его геометрическими размерами и электрофизическими параметрами полупроводникового материала. Наличие управляющего электрода у МДП-структуры позволяет изменять сопротивление этой области. С приложением к МДП-структуре внешнего электрического поля в слое полупроводника, прилегающем к диэлектрику, индуцируются добавочные заряды, изменяющие проводимость области объемного заряда. На эффекте модуляции проводимости слоя полупроводника переменным сигналом, приложенным между управляющим электродом и одним из торцевых контактов (истоком или стоком), основано использование МДП-структур в качестве транзистора. МДП-транзистор сильно отличается от биполярного транзистора, так как принцип действия его связан с перемещением основных носителей заряда. Благодаря этому МДП-транзистор обладает рядом важных преимуществ перед биполярным транзистором. Прибор характеризуется сравнительно малым уровнем шумов. Он лучше выдерживает вредные воздействия ядерной радиации, поскольку его работа мало зависит от времени жизни подвижных носителей заряда. МДП-транзистор легче вводить в монолитные ИМС в качестве элемента некоторых сложных конструкций, чем биполярные транзисторы, так как токи в биполярном транзисторе протекают в основном в направлении, перпендикулярном к поверхности исходной полупроводниковой подложки. Структура МДП-транзистора значительно лучше защищена от перегрузок по току, которые приводят к разрушению биполярных приборов.

Таким образом, в схеме усилителя, питаемого пульсирующим напряжением, коэффициент использования транзистора значительно выше, чем в схеме с постоянным напряжением питания. На 71 приведены зависимости относительных значений Р0, Р„ых

Так как сопротивление цепи смещения и входное сопротивление транзистора значительно превышают 50 кОм, то сопротивление входной цепи практически равно сопротивлению элемента связи Req=Ri=R = 5Q кОм; при этом постоянная времени и частота верхнего среза входной цепи [ф-ла (5.246)] равны:

Из выражений (3.1) и (3.3) следует, что остаточное напряжение замкнутого ключа при инверсном включении транзистора значительно меньше, чем при прямом (неинверсном), так как Р > р/. Кроме того, параметры замкнутого ключа существенно зависят от тока базы насыщенного транзистора. Как следует из соотношений (3.1) — (3.4), с ростом базового тока увеличивается остаточное напряжение и уменьшается выходное сопротивление ключа.