Транзисторов одинаковы

На 6.11 приведены входные (а, б) и выходные (в, г) характеристики транзистора типа КТ301 по схеме с ОЭ для двух значений температуры: 20 и 85° С. При работе транзисторов необходимо знать допустимые пределы или диапазоны изменения температуры окружающей среды и самих приборов, при которых гарантируется их надежная работа. Для характеристики этих режимов вводятся тепловые параметры транзисторов, которые указываются в их паспортных данных.

от корпуса элемента. Для отвода тепла - от элементов (особенно транзисторов) при пайке необходимо пользоваться плоскогубцами или пинцетом с достаточной массой. Ими следует держать припаиваемый вывод между корпусом элемента и местом пайки. При пайке полевых транзисторов необходимо заземлить жало паяльника, иначе транзисторы могут пробиться.

В процессе проектирования МДП-транзисторов необходимо стремиться к уменьшению - длины канала, площади затвора и паразитных емкостей. Это позволяет получать высокочастотные приборы с хорошими шумовыми характеристиками. Важным дополнительным требованием является обеспечение высокой подвижности носителей заряда в канале, что можно достигнуть путем применения совершенных монокристаллических материалов. Высоким требованиям должен также удовлетворять диэлектрический слой, изолирующий затвор МДП-структур. В первую очередь он должен обладать высокой электрической прочностью и обеспечивать малые токи утечки через подложку. Высокие изоляционные свойства диэлектрического слоя должны поддерживаться в течение длительного времени, слой должен быть стойким к воздействию внешней среды. При этом толщина диэлектрического слоя обычно не должна превышать десятых долей микрометра.

Время перехода транзистора из состояния «1» в «О» равно сумме времени рассасывания tp и длительности спада tc. ?'° = ?р + ?с. В цифровых устройствах принято использовать понятие среднего времени задержки сигнала при прохождении через ключ: ;3 ср = (?01 + /10)/2. Очевидно, для реализации высокого быстродействия в качестве ключевых транзисторов необходимо использовать специальные транзисторы: с малыми междуэлектродными емкостями; малой толщиной базы и, следовательно, малым сопротивлением базовой области; неравномерным распределением примесей в базе с целью создания дополнительного ускоряющего поля для неосновных носителей.

Для арсенид-галлиевых цифровых микросхем наиболее перспективны нормально закрытые МЕП-транзисторы (см. § 8.5). При создании этих транзисторов необходимо обеспечивать как можно меньший технологический разброс пороговых напряжений. Снижение разброса пороговых напряжений представляет серьезную технологическую проблему, так как согласно формуле (5.1) пороговое напряжение линейно зависит от концентрации доноров в канале и квадратично—от толщины слоя 3.

Для исключения режима насыщения транзисторов необходимо ограничить входное напряжение. На границе насыщения t/вк = 0> отсюда получаем условие предотвращения режима насыщения: 1/вх= = {/*< (/к = U°> т. е. U1 <, U°, что невозможно. Следовательно, не посредственное последовательное соединение переключателей тока для полного исключения режима насыщения недопустимо и нужны дополнительные согласующие схемы, предотвращающие режим насыщения, — схемы смещения уровня.

Для использования транзисторов необходимо представление сведений о них в виде характеристик и параметров, которые позволяют правильно выбрать транзистор и определить режимы его работы.

ченными. Такой режим работы транзистора называют режимом отсечки, а состояние транзистора — выключенным Из-за малости обратных токов эмит-терного и коллекторного переходов U36 » t/t> т. е. 1/Эб > 0; ^ко « ^г> сле' довательно UK(, > 0. Для обеспечения режима отсечки транзисторов необходимо обеспечить указанную полярность напряжения на переходах;

Кроме этих двух фундаментальных физических причин ограничения быстродействия в различных полупроводниковых приборах необходимо учитывать постоянные времен^ перезаряда барьерных емкостей р-п-переходов (в биполярных транзисторах, тиристорах, диодах, полевых транзисторах с управляющим переходом), постоянные времени перезаряда распределенных емкостей в МДП-структурах МДП транзисторов и приборов с зарядовой связью.

Таким образом, для продвижения вверх по частотному диапазону наряду с совершенствованием различных полупроводниковых СВЧ-приборов (генераторов Ганна, лавинно-пролетных диодов, биполярных и полевых транзисторов) необходимо изыскание новых принципов усиления и генерации электрических колебаний. Увеличение быстродействия выпрямительных диодов (особенно мощных, что очень важно) может быть достигнуто путем использования гетеропереходов и выпрямляющих электрических переходов между металлом и полупроводником, т. е. структур без инжекции неосновных носителей заряда в базу диода. При этом можно исключить относительно медленный процесс накопления неосновных носителей и соответственно процесс рассасывания этих носителей.

*' Для высокочастотных транзисторов необходимо учитывать влияние емкости коллекторного перехода Ск. При этом вместо т' следует использовать величину (т/+С„ЯкР«).

Если левая и правая половины усилителя симметричны: ЯК1 = ЯК2=:/?К, а параметры транзисторов одинаковы, то нетрудно убедиться, что при /?н=°°

это требование выполнено полностью, то больше ничего и не требуется для получения идеального ДУ. Действительно, при UBXl = Um2 = О достигается полный баланс моста, т. е. потенциалы коллекторов транзисторов одинаковы, следовательно, напряжение на нагрузке равно нулю. При одинаковом дрейфе нуля в обоих каскадах ОЭ (плечах ДУ) потенциалы коллекторов будут изменяться всегда одинаково, поэтому на выходе ДУ дрейф нуля будет отсутствовать. За счет симметрии плеч ДУ обеспечивается высокая стабильность при изменении напряжения питания, температуры, радиационного воздействия и т. д.

вход). Если плечи моста симметричны (транзисторы идентичны, а RKI — RKz) и f/вх = 0, то начальные токи покоя транзисторов одинаковы. При этом напряжения на коллекторах UK\ и f/K2 относительно заземленной точки схемы также равны, поэтому разность потенциалов между коллекторами (на нагрузке Rn) равна нулю. Изменение напряжения питания, температуры или воздействие какого-либо другого дестабилизирующего фактора вызывает равные приращения начальных токов транзисторов, что обусловливает равные приращения напряжений на коллекторах 6t)Ki — 6t/K2. Однако баланс моста при этом сохраняется и напряжение на нагрузке (напряжение дрейфа) равно нулю. При наличии входного сигнала (t/BX > 0) приращения коллекторных токов, а следовательно, и напряжений на коллекторах будут равны, но противоположны по знаку, что приводит к разбалансу моста и появлению на нагрузке разности потенциалов (1/ВЫх =7^0), за счет ко-

При симметричных плечах схемы (транзисторы идентичны, а /?к) = /?„2 = RK) и отсутствии входных сигналов ДУ сбалансирован и напряжение между коллекторами (на выходе) равно нулю. Поскольку ток /о делится пополам между плечами, потенциалы коллекторов обоих транзисторов одинаковы: UKO = ?/ВЫх1 = = У.ых2 = ?к - (/о/?к)/2 ( 4.28, б).

означает идентичность симметрично расположенных элементов, т. е. #Ki = RM\ Re\ = #02; Сь\ = GUI', параметры транзисторов одинаковы. Как видно из рисунка, мультивибратор состоит из двух усилительных каскадов по схеме ОЭ, выходное напряжение каждого из которых подается на вход другого.

с барьером Шотки. Поскольку зависимость толщины обедненного слоя резкого р+-л-перехода и высоты барьера Шотки [см. (2.66) и (3.5)], а также основные свойства обоих типов полевых транзисторов одинаковы, ниже рассматриваются только полевые транзисторы с р+-п-переходом в качестве затвора.

Вследствие симметрии каскада при отсутствии дифференциального сигнала (?вх == i/BX = 0) коллекторные токи транзисторов одинаковы и 1/вых --- 0. Нулевое значение ?/вых сохраняется при одновременном и одинаковом изменении токов в обоих плечах, какими бы причинами такое изменение не вызывалось. Следовательно, в идеальном ДК дрейф выходного напряжения отсутствует, хотя в каждом из плеч он может быть сравнительно большим. Симметрия не нарушается при синфазном изменении ?г и ?2, т. е. ДК нечувствителен к синфазному сигналу.

моста, двумя плечами которого являются внутренние сопротивления транзисторов 7\ и Т2, а двумя другими — резисторы RKI и RX2- К одной диагонали моста подключен источник питания Ек, а к другой - внешняя нагрузка RH. Входной сигнал постоянного или медленно изменяющегося тока прикладывается к базам обоих транзисторов (симметричный вход). Если плечи моста симметричны (транзисторы идентичны, a RKi = ЯК2) и UBX = 0, то начальные токи покоя транзисторов одинаковы. При этом напряжения на коллекторах [7к1 и UK2 относительно заземленной точки схемы также равны, поэтому разность потенциалов между коллекторами (на нагрузке RH) равна нулю. Изменение напряжения питания, температуры или воздействие какого-либо другого дестабилизирующего фактора вызывают равные приращения начальных токов транзисторов, что обусловливает равные приращения напряжений на коллекторах Д1/к1 = Д1/к2. Однако баланс моста при этом сохраняется и напряжение на нагрузке (напряжение дрейфа) равно нулю. При наличии входного сигнала (17ВХ > 0) приращения коллекторных токов, а следовательно, и напряжений на коллекторах будут равны, но противоположны по направлению, что приводит к разбалансу моста и появлению на нагрузке разности потенциалов (1/вых + 0), за счет которой в резисторе RH протекает ток усиленного сигнала.

При симметричных плечах схемы (транзисторы идентичны, a RKi = RK2 = Кк) и отсутствии входных сигналов ДУ сбалансирован и напряжение между коллекторами (на выходе) равно нулю. Поскольку ток /о делится пополам между плечами, напряжения на коллекторах обоих транзисторов одинаковы и равны l/rt = С7ВЫХ, = 1/вых2 = ЕК - (/ой,)/2 ( 7.41, б).

( 10.23, а). Симметричность означает идентичность симметрично расположенных элементов, т. е. Кк) = Як2, R6l = R62, C6i = Сб2! параметры транзисторов одинаковы. Как видно из рисунка, мультивибратор состоит из двух усилительных каскадов ОЭ, выходное напряжение каждого из которых подается на вход другого.

ментов имеют следующие значения: /?oi = ./?о2 = 20 кОм, У?1 = = 1,5 кОм, /?2 = 4,5 кОм, У?з=ЮО Ом. Параметры всех транзисторов одинаковы и равны: