Напряжение коллектор эмиттер: Режим насыщения транзистора — теория и практика

Содержание

Режим насыщения транзистора — теория и практика

Между простой переключающей схемой и линейным усилителем на транзисторе имеется очевидное различие. В нормально работающем линейном усилителе коллекторный ток всегда прямо пропорционален базовому току. В переключающей схеме, такой как на рис. 1., коллекторный ток определяется, главным образом, напряжением питания VCC и сопротивлением нагрузки RL. Режим насыщения транзистора является достаточно важным и заслуживает подробного обсуждения.

Рис. 1. Иллюстрация режима насыщения. Транзистор действует как ключ для включения лампы.

Рассмотрим, что происходит с коллекторным током в схеме на рис. 1, если базовый ток постепенно увеличивается, начиная от нуля. Когда ключ S1 разомкнут, базовый ток не течет и ток коллектора ничтожно мал. Замыкание S1 приводит к появлению тока базы IB = VCC/RB, где мы пренебрегли разностью потенциалов на переходе база-эмиттер. Ток коллектора, протекающий по нагрузке R

L, равен IC=hFEVCC/RB. Для конкретной схемы, приведенной на рисунке, при hFE = 100 и при максимальном значении RB (50 кОм) получим:

IC=100×10/5000 А=20 мА

Падение напряжения на RL определяется произведением RLIC и в нашем случае равно 50 х 0,02 = 1 В. Транзистор при этом находится в линейном режиме; уменьшение RB приводит к увеличению тока базы, увеличению тока коллектора и, следовательно, к увеличению падения напряжения на RL. В этих условиях схема могла бы быть использована как усилитель напряжения.

Теперь рассмотрим случай, когда

RB=hFERL

и ток базы равен

IB=VCC/RB=VCC/(hFERL)

Следовательно, коллекторный ток равен

IC=(hFEVCC)/(hFERL)=VCC/RL

С точки зрения нагрузки транзистор ведет себя как пара контактов ключа. Из закона Ома следует, что ток нагрузки в этой ситуации не может превышать величины VCC/RL. Поэтому дальнейшее увеличение тока базы не может увеличить ток коллектора, который определяется теперь только сопротивлением нагрузки и напряжением питания. Транзистор находится в насыщении. На практике при насыщении транзистора между коллектором и эмиттером всегда остается небольшое напряжение, обычно обозначаемое VCE(sat). Как правило, оно меньше 1 В и может доходить до 0,1 B y транзисторов, специально предназначенных для работы в качестве ключей. Обычно VCE(sat) уменьшается по мере того, как через переход база-эмиттер течет все больший ток, то есть в случае, когда отношение тока коллектора I

C к току базы IB становится значительно меньше, чем коэффициент усиления тока транзистора hFE.

Грубо говоря, глубокое насыщение (малое значение VCE(sat)) имеет место, когда

IC/IB < hFE/5

Для схемы типа той, какая показана на рис. 1, когда ток базы задается просто подключением резистора к источнику питания, мы выбираем

RB/RL < hFE/5

Следовательно, для схемы на рис. 1, принимая типичное для транзистора 2N3053 (аналог КТ630Б — см. аналоги отечественных и зарубежных транзисторов) значение коэффициента усиления тока hFE = 150, имеем

RB/RL < 150/5 = 30.

Следовательно, при RL = 50 Ом мы выбираем

RB < 30 х 50 Ом = 1,5 кОм.

Итак, если в качестве нагрузки используется лампа с сопротивлением 50 Ом, то для ее эффективного включения нам следует выбрать сопротивление базового резистора меньше 1,5 кОм. Если это невозможно, когда, например, в качестве R

B используется фоторезистор с минимальным сопротивлением 10 кОм, то следует воспользоваться схемой Дарлингтона, чтобы увеличить коэффициент усиления тока.

Если биполярный транзистор работает с током коллектора, близким к максимальному, и нужно поддержать напряжение VCE(sat) на уровне долей вольта, то из-за уменьшения hFE может понадобиться базовый ток больше, чем Iс/10.

Возможно покажется неожиданным, что VCE(sat) может быть много меньше, чем напряжение VBE, которое у кремниевого транзистора равно примерно 0,6 В. Происходит это потому, что в режиме насыщения переход коллектор-база смещен в прямом направлении. Следовательно, мы имеем два р-n перехода, смещенных в прямом направлении, включенных навстречу друг другу так, что падения напряжения на них взаимно компенсируются. Эта способность биполярного транзистора иметь в режиме насыщения очень маленькое падение напряжения между коллектором и эмиттером, делает его весьма полезным переключающим прибором. Многие из наиболее важных применений электроники, включая обширную область цифровой электроники, используют переключающие схемы.

В режиме переключений транзистор работает либо с фактически нулевым током коллектора (транзистор выключен) или с фактически нулевым напряжением на коллекторе (транзистор включен). В обоих случаях мощность, рассеиваемая на транзисторе, очень мала. Значительная мощность рассеивается только в то время, когда происходит переключение: в это время и напряжение коллектор-эмиттер и ток коллектора имеют конечные значения.

Маломощный транзистор, такой как 2N3053, с максимально допустимой рассеиваемой мощностью менее одного ватта, может переключать мощность в нагрузке в несколько ватт. Следует обратить внимание на то, что максимальные значения коллекторного напряжения и тока не должны выходить за допустимые пределы; кроме того, желательно осуществлять переключения возможно быстрее, чтобы избежать рассеяния чрезмерно большой мощности.

4.13.    Пробой транзисторов | Электротехника

На процессы в транзисторе существенное влияние оказывает напряжение на коллекторе. Такое влияние обусловлено следующим. При изменении напряжения изменяется толщина области объем­ного заряда коллекторного перехода и соответственно толщина базы, а при достаточно больших коллекторных напряжениях начинает сказываться лавинное размножение.

С повышением напряжения на коллекторе толщина базы ста­новится меньше, что приводит к увеличению градиента концент­рации носителей заряда в базе, к уменьшению времени, в течение которого носители находятся в базе и, следовательно, к уменьшению роли рекомбинации в базе. Это ведет к росту коэффициен­тов передачи  и .

Смыкание переходов

При достаточно больших напряжениях на коллекторном переходе область объемного заряда коллектор­ного перехода может достигнуть эмиттерного перехода – произойдет так называемое смыкание переходов. При этом по­тенциальный барьер эмиттерного перехода понижается, резко возрастает ток эмиттера, а значит, и ток коллектора. Таким образом, смы­кание переходов является одной из причин, ограничивающих напряже­ние коллектора.

Лавинный пробой транзистора в схеме с ОБ

Второй при­чиной, ограничивающей напряжение коллектора, является лавинное раз­множение. При этом существенную роль играет режим цепи базы. Если ток в цепи базы не ограничен, что наблюдается, например, в схеме с общей базой, то пробой транзисто­ров не отличается от пробоя полу­проводникового диода. В этом слу­чае в коллекторном переходе прои­зойдет лавинный пробой при про­бивном напряжении .

Лавинный пробой коллекторного перехода представляет собой обра­тимый процесс, если ограничить возрастающий при пробое ток. С увеличением тока коллектора при лавинном размножении лавинный пробой может перейти в тепловой пробой с появлением отрицательного дифференциаль­ного сопротивления на выходе транзистора. Этот переход к теп­ловому пробою наиболее вероятен в транзисторах, изготовлен­ных из германия (материала с малой шириной запрещенной зоны).

Пробой транзистора в схеме с ОЭ

Если ток базы зафиксирован (напри­мер, при разомкнутой цепи базы или при включении в нее доста­точно большого сопротивления), то в транзисторе начинает проявляться обратная связь. Образующиеся при лавинном раз­множении пары носителей заряда разделяются электрическим полем коллекторного перехода: неосновные для базы носители уходят в коллектор, а основные – в базу. Таким образом, в базе создается избыточный заряд основных носителей и соответственно изменяется ее потенциал. Получающееся при этом напряжение открывает эмиттерный переход и увеличивает ток эмиттера.

Если вывод базы отключен от схемы, т.е. ток базы равен нулю, то основные носители заряда, накопившиеся в базе, могут исчез­нуть только двумя путями: либо уйти в эмиттер, либо рекомбинировать с неосновными носителями, инжектированными эмиттером. Од­нако транзистор делают так, что вероятность этих событий довольно мала.. Из эмиттера в базу проходит гораздо больше носителей, чем из базы в эмиттер, и носители, инжек­тированные в базу, почти не рекомбинируя, доходят до коллектора. Следовательно, каждый основной носитель, оказавшийся в базе в результате ударной иониза

ции в коллекторном переходе, вызовет инжекцию из эмиттера в базу большого числа неосновных носителей, что и приведет к существенному росту тока коллектора.

Пробивное напряжение коллектор-эмиттер при  = 0 мо­жет быть значительно меньше пробивного напряжения коллектор-база при = 0.

Отсюда можно сделать следующие практические выводы:

1) необходимо иметь в виду возможность пробоя тран­зистора, включенного по схеме с общим эмиттером, при значи­тельно меньших напряжениях, чем пробивное напряжение кол­лекторного перехода, если в цепь базы включено относительно большое сопротивление. Эти процессы будут обратимыми, если ток коллектора ограничен параметрами внешней схемы (например, сопротивлением нагрузки). В противном случае мощность, выделяющаяся в коллекторном перехо

де, может превысить допустимое значение, тогда произойдет необратимый тепловой пробой транзистора;

2) при включении транзистора в схему, находящуюся под напряжением (например, при измерении параметров транзисто­ров), вначале необходимо присоединить вывод базы, а затем вы­воды эмиттера и коллектора, чтобы не возникло условие нуле­вого тока базы

Вторичный пробой

Под вторичным пробоем понимают явле­ния, связанные с разогревом коллекторного перехода и приводя­щие к резкому увеличению коллекторного тока при одновремен­ном уменьшении коллекторного напряжения. При вторичном про­бое транзистора, как и при тепловом пробое диода, происходит шнурование тока, проходящего через коллекторный переход. Шнурование тока связано с наличием различного рода дефек­тов на поверхности и в объеме транзисторной структуры, которые могут приводить к локальному увеличению плотности тока через коллекторный переход.

Локальное увеличение плотности тока приводит к локальному разогреву участка коллекторного перехода и может вызвать его расплавление. В этом случае расплав полупроводника коллекторной области проникает в базу и достигает эмиттерной области. Эмиттерная и коллекторная области соединяются перемычкой такого же типа проводимости. При исследовании такого транзистора выпрямляющие свойства переходов остаются, а эмиттер соединяется с коллектором накоротко.

Основные параметры и характеристики биполярного транзистора.

Продолжаем разбирать все, что связано с транзисторами и сегодня у нас на очереди одна из наиболее часто используемых схем включения. А именно схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером (ОЭ)! Кроме того, на базе этой схемы мы рассмотрим основные параметры и характеристики биполярного транзистора. Тема важная и интересная, так что без лишних слов переходим к делу!

Название этой схемы во многом объясняет ее основную идею. Поскольку схема с общим эмиттером, то, собственно, эмиттер является общим электродом для входной и выходной цепей. Вот как выглядит схема с ОЭ для n-p-n транзистора:

А вот так — для p-n-p:

Давайте снова разбирать все процессы для случая с использованием n-p-n транзистора. Для p-n-p суть остается той же, меняется только полярность.

Входными величинами являются напряжение база-эмиттер (U_{бэ}) и ток базы (I_{б}), а выходными — напряжение коллектор-эмиттер (U_{кэ}) и ток коллектора (I_{к}). Обратите внимание, что в этих схемах у нас отсутствует нагрузка в цепи коллектора, поэтому все характеристики, которые мы далее рассмотрим носят название статических. Другими словами статические характеристики транзистора — это зависимости между напряжениями и токами на входе и выходе при отсутствии нагрузки.

Характеристики биполярного транзистора.

Выделяют несколько основных характеристик транзистора, которые позволяют понять, как он работает, и как его использовать для решения задач.

И первая на очереди — входная характеристика, которая представляет из себя зависимость тока базы от напряжения база-эмиттер при определенном значении напряжения коллектор-эмиттер:

I_{б} = f(U_{бэ}), \medspace при \medspace U_{кэ} = const

В документации на конкретный транзистор обычно указывают семейство входных характеристик (для разных значений U_{кэ}):

Входная характеристика, в целом, очень похожа на прямую ветвь ВАХ диода. При U_{кэ} = 0 характеристика соответствует зависимости тока от напряжения для двух p-n переходов включенных параллельно (и смещенных в прямом направлении). При увеличении U_{кэ} ветвь будет смещаться вправо.

Переходим ко второй крайне важной характеристике биполярного транзистора — выходной! Выходная характеристика — это зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-эмиттер при постоянном токе базы.

I_{к} = f(U_{кэ}), \medspace при \medspace I_{б} = const

Для нее также указывается семейство характеристик для разных значений тока базы:

Видим, что при небольших значениях U_{кэ} коллекторный ток увеличивается очень быстро, а при дальнейшем увеличении напряжения — изменение тока очень мало и фактически не зависит от U_{кэ} (зато пропорционально току базы). Эти участки соответствуют разным режимам работы транзистора.

Для наглядности можно изобразить эти режимы на семействе выходных характеристик:

Участок 1 соответствует активному режиму работы транзистора, когда эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный — в обратном. Как вы помните, в данном режиме незначительный ток базы управляет током коллектора, имеющим бОльшую величину.

Для управления током базы мы увеличиваем напряжение U_{бэ}, что в соответствии со входными характеристиками приводит к увеличению тока базы. А это уже в соответствии с выходной характеристикой в активном режиме приводит к росту тока коллектора. Все взаимосвязано

Цепи смещения усилителя — Микроэлектроника

Основными конфигурациями транзисторных усилительных цепей являются схемы с общей базой, с общим эмиттером и с общим коллектором. Для подачи правильного напряжения смещения на n-p-n или p-n-p переходы все они требуют двух источников тока. На переход база-эмиттер должно быть подано смещение в прямом направлении, а на переход база-коллектор — в обратном направлении. Однако оба напряжения смещения могут быть обеспечены с помощью одного источника тока.

Поскольку цепи с общим эмиттером используются наиболее часто, они детально описываются. Те же принципы применимы и к цепям с общей базой и общим коллектором.

На рисунке изображен транзисторный усилитель с общим эмиттером, использующий один источник питания.

Эта же цепь схематически изображена

Источник питания обозначен +Vсс. Символ заземления является отрицательным выводом источника питания Vcc. Один источник питания обеспечивает подачу правильного напряжения смещения для переходов база-эмиттер и база-коллектор. Два резистора (RB и RL) используются для распределения напряжения, обеспечивающего правильную работу транзистора. Резистор RL, сопротивление нагрузки коллектора, соединен последовательно с коллектором. Когда через коллектор течет ток, на резисторе RL появляется падение напряжения. Падение напряжения на резисторе RL и падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора должны в сумме равняться приложенному напряжению.

Резистор RB, соединяющий базу с источником питания, управляет величиной тока базы. Ток базы, текущий через резистор RB, создает на нем падение напряжения, составляющего большую часть напряжения источника питания. Меньшая часть этого напряжения падает на переходе база- эмиттер транзистора, обеспечивая правильное прямое смещение.

Один источник питания может обеспечить необходимые напряжения прямого и обратного смещения. В случае n-p-n транзистора потенциал на базе и коллекторе транзистора должен быть положительным по отношению к эмиттеру. Следовательно, источник питания может быть связан с базой и коллектором через резисторы RB и RL. Эту цепь часто называют цепью смещения базы, так как ток базы управляется величиной резистора RB и напряжением источника питания.

Входной сигнал подключается между базой транзистора и его эмиттером или между выводом входа и землей. Значение входного сигнала либо складывается с прямым смещением на эмиттерном переходе, либо вычитается из него. Это служит причиной изменения коллекторного тока, что, в свою очередь, приводит к изменению падения напряжения на резисторе RL. Выходной сигнал появляется между выводом выхода и землей.

Цепь, усилителя с общим эмиттером и одним источником питания, является нестабильной, так как она не может компенсировать изменения тока смещения при отсутствии сигнала. Изменения температуры приводят к изменению внутреннего сопротивления транзистора, что заставляет изменяться ток смещения и сдвигает рабочую точку транзистора, уменьшая его усиление. Этот процесс называется температурной нестабильностью.

Существует возможность компенсации температурных изменений в схеме транзисторного усилителя посредством организации отрицательной обратной связи в нем. Если часть нежелательного выходного сигнала подать на вход цепи, этот сигнал будет противодействовать изменениям в транзисторе. Такой процесс называется отрицательной обратной связью

В цепи, использующей отрицательную обратную связь, базовый резистор RB соединен непосредственно с коллектором транзистора. Если температура увеличивается, то ток коллектора и падение напряжения на резисторе RL тоже увеличиваются. Напряжение коллек- тор-эмиттер уменьшается, уменьшая также напряжение приложенное, к RB. Это уменьшает ток базы, что служит причиной уменьшения тока коллектора. Таким образом действует коллекторная цепь обратной связи.

На рисунке показан другой тип обратной связи.

Эта цепь похожа на цепь, усилителя с общим эмиттером и одним источником питания, за исключением того, что последовательно с выводом эмиттера включен резистор RE. Резисторы RB и RE и переход транзистора эмиттер-база соединены последовательно с источником питания Vсс.

Увеличение температуры служит причиной увеличения коллекторного тока. Ток эмиттера также увеличивается, увеличивая падение напряжения на резисторе RE и уменьшая падение напряжения на резисторе RB. Ток базы уменьшается, что уменьшает как ток коллектора, так и ток эмиттера. Поскольку сигнал обратной связи создается на эмиттере транзистора, эта цепь называется цепью эмиттерной обратной связи.

В цепи этого типа происходит уменьшение общего усиления цепи, связанное с тем, что входной сигнал переменного тока появляется как на резисторе RL, так и на резисторе Re и на транзисторе. При подсоединении конденсатора параллельно резистору Re

 

сигнал переменного тока обходит резистор RE, так как сопротивление конденсатора существенно меньше Rr Этот конденсатор часто называют блокировочным конденсатором.

Блокировочный конденсатор устраняет любые быстрые изменения напряжения на резисторе RE, благодаря тому, что он обладает низким импедансом для переменного тока. Блокировочный конденсатор удерживает напряжение на резисторе RE неизменным, в то же самое время не мешая работе цепи обратной связи, обеспечиваемой RE.

Температурная и временная стабильность напряжения коллектор-эмиттер насыщенного транзистора Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

1971

Том 231

ТЕМПЕРАТУРНАЯ И ВРЕМЕННАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ НАПРЯЖЕНИЯ КОЛЛЕКТОР-ЭМИТТЕР НАСЫЩЕННОГО

ТРАНЗИСТОРА

Г. П. ТРОФИМОВ

(Представлена научным семинаром кафедры радиотехники)

При построении ключевых устройств зачастую очень важной является задача уменьшения остаточных параметров. В режиме малых переключаемых токов (например, в модуляторах) исключительно используется инверсное включение транзистора. Поведение остаточных параметров транзисторов в этом режиме исследовано достаточно подробно [1]. Вопрос о способе включения транзистора в схемах для переключения токов милиамперного диапазона (1-20 ма) с учетом поставленных требований является не решенным .В ряде случаев [2] необходимо до минимума уменьшить дрейф остаточных параметров. Усложнение схем за счет использования компенсирующих элементов нежелательно. В таком случае необходимо попытаться уменьшить этот дрейф путем отыскания некоторого оптимального режима работы транзистора. С целью определения возможностей использования маломощных сплавных транзисторов в образцовых устройствах были исследованы температурный и временной дрейф напряжения коллектор-эмиттер в области насыщения для нормальной и инверсной схем включения. Закрытое состояние ключа ничем не отличается от случая, рассмотренного в [1].

Выражения для 11кэн и иэкл можно получить на основе рассмотрения процессов диффузии носителей зарядов с учетом объемных сопротивлений коллектора и эмиттера [3]. В указанной области внешних токов обратными токами через переходы можно пренебречь и получить эти выражения в следующем виде:

^кэн = 1п В г/1 , Р77-ГТГ — 1 Лп л-гк)~ /б Г9; (1)

Вм (В/ /б — /э)

иэкн = Фт 1п ——/———/э (гк+ тэ) — /б гк; (2)

I

где ер? — диффузионный (температурный) потенциал;

/к, /э ~ выходные токи транзистора соответственно в нормальном и инверсном включении; /б , /б7 — управляющие токи базы при нормальном и инверсном

включении;

Вм, В/ — коэффициенты .усиления соответствующих токов базы;

79

Г I

гэ, гк — объемные сопротивления материалов эмиттера и коллектора.

Значения Ду, Б/, г’ьУ г’к и обратных токов коллекторного (/ко) и эмиттерного (/эо ) переходов некоторых исследованных транзисторов (50 штук каждого типа) приведены в табл. 1. Обратные токи определены при нулевом напряжении на соответствующем переходе.

Таблица 1

Тип г’9, ом г’к, ом , мка ко мка

МП16* 28 2,2 0,44 4 0,16 1,3 1,0

МП16Б 62 3,4 0,4 0,15 0,9 0,55

МП11А 64 4,4 0,48 0,17 4,6 3,3

МП10Б 44 3,6 — — 9 7

*) по данным [3].кэн

/Сб„)

N■

/Се,)

(3)

(4)

Эти функции имеют минимум. При малых токах базы основной вклад в остаточное напряжение вносит диффузионная составляющая, которая с ростом базового тока убывает. Резистивная составляющая с ростом управляющего тока увеличивается. На рис. 1 и 2 представлены экспериментальные кривые вида (3) и (4). Рассчитанные по выражениям (1)

НормдАьное включение МП42Б

кэн,6

Нормлльное включение МП11

«Тл-

ят 15 20 ?5 30

10 15 20 25 30

Рис. 1.

и (2). значения IIкэн и иэки отличаются от экспериментальных не более, чем на 20\% . Из полученных данных следует, что при одной и той же степени насыщения падение напряжения в инверсном включении в 3-4 раза меньше, чем в нормальном. Однако необходимые токи базы 1м в этом случае в 15—25 раз больше 1ш и могут превышать токи нагрузки. В конкретной схеме могут возникнуть трудности управления ключом.

Рассмотрим зависимость остаточных напряжений от температуры. В общем случае выражения (1) и (2) можно представить как некоторые функциональные зависимости вида

у =/(*,), ¿ = 1,2,…, л, (5)

где аргументы х1 отражают физические параметры и внешние токи транзистора. Последние могут быть стабилизированы и их температурной зависимостью можно пренебречь. Остальные т параметров (исключая фг) определяются физическими характеристиками материалов г^ *), которые подвержены влиянию температуры, т. е.

Х1 = Ъ\*11Т)Ь]=\Л(6)

Нэки,

Мб

10

60 50 40 30 20 10

инверсное включение

1Э я 1 л/а

0 2 4 6 8 Ю 12 Щ 16 18 20 Г5

Мереное включение

МП11

МП42Б

15

О 5 10 15 20 25 50 35 40 4 5 50 5 5 60 6

Рис. 2.

С учетом последнего выражения полный дифференциал функции будет иметь вид:

ау = уу^д^д1><1т, (7)

¿¿1дх1дг]дТ

б®,

— детерминированные функции;

где

д/

дх,

Р

ог} д?

— температурный коэффициент параметра;

с1Т — приращение температуры. Величина йу определяет полное абсолютное отклонение исследуемой функции от некоторого начального значения при- изменении температуры на а’Т градусов. Трудности аналитического расчета йу заключаются в том, что параметры гу зависят от температуры не явно, связаны с характеристиками материала нелинейными эмпирическими зависимостями, которые разработчику аппаратуры .неизвестны, подвержены влиянию многих случайных факторов технологического и производственного характера и т. д. Поэтому расчет йу оказывается громоздким и имеет значительную погрешность.

Для качественной оценки необходимо знать характер температурных зависимостей, входящих в выражения (1) и (2) параметров. При неизменной нагрузке и стабильных источниках выходные токи /к и / можно считать постоянными. При управлении транзистором от генера-

*) Здесь не учитываются геометрические размеры, способ изготовления транзистора и другие подобные факторы.

6. Заказ 6642 81

тора тока величины /адг и /й/также не зависят от температуры. Так как остальные параметры выражений (1) и (2) с температурой возрастают, то температурный коэффициент напряжений (ТКН) IIКЭн и иэкн оказывается положительным.

При управлении от источника напряжения и при небольших величинах сопротивлений эквивалентного генератора (сотни ом — единицы килоом) токи базы с температурой возрастают, а коэффициенты В дг и В1 уменьшаются. Характер выражений икэн=/(Т) и {Уэкн = /(Т)

оказывается более слож-

-К$=0,51ком

ным, а знак ТКН зависит от режима и температуры.

На рис. 3 приведены экспериментальные характеристики для одного из транзисторов МП16Б при различных Rd . Аналогичные зависимости получены для всех других исследованных транзисторов в нормальном и инверсном включении. Из полученных данных следует, что в случае небольших величин Ro при некотором управляющем токе (обозначим его hr) знак ТКН меняется. Это обстоятельство позволяет создать высококачественные термостабильные схемы с ТКН менее 10 мкв/град (в узком диапазоне температур 20—f-+ 40°С).

В табл. 2 приведены экспериментально полученные значения ТКН при токах/бг-При уменьшении тока базы по сравнению с hr ТКН резко возрастает (до сотен мкв/град), а знак становится отрицательным. При /й>/ знак ТКН положителен. В таблице указаны значения ТКН при токе Ду, который определяет минимальные величины напряжений UK3H и U экл на вольт-амперных характеристиках (3) и (4). Максимальная величина ТКН при глубоких насыщениях не превышает значений при hu. Токи 1ьт при данных 1К или h существенно различны для разных образцов транзисторов даже одной партии (например, при /к = / э =10 ма для транзисторов МП16Б в нормальном включении hr -г- (0,7 -т- 2) ма, в инверсном / т — (4 -т- 13) ма.(¡х ма ма мкв дикэ, град при /бг гби : ма мкв диКЭ) град при /би

МП42Б № 1 норм. вкл. 1 0,8 5 0,68 10 0,35 15 0,27 20 0,23 +3 +5 +6 + 2 ‘ + 3 2,4 8 12,6 15,4 20 + 15 + 30 +80 +73 +68

МП16 № 9 норм. вкл. 1 2,0 10 1,0 + 3 -5 2,1 :4 +20 +38

МП16Б № 9 инв. вкл. 1 4,1 10 9,2 0 0 10 40 + 14 +26

МП10Б № 1 норм. вкл. 10 0,7 -1,5 10 + 24

МП10Б № 1 инв. вкл. 10 4,0 + 2 25 + 36

МП11 № 5 норм, вкл. 1 2,4 10 2,3 ±1 +7 3 14 + 10 + 53 —

МП11 № 5 инв. вкл. 1 8 10 12 +4 —2 11 45 +42 + бГ

Кривые, приведенные на рис. 4, показывают, что при необходимости путем изменения тока базы можно легко подобрать пару разнотипных транзисторов с равными ТКН, знаки которых одинаковы или противоположны.

С целью получения эмпирических зависимостей иКэн~ /(Т) и и экн =/(Т) с учетом режима работы была проведена обработка экспериментальных данных на вычислительной машине М-20. В качестве независимых параметров были выбраны два внешних тока и температура по Цельсию. Искомые зависимости отыскивались в виде

Ц<3н = /(/«, V Л; (8)

£Лкн=/(/э, /6/, Т). (9)

Полученные результаты показывают, что наилучшее совпадение с экспериментальными данными (в пределах 10%) получаются при аппроксимации зависимостей (8) и (9) полным полиномом второй степени. Коэффициенты полинома меняются от образца к образцу. По этой причине не имеет смысла приводить искомый частный результат.

Исследован временной дрейф выходного напряжения насыщенного ключа. При аналитическом подходе здесь необходимо учитывать упомянутые ранее трудности. На старение элементов оказывает влияние еще большее количество факторов и более случайным образом. Поиск общих закономерностей требует обработки большого количества дан-

6-, * ■ 83

ных в течение длительного времени. Экспериментально найдено, что во всех случаях при испытании ранее неиспользованного транзистора временной дрейф в начальный промежуток времени довольно велик и

составляет 1-2 мв за час.

21

20 19 18 17

16 15

13 12 11

10 9 8

11кэн,мв

1к=1ма

Бма

МП42бмЗ Гг0,2ма

МП11м51б = 5мсг

МП!1ы5Г$*2ма

МП42бм315=0,4ма

МП42Б Г5=5ма

После двухчасовой «приработки» он уменьшается до 10-20 мкв/час. Замечено, что при токах базы вблизи значений 1ьт временной дрейф минимален. Однако в любом режиме напряжение на насыщенном транзисторе с течением времени уменьшается.

-10/УП99/ <

20-

28

36

44

52 Т,°С

Рис. 4.

Рис. 5.

Исследования проведения напряжений коллектор-эмиттер проводились по схеме, изображенной на рис. 5. Внешние токи задавались магазинами сопротивлений РЗЗ от стабильного источника У1199. Величина базового тока контролировалась миллиамперметром МН09 класса 0,2, значения выходного тока устанавливались по падению напряжения на образцовом сопротивлении потенциометром постоянного тока Р307 класса 0,015. При определении температурной зависимости икЭн (или и ЭКн исследуемый транзистор помещался в термостат. Вольтамперные характеристики и временной дрейф определялись в комнатных условиях.

Полученные данные позволяют утверждать, что при определенном соотношении управляющего и выходного токов напряжение коллектор-эмиттер насыщенного сплавного транзистора оказывается слабо зависимым от температуры и времени, что позволяет использовать такие транзисторы для построения высокостабильных устройств. С точки зрения величин температурного и временного дрейфа напряжения коллектор-эмиттер нормальная и инверсная схемы ключа равноценны. Несколько меньшее значение £/экн по сравнению с £/кэн достигается при значительно больших базовых токах. Поскольку ток управляющей схемы ограничен, предпочтение следует отдать нормальному включению транзистора.

Автор выражает сердечную благодарность сотруднику Новосибирского электротехнического института В. И. Денисову за большую работу по обработке экспериментальных данных на вычислительной машине. Автор благодарен доценту, к.т.н. М. С. Ройтману за просмотр рукописи несделанные замечания. I

ЛИТЕРАТУРА

1 1 В Н. Анисимов; А. П. Голубев. Транзисторные модуляторы. «Энергия». М—Л., 1964.

:2. М. С. Ройтман, Л. А. Наумов, А. В. Соколов, Г. П. Трофимов. Образцовый генератор прямоугольного напряжения с регулируемыми частотой и скважностью. Настоящий сборнйк.

■ 3. Т. М. А г а х а н я н. Электронные ключи и нелинейные импульсные усилители. «Советское радио», М., 1966.

Режим отсечки и насыщения транзистора

В соответствии уровням напряжения на электродах транзистора, различают четыре режима его работы:

  • o Режим отсечки (cut off mode).
  • o Активный режим (active mode).
  • o Режим насыщения (saturation mode).
  • o Инверсный ражим (reverse mode ).

Когда напряжение база-эмиттер ниже, чем 0.6V-0.7V, PN-переход между базой и эмиттером закрыт. В таком состоянии у транзистора отсутствует ток базы. В результате тока коллектора тоже не будет, поскольку в базе нет свободных электронов, готовых двигаться в сторону напряжения на коллекторе. Получается, что транзистор как бы заперт, и говорят, что он находится в режиме отсечки.

В активном режиме напряжение на базе достаточное, для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером открылся. В этом состоянии у транзистора присутствуют токи базы и коллектора. Ток коллектора равняется току базы, умноженном на коэффициент усиления. Т.е активным режимом называют нормальный рабочий режим транзистора, который используют для усиления.

Иногда ток базы может оказаться слишком большим. В результате мощности питания просто не хватит для обеспечения такой величины тока коллектора, которая бы соответствовала коэффициенту усиления транзистора. В режиме насыщения ток коллектора будет максимальным, который может обеспечить источник питания, и не будет зависеть от тока базы. В таком состоянии транзистор не способен усиливать сигнал, поскольку ток коллектора не реагирует на изменения тока базы.

В режиме насыщения проводимость транзистора максимальна, и он больше подходит для функции переключателя (ключа) в состоянии «включен». Аналогично, в режиме отсечки проводимость транзистора минимальна, и это соответствует переключателю в состоянии «выключен».

Кроме этих режимов существует ещё инверсный режим, который используется очень редко.

Когда напряжение между базой и эмиттером ниже, чем 0.6V – 0.7V, то p-n переход между базой и эмиттером закрыт. В таком состоянии у транзистора практически отсутствует ток базы. В результате тока коллектора тоже не будет, поскольку в базе нет свободных электронов, готовых двигаться в сторону напряжения на коллекторе. Получается, что транзистор заперт, и говорят, что он находится в режиме отсечки.

В активном режиме на базу подано напряжение, достаточное для того чтобы p-n переход между базой и эмиттером открылся. Возникают токи базы и коллектора. Ток коллектора равняется току базы, умноженном на коэффициент усиления. Т.е активным режимом называют нормальный рабочий режим транзистора, который используют для усиления.

Если увеличивать ток базы, то может наступить такой момент, когда ток коллектора перестанет увеличиваться, т.к. транзистор полностью откроется, и ток будет определяться только напряжением источника питания и сопротивлением нагрузки в цепи коллектора. Транзистор достигает режима насыщения. В режиме насыщения ток коллектора будет максимальным, который может обеспечиваться источником питания при данном сопротивлении нагрузки, и не будет зависеть от тока базы. В таком состоянии транзистор не способен усиливать сигнал, поскольку ток коллектора не реагирует на изменения тока базы. В режиме насыщения проводимость транзистора максимальна, и он больше подходит для функции переключателя (ключа) в состоянии «включен». Аналогично, в режиме отсечки проводимость транзистора минимальна, и это соответствует переключателю в состоянии «выключен». Все эти режимы можно разъяснить с помощью выходных характеристик транзистора.

Рассмотрим каскад усиления на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (рис. 4.14). При изменении величины входного сигнала будет изменяться ток базы Iб . Ток коллектора Iк изменяется пропорционально току базы:

Рис. 4.14. Схема усилительного каскада (рисунок выполнен авторами)

Изменение тока коллектора можно проследить по выходным характеристикам транзистора (рис. 4.15). На оси абсцисс отложим отрезок, равный ЕК – напряжению источника питания коллекторной цепи, а на оси ординат отложим отрезок, соответствующий максимально возможному току в цепи этого источника:

Между этими точками проведем прямую линию, которая называется линией нагрузки и описывается уравнением:

Где UКЭ – напряжение между коллектором и эмиттером транзистора; RК – сопротивление нагрузки в коллекторной цепи.

Рис. 4.15. Режимы работы биполярного транзистора (рисунок выполнен авторами)

Из (4.5.3) следует, что

И, следовательно, наклон линии нагрузки определяется сопротивлением RК. Из рис. 4.15 следует, что в зависимости от тока базы Iб, протекающего во входной цепи транзистора, рабочая точка транзистора, определяющая его коллекторный ток и напряжение UКЭ, будет перемещаться вдоль линии нагрузки от самого нижнего положения (точки 1, определяемой пересечением линии нагрузки с выходной характеристикой при Iб=0), до точки 2, определяемой пересечением линии нагрузки с начальным крутовозрастающим участком выходных характеристик.

Зона, расположенная между осью абсцисс и начальной выходной характеристикой, соответствующей Iб=0, называется зоной отсечки и характеризуется тем, что оба перехода транзистора – эмиттерный и коллекторный смещены в обратном направлении. Коллекторный ток при этом представляет собой обратный ток коллекторного перехода – IК0, который очень мал и поэтому почти все напряжение источника питания EК падает между эмиттером и коллектором закрытого транзистора:

А падение напряжения на нагрузке очень мало и равно:

Говорят, что в этом случае транзистор работает в режиме отсечки. Поскольку в этом режиме ток, протекающий по нагрузке исчезающе мал, а почти все напряжение источника питания приложено к закрытому транзистору, то в этом режиме транзистор можно представить в виде разомкнутого ключа.

Если теперь увеличивать базовый ток Iб, то рабочая точка будет перемещаться вдоль линии нагрузки, пока не достигнет точки 2. Базовый ток, соответствующий характеристике, проходящей через точку 2, называется током базы насыщения Iб нас. Здесь транзистор входит в режим насыщения и дальнейшее увеличение базового тока не приведет к увеличению коллекторного тока IК. Зона между осью ординат и круто изменяющимся участком выходных характеристик называется зоной насыщения. В этом случае оба перехода транзистора смещены в прямом направлении; ток коллектора достигает максимального значения и почти равен максимальному току источника коллекторного питания:

а напряжение между коллектором и эмиттером открытого транзистора оказывается очень маленьким. Поэтому в режиме насыщения транзистор можно представить в виде замкнутого ключа.

Промежуточное положение рабочей точки между зоной отсечки и зоной насыщения определяет работу транзистора в режиме усиления, а область, где она находится, называется активной областью. При работе в этой области эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный – в обратном (Петрович В. П., 2008).

Биполярный транзистор — электронный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Транзистор называется биполярный, поскольку в работе прибора одновременно участвуют два типа носителей заряда – электроны и дырки. Этим он отличается от униполярного (полевого) транзистора, в работе которого участвует только один тип носителей заряда.

Принцип работы обоих типов транзисторов похож на работу водяного крана, который регулирует водяной поток, только через транзистор проходит поток электронов. У биполярных транзисторов через прибор проходят два тока — основной «большой» ток, и управляющий «маленький» ток. Мощность основного тока зависит от мощности управляющего. У полевых транзисторов через прибор проходит только один ток, мощность которого зависит от электромагнитного поля. В данной статье рассмотрим подробнее работу биполярного транзистора.

Устройство биполярного транзистора.

Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводника и двух PN-переходов. Различают PNP и NPN транзисторы по типу чередования дырочной и электронной проводимостей. Это похоже на два диода, соединенных лицом к лицу или наоборот.

У биполярного транзистора три контакта (электрода). Контакт, выходящий из центрального слоя, называется база (base). Крайние электроды носят названия коллектор и эмиттер (collector и emitter). Прослойка базы очень тонкая относительно коллектора и эмиттера. В дополнение к этому, области полупроводников по краям транзистора несимметричны. Слой полупроводника со стороны коллектора немного толще, чем со стороны эмиттера. Это необходимо для правильной работы транзистора.

Работа биполярного транзистора.

Рассмотрим физические процессы, происходящие во время работы биполярного транзистора. Для примера возьмем модель NPN. Принцип работы транзистора PNP аналогичен, только полярность напряжения между коллектором и эмиттером будет противоположной.

Как уже говорилось в статье о типах проводимости в полупроводниках, в веществе P-типа находятся положительно заряженные ионы — дырки. Вещество N-типа насыщено отрицательно заряженными электронами. В транзисторе концентрация электронов в области N значительно превышает концентрацию дырок в области P.

Подключим источник напряжения между коллектором и эмиттером VКЭ (VCE). Под его действием, электроны из верхней N части начнут притягиваться к плюсу и собираться возле коллектора. Однако ток не сможет идти, потому что электрическое поле источника напряжения не достигает эмиттера. Этому мешает толстая прослойка полупроводника коллектора плюс прослойка полупроводника базы.

Теперь подключим напряжение между базой и эмиттером VBE, но значительно ниже чем VCE (для кремниевых транзисторов минимальное необходимое VBE — 0.6V). Поскольку прослойка P очень тонкая, плюс источника напряжения подключенного к базе, сможет «дотянуться» своим электрическим полем до N области эмиттера. Под его действием электроны направятся к базе. Часть из них начнет заполнять находящиеся там дырки (рекомбинировать). Другая часть не найдет себе свободную дырку, потому что концентрация дырок в базе гораздо ниже концентрации электронов в эмиттере.

В результате центральный слой базы обогащается свободными электронами. Большинство из них направится в сторону коллектора, поскольку там напряжение намного выше. Так же этому способствует очень маленькая толщина центрального слоя. Какая-то часть электронов, хоть гораздо меньшая, все равно потечет в сторону плюса базы.

В итоге мы получаем два тока: маленький — от базы к эмиттеру IBE, и большой — от коллектора к эмиттеру ICE.

Если увеличить напряжение на базе, то в прослойке P соберется еще больше электронов. В результате немного усилится ток базы, и значительно усилится ток коллектора. Таким образом, при небольшом изменении тока базы I B , сильно меняется ток коллектора I С. Так и происходит усиление сигнала в биполярном транзисторе. Cоотношение тока коллектора IС к току базы IB называется коэффициентом усиления по току. Обозначается β, hfe или h31e, в зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзистором.

Простейший усилитель на биполярном транзисторе

Рассмотрим детальнее принцип усиления сигнала в электрической плоскости на примере схемы. Заранее оговорюсь, что такая схема не совсем правильная. Никто не подключает источник постоянного напряжения напрямую к источнику переменного. Но в данном случае, так будет проще и нагляднее для понимания самого механизма усиления с помощью биполярного транзистора. Так же, сама техника расчетов в приведенном ниже примере носит несколько упрощенный характер.

1.Описание основных элементов цепи

Итак, допустим в нашем распоряжении транзистор с коэффициентом усиления 200 (β = 200). Со стороны коллектора подключим относительно мощный источник питания в 20V, за счет энергии которого будет происходить усиление. Со стороны базы транзистора подсоединим слабый источник питания в 2V. К нему последовательно подсоединим источник переменного напряжения в форме синуса, с амплитудой колебаний в 0.1V. Это будет сигнал, который нужно усилить. Резистор Rb возле базы необходим для того, чтобы ограничить ток, идущий от источника сигнала, обычно обладающего слабой мощностью.

2. Расчет входного тока базы I

b

Теперь посчитаем ток базы Ib. Поскольку мы имеем дело с переменным напряжением, нужно посчитать два значения тока – при максимальном напряжении (Vmax) и минимальном (Vmin). Назовем эти значения тока соответственно — Ibmax и Ibmin.

Также, для того чтобы посчитать ток базы, необходимо знать напряжение база-эмиттер VBE. Между базой и эмиттером располагается один PN-переход. Получается, что ток базы «встречает» на своем пути полупроводниковый диод. Напряжение, при котором полупроводниковый диод начинает проводить — около 0.6V. Не будем вдаваться в подробности вольт-амперных характеристик диода, и для простоты расчетов возьмем приближенную модель, согласно которой напряжение на проводящем ток диоде всегда 0.6V. Значит, напряжение между базой и эмиттером VBE = 0.6V. А поскольку эмиттер подключен к земле (VE = 0), то напряжение от базы до земли тоже 0.6V (VB = 0.6V).

Посчитаем Ibmax и Ibmin с помощью закона Ома:

2. Расчет выходного тока коллектора I

С

Теперь, зная коэффициент усиления (β = 200), можно с легкостью посчитать максимальное и минимальное значения тока коллектора ( Icmax и Icmin).

3. Расчет выходного напряжения V

out

Осталось посчитать напряжение на выходе нашего усилителя Vout. В данной цепи — это напряжение на коллекторе VC.

Через резистор Rc течет ток коллектора, который мы уже посчитали. Осталось подставить значения:

4. Анализ результатов

Как видно из результатов, VCmax получился меньше чем VCmin. Это произошло из-за того, что напряжение на резисторе VRc отнимается от напряжения питания VCC. Однако в большинстве случаев это не имеет значения, поскольку нас интересует переменная составляющая сигнала – амплитуда, которая увеличилась c 0.1V до 1V. Частота и синусоидальная форма сигнала не изменились. Конечно же, соотношение Vout/Vin в десять раз — далеко на самый лучший показатель для усилителя, однако для иллюстрации процесса усиления вполне подойдет.

Итак, подытожим принцип работы усилителя на биполярном транзисторе. Через базу течет ток Ib, несущий в себе постоянную и переменную составляющие. Постоянная составляющая нужна для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером начал проводить – «открылся». Переменная составляющая – это, собственно, сам сигнал (полезная информация). Сила тока коллектор-эмиттер внутри транзистора – это результат умножения тока базы на коэффициент усиления β. В свою очередь, напряжение на резисторе Rc над коллектором – результат умножения усиленного тока коллектора на значение резистора.

Таким образом, на вывод Vout поступает сигнал с увеличенной амплитудой колебаний, но с сохранившейся формой и частотой. Важно подчеркнуть, что энергию для усиления транзистор берет у источника питания VCC. Если напряжения питания будет недостаточно, транзистор не сможет полноценно работать, и выходной сигнал может получится с искажениями.

Режимы работы биполярного транзистора

В соответствии уровням напряжения на электродах транзистора, различают четыре режима его работы:

  • Режим отсечки (cut off mode).
  • Активный режим (active mode).
  • Режим насыщения (saturation mode).
  • Инверсный ражим (reverse mode ).

Режим отсечки

Когда напряжение база-эмиттер ниже, чем 0.6V — 0.7V, PN-переход между базой и эмиттером закрыт. В таком состоянии у транзистора отсутствует ток базы. В результате тока коллектора тоже не будет, поскольку в базе нет свободных электронов, готовых двигаться в сторону напряжения на коллекторе. Получается, что транзистор как бы заперт, и говорят, что он находится в режиме отсечки.

Активный режим

В активном режиме напряжение на базе достаточное, для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером открылся. В этом состоянии у транзистора присутствуют токи базы и коллектора. Ток коллектора равняется току базы, умноженном на коэффициент усиления. Т.е активным режимом называют нормальный рабочий режим транзистора, который используют для усиления.

Режим насыщения

Иногда ток базы может оказаться слишком большим. В результате мощности питания просто не хватит для обеспечения такой величины тока коллектора, которая бы соответствовала коэффициенту усиления транзистора. В режиме насыщения ток коллектора будет максимальным, который может обеспечить источник питания, и не будет зависеть от тока базы. В таком состоянии транзистор не способен усиливать сигнал, поскольку ток коллектора не реагирует на изменения тока базы.

В режиме насыщения проводимость транзистора максимальна, и он больше подходит для функции переключателя (ключа) в состоянии «включен». Аналогично, в режиме отсечки проводимость транзистора минимальна, и это соответствует переключателю в состоянии «выключен».

Инверсный режим

В данном режиме коллектор и эмиттер меняются ролями: коллекторный PN-переход смещен в прямом направлении, а эмиттерный – в обратном. В результате ток из базы течет в коллектор. Область полупроводника коллектора несимметрична эмиттеру, и коэффициент усиления в инверсном режиме получается ниже, чем в нормальном активном режиме. Конструкция транзистора выполнена таким образом, чтобы он максимально эффективно работал в активном режиме. Поэтому в инверсном режиме транзистор практически не используют.

Основные параметры биполярного транзистора.

Коэффициент усиления по току – соотношение тока коллектора IС к току базы IB. Обозначается β, hfe или h31e, в зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзисторов.

β — величина постоянная для одного транзистора, и зависит от физического строения прибора. Высокий коэффициент усиления исчисляется в сотнях единиц, низкий — в десятках. Для двух отдельных транзисторов одного типа, даже если во время производства они были “соседями по конвейеру”, β может немного отличаться. Эта характеристика биполярного транзистора является, пожалуй, самой важной. Если другими параметрами прибора довольно часто можно пренебречь в расчетах, то коэффициентом усиления по току практически невозможно.

Входное сопротивление – сопротивление в транзисторе, которое «встречает» ток базы. Обозначается Rin (Rвх). Чем оно больше — тем лучше для усилительных характеристик прибора, поскольку со стороны базы обычно находиться источник слабого сигнала, у которого нужно потреблять как можно меньше тока. Идеальный вариант – это когда входное сопротивление равняется бесконечность.

Rвх для среднестатистического биполярного транзистора составляет несколько сотен КΩ (килоом). Здесь биполярный транзистор очень сильно проигрывает полевому транзистору, где входное сопротивление доходит до сотен ГΩ (гигаом).

Выходная проводимость — проводимость транзистора между коллектором и эмиттером. Чем больше выходная проводимость, тем больше тока коллектор-эмиттер сможет проходить через транзистор при меньшей мощности.

Также с увеличением выходной проводимости (или уменьшением выходного сопротивления) увеличивается максимальная нагрузка, которую может выдержать усилитель при незначительных потерях общего коэффициента усиления. Например, если транзистор с низкой выходной проводимостью усиливает сигнал в 100 раз без нагрузки, то при подсоединении нагрузки в 1 КΩ, он уже будет усиливать всего в 50 раз. У транзистора, с таким же коэффициентом усиления, но с большей выходной проводимостью, падение усиления будет меньше. Идеальный вариант – это когда выходная проводимость равняется бесконечность (или выходное сопротивление Rout = 0 (Rвых = 0)).

Частотная характеристика – зависимость коэффициента усиления транзистора от частоты входящего сигнала. С повышением частоты, способность транзистора усиливать сигнал постепенно падает. Причиной тому являются паразитные емкости, образовавшиеся в PN-переходах. На изменения входного сигнала в базе транзистор реагирует не мгновенно, а с определенным замедлением, обусловленным затратой времени на наполнение зарядом этих емкостей. Поэтому, при очень высоких частотах, транзистор просто не успевает среагировать и полностью усилить сигнал.

Увеличение — ток — эмиттер

Увеличение — ток — эмиттер

Cтраница 1

Увеличение тока эмиттера можно объяснить, пользуясь диаграммой распределения концентрации дырок в базе, которая приведена на рис. II, в. Здесь прямая / соответствует напряжению UK6 О, а прямая 2 — обратному напряжению на коллекторном переходе порядка 0 1 В. При переходе от прямой / к прямой 2 увеличивается градиент концентрации дырок, а следовательно, и обусловленный им ток эмиттера. При дальнейшем повышении обратного напряжения на коллекторе ток эмиттера почти не изменяется, так как почти не изменяется градиент концентрации дырок в базе.  [1]

Увеличение тока эмиттера приводит к увеличению тока коллектора, к увеличению падения напряжения на нагрузке, а следовательно, к понижению напряжения на коллекторе и сужению области объемного заряда.  [2]

С увеличением тока эмиттера растет концентрация инжектированных носителей и R быстро уменьшается.  [4]

С увеличением тока эмиттера модуль напряжения база — эмиттер возрастает, а так как это напряжение минусом подается на базу транзистора, то сильнее препятствует возрастанию тока коллектора. Таким способом и осуществляется поддержание коллекторного тока на одном уровне.  [6]

При увеличении тока эмиттера ток коллектора увеличивается при заданном напряжении на коллекторе. При 1Э — 0 через коллектор проходит обратный ток коллекторного перехода IКд который практически не зависит от напряжения на коллекторе. При напряжении на коллекторе, равном нулю, IK 0, так как ток эмиттера в этом случае не равен нулю. При прямом напряжении на коллекторном переходе ток с изменением напряжения резко меняется — транзистор работает в режиме насыщения.  [7]

При увеличении тока эмиттера ток коллектора увеличивается при гаданном напряжении на коллекторе. При /, 0 через коллектор проходит обратный ток коллекторного перехода 1Ко, который практически не зависит от напряжения на коллекторе. При напряжении на коллекторе, равном нулю ( 1 / кБ 0), / к Ф 0, так как ток эмиттера в этом случае не равен нулю. При прямом напряжении на коллекторном переходе ( 1 / КБ 0) ток с изменением напряжения резко меняется — транзистор работает в режиме насыщения.  [8]

При увеличении тока эмиттера рекомбинационные потери уменьшаются как вследствие увеличения скорости диффузии за счет полевого тока, так и из-за увеличения т с ростом концентрации неосновных носителей, которое имеет место в достаточно легированных образцах, где TOO тр.  [9]

При увеличении тока эмиттера транзистора и уменьшении его коллекторного напряжения усиление каскада уменьшается, что обеспечивает необходимую глубину регулировки коэффициента усиления каскада при работе схемы АРУ. В цепь эмиттера включены блокировочный конденсатор 2С14 и конденсатор 2С15 развязывающего фильтра.  [10]

До режима насыщения увеличение тока эмиттера приводит к увеличению тока коллектора. При насыщении дальнейшее увеличение тока эмиттера не вызывает увеличения коллекторного тока.  [11]

В результате при увеличении тока эмиттера ток коллектора возрастает не только из-за прохождения через коллекторный переход носителей, инжектированных эмиттером, но и из-за экстракции неосновных носителей из более удаленных частей коллекторной области.  [12]

Возрастание о при увеличении тока эмиттера вызвано, по-видимому, разбросом падения напряжения на базовом сопротивлении гг, ( рис. 1) при протекании базового тока. Непропорциональный рост сти при увеличении / э объясняется, по-видимому, модуляцией сопротивления базы из-за вытеснения тока к краям эмиттера. Разброс при малых токах эмиттера должен определяться разбросом прямого напряжения перехода эмиттер — база. Такой небольшой разброс напряжения для серийных транзисторов является неожиданным. Для разработчиков транзисторных схем открываются новые возможности использования транзисторов в схемах аналоговых и цифровых устройств.  [13]

В результате при увеличении тока эмиттера ток коллектора возрастает не только из-за прохождения через коллекторный переход носителей, инжектированных эмиттером, но и из-за экстракции неосновных носителей заряда из более удаленных частей коллекторной области.  [14]

Таким образом, при увеличении тока эмиттера от 100 до 300 мА тепловое сопротивление возросло почти в 2 раза. Следовательно, измерения Rt надо проводить в диапазоне таких токов эмиттера, при которых разогрев коллекторного перехода незначителен и горячие пятна отсутствуют. Использование малых токов и низких коллекторных напряжений при определении RT ограничивается точностью прибора, применяемого для измерения t / эб. Измерения при малых коллекторных напряжениях ( / кб-1 В) и больших токах также недопустимы, поскольку транзистор будет входить в режим насыщения.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

{75} А $

Это означает, что транзистор готов пропускать через свой коллектор такой ток, который, очевидно, не может произвести ни один искусственный источник тока. В вашем случае транзистор откроется, но ток ограничен резистором, включенным последовательно с коллектором, и единственное, что имеет значение, это \ $ V_ {CEsat} \ $, напряжение насыщения транзистора, которое составляет около \ $ 600 мВ \ $ при токе коллектора 5 мА.

Более проблематичная вещь, которая может произойти, заключается в том, что переход база-эмиттер представляет собой диод, и его ток можно рассчитать, используя \ $ h_ {fe} \ $, являющееся усилением постоянного тока слабого сигнала около 150 для BC107B: $$ I_B = \ frac {I_S} {h_ {fe}} * e ^ {\ frac {v_ {be}} {V_T}} = \ frac {15 * 10 ^ {- 9}} {150} A * e ^ { \ frac {5V} {0.{73} А $

Это приведет к перегреву и немедленному разрушению базового перехода с небольшим дымом и яркой вспышкой. Следовательно, необходимо ограничить и этот ток. Используя модель слабого сигнала, ток коллектора рассчитывается как $$ I_C = h_ {fe} * I_B $

Остерегайтесь того, что \ $ V_ {T} \ $ Я говорил об изменениях температуры и, следовательно, \ $ h_ {fe} \ $ делает это! По мере того, как транзистор нагревается, \ $ V_ {T} \ $ уменьшается, и поэтому токи базы и коллектора увеличиваются — транзистор убегает. Вот почему дизайнеры делают все возможное, чтобы обеспечить расчетную температурную компенсацию.

Эмиттерный резистор одновременно ограничивает ток коллектора и ток базы. Поскольку ток коллектора в 150 раз больше, чем ток базы, мы можем пренебречь током базы, чтобы ускорить вычисления. Сумма всех напряжений в контуре должна быть равна нулю. Обходим базовую схему из вашей последней ссылки и решаем для \ $ I_C \ $:

$$ -V5 + V_ {be0} + V_ {RE} = 0 $

Поскольку \ $ V_ {RE} \ $ может быть выражено как \ $ I_E * R_E \ $, мы можем найти \ $ I_E \ $:

$$ V_ {RE} = V5 — V_ {be0} \ cong I_E * R_E = V5 — V_ {be0} $

Поскольку мы пренебрегли базовым током, \ $ I_E \ sim I_C \ $, и поэтому мы можем рассчитать ток коллектора на основе напряжения V5 следующим образом:

$$ I_E \ sim \ frac {V5 — V_ {be0}} {R_E} $

Если вы хотите проверить напряжение база-эмиттер, рассчитайте ток коллектора и используйте уравнение 1, чтобы получить \ $ v_ {be0} \ $, которое мы приняли равным \ $ 0.7В \ $. Вы увидите, что это предположение верно. Если вы поиграете с различными токами коллектора в уравнении 1, вы увидите, что большое изменение тока коллектора приводит к очень небольшому изменению напряжения база-эмиттер.

Это связано с логарифмом, введенным при решении для \ $ v_ {be} \ $. Логарифм — это функция, которая имеет наименьшее изменение вывода по сравнению с изменением ввода!

Это также причина, по которой мы можем работать с \ $ v_ {be0} = 0,7 В \ $, поскольку доступный ток, протекающий в базу, вызывает большой ток коллектора, который будет повышать напряжение эмиттера до тех пор, пока базовый ток не будет ограничен настолько, что он уменьшится. ток коллектора, который, в свою очередь, сделает падение напряжения более \ $ R_E \ $ большим и, следовательно, снова \ $ v_ {be} \ $ меньшим.

«Транзисторы управляются по току», потому что небольшое изменение \ $ v_ {be} \ $ приводит к огромному изменению \ $ I_C \ $, что делает управление током коллектора с напряжением очень нестабильно до невозможного. Поэтому мы используем соотношение $$ I_C = I_B * H_ {fe} $$ для управления током коллектора. Отношения линейны, и поэтому нам, инженерам, приятно работать.

Что происходит, когда напряжение базы выше, чем напряжение коллектора в биполярном NPN-транзисторе?

Должно ли всегда быть базовое напряжение (0.7в) для работы биполярного NPN транзистора?

Нет. Но кремниевый малосигнальный BJT-транзистор обычно имеет напряжение базы для эмиттера от 0,6 до 0,7 В во время работы.

(Обратите внимание, что вы говорите «базовое напряжение», и я заменяю это на base- , эмиттер , напряжение — напряжение базы относительно какой-то произвольной точки в цепи бессмысленно, а эмиттер не всегда заземлен. Имеет значение напряжение от базы до эмиттера).

Что произойдет, если базовое напряжение увеличится или уменьшится?

Грубо говоря, эмиттерный ток BJT увеличивается экспоненциально с увеличением напряжения база-эмиттер. Более высокое напряжение база-эмиттер — независимо от напряжения коллектора — означает больший ток эмиттера.

что, если напряжение базы больше, чем напряжение коллектора, не будут ли электроны просто протекать через ток базы и полностью игнорировать коллектор?

Вот где развлекаются.Способ, которым построен BJT, , если есть носители, текущие из эмиттера в базу, и , если , напряжение коллектора правильное, эти носители в основном пролетают через базу, не внося вклад в ток базы. В NPN-транзисторе (о чем вы, кажется, говорите) носителями являются электроны, поэтому они притягиваются к положительным напряжениям. Таким образом, если напряжение коллектора выше напряжения базы, электроны из эмиттера в соотношении примерно 50: 1 или 100: 1 пролетают через базу и попадают в коллектор.

Это соотношение довольно близко к «бета» транзистора, или коэффициенту усиления.

Это происходит, даже если база и коллектор находятся под одинаковым напряжением (!). По сути, одним из способов моделирования транзистора является диод база-эмиттер, который смещен в прямом направлении при нормальной работе, и диод база-коллектор, который смещен в обратном направлении при нормальной работе, и — источник магического тока, который вызывает 99% тока эмиттера, протекающего от коллектора к эмиттеру.

Если напряжение коллектора упадет ниже базы, транзистор будет еще усиливать ток — в этот момент диод база-коллектор смещен в прямом направлении, и в нем протекает некоторый ток, но это действие все еще может быть подавлено » источник магического тока ».Фактически, это полезный режим работы, когда в типичном транзисторе 1970-х годов, таком как 2N3904, вы можете иметь усиление тока 10: 1 или около того, когда напряжение коллектор-эмиттер составляет 0,2 В. В новых «супер-бета» транзисторах можно получить полезное усиление с этим напряжением менее 0,05 В.

Как рассчитать напряжения в транзисторах

Чтобы транзисторы работали правильно, правильное напряжение смещения и ток должны подаваться в правильных точках. Это напряжение смещения варьируется в зависимости от типа транзистора и используемых конструкционных материалов.Функция транзистора, будь то усилитель или переключатель, также будет определять количество напряжений, необходимых для достижения ожидаемых результатов. Множество используемых конфигураций транзисторов, действующих как переключатели или усилители, также играют роль в определении величины и направления напряжения, необходимого для нормальной работы транзистора.

Обратная связь и смещение

    Определите напряжения смещения базы, измерив разность напряжений между двумя концами базового резистора (Rb).Это должно быть равно напряжению питания (Vcc).

    Определите падение напряжения между переходами коллектора и эмиттера (Vce) транзистора по формуле Vce = Vcc — IcRc, где «Vce» — напряжение коллектора-эмиттера; «Vcc» — напряжение питания; и «IcRc» — это падение напряжения на базовом резисторе (Rb).

    Определите Vcc в цепи с обратной связью. Это можно сделать по формуле: Vcc = Vrc + Vrb + Vbe + (Ic + Ib) Rc + IbRb + Vbe, где «Vrc» — напряжение на резисторе коллектора; «Vrb» — это напряжение на резисторе базы (подключенном к базе) и переходе между резистором коллектора и коллектором транзистора; и «Vbe» — напряжение на базе и эмиттере транзистора.

Напряжения переключения

    Определите напряжения отключения и насыщения. Напряжение насыщения соответствует максимальному напряжению, проходящему через транзистор, в то время как напряжение отключения равно нулю, как показывает следующий расчет для насыщения: Vbb> IcRb / (Ic / Ib) + 0,7 В

    Определите напряжение отключения. Базовый ток должен быть равен нулю, и, следовательно, ток коллектора должен быть равен нулю, чтобы это утверждение было верным: Vce = Vcc.

    Постройте график линии нагрузки с «Ic» против «Vce», чтобы определить оптимальное рабочее напряжение, используя значения:

    Vce = 0, Ic = Vcc / RL Vce = Vcc = Ic = 0

    Средняя точка определяет оптимальное напряжение для работы транзистора.

NTE NTE181 БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР, NPN, 200MA, -90V, TO-3; ПОЛЯРНОСТЬ ТРАНЗИСТОРА: NPN; КОЛЛЕКТОР ЭМИТТЕР НАПРЯЖЕНИЕ V (BR) CEO: -90V; ЧАСТОТА ПЕРЕХОДА FT: 2 МГц; МОЩНОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ PD: 200 Вт; ТОК КОЛЛЕКТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА: 3: Amazon.com: Industrial & Scientific


  • Убедитесь, что он подходит, введя номер своей модели.
  • 200MA
  • -90V
  • БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР
  • NPN
  • TO-3; ПОЛЯРНОСТЬ ТРАНЗИСТОРА: NPN; КОЛЛЕКТОР ЭМИТТЕР НАПРЯЖЕНИЕ V (BR) CEO: -90V; ЧАСТОТА ПЕРЕХОДА FT: 2 МГц; МОЩНОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ PD: 200 Вт; ТОК КОЛЛЕКТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА: 30А; УСИЛЕНИЕ ПО ТОКУ ПОСТОЯННОГО ТОКА HFE: 100HFE; MSL: — СООТВЕТСТВИЕ ROHS: ДА
]]>
Технические характеристики этого изделия
Фирменное наименование NTE Electronics
Ean 0689159544742
Вес изделия 0.480 унций.
UPC 689159544742

Экспериментальные исследования влияния смещения коллектор-эмиттер на эффекты суммарной дозы ионизации в БЮТ из NPN Si

Аннотация

Были исследованы исследования влияния напряжения V CE на общую ионизирующую дозу (TID) в транзисторах с биполярным переходом (BJT).Биполярные транзисторы были установлены в прямой активный режим напряжения база-эмиттер (V BE ), развернутого от 0 до 1,0 В при различных условиях смещения V CE , в диапазоне от 1 В до 2 В с интервалом 0,25 В в течение 60 Co γ-облучение. Механизм повреждения TID в BJT при различных условиях смещения V CE был проанализирован по прямым характеристикам Гаммеля, усилению прямого тока (β f ), нормализованному избыточному базовому току (ΔI B / I Bpre ), нормализованному превышению ток коллектора (ΔI C / I Cpre ), нормализованное усиление по току (β fpost / β fpre ), коэффициент идеальности (n) и рассеиваемая мощность (P d ).Результаты показывают, что приращения базового тока (I B ) и тока коллектора (I C ) немного различаются в различных условиях смещения V CE , что также влияет на небольшие изменения их коэффициента усиления по току (Δβ f ) деградация. Ухудшение текущего усиления (β f ) при высоком смещении V CE ухудшилось более незначительно, чем при низком смещении V CE . Оцененные значения ΔI B / I Bpre , ΔI C / I Cpre и β fpost / β fpre демонстрируют аналогичную тенденцию различных условий смещения V CE , что приводит к различному распределению снижения производительности БЮТ.Коэффициенты идеальности (n) для избыточного тока базы (ΔI B ) были ∼2 для V BE от 0,35 В до 0,6 В при различных условиях смещения V CE . Таким образом, коэффициент идеальности (n) немного увеличивается по мере увеличения смещения V CE и уменьшения с увеличением уровня накопленной общей дозы после того, как пиковое значение n было получено при TID, равном 130 крад (Si) для облученных BJT. Наконец, мощность, рассеиваемая (P d ) BJT, сравнивалась как V CE = 2 В> 1.75> 1,5 В> 1,25> 1 В и было отмечено, что они более эффективны при V BE > 0,6 В, что также совпадает с повышением температуры T R . T R в BJT приводил к эффектам самонагрева.

В чем разница между эмиттером и коллектором? — MVOrganizing

В чем разница между эмиттером и коллектором?

Основные различия между эмиттером и коллектором заключаются в концентрации и размере легирования.Эмиттер сильно легирован, а коллектор слабо легирован. Вы можете попробовать поменять их местами, но вы получите очень низкий HFE, вероятно, даже меньше 1.

Как вы определите базу эмиттер и коллектор транзистора с помощью мультиметра?

Шаги по идентификации транзистора типа NPN:

  1. Держите мультиметр в диодном режиме.
  2. Держите положительный щуп на центральном штыре (основании) транзистора.
  3. Коснитесь отрицательным щупом контакту 1 (эмиттер).
  4. Аналогичным образом прикоснитесь отрицательным щупом к контакту 3 (коллектор) по отношению к контакту 2.

Что такое база, коллектор и эмиттер в транзисторе?

Транзисторы

состоят из трех частей: базы, коллектора и эмиттера. Основание — это устройство управления затвором для большего источника электроэнергии. Коллектор — это более крупный источник электроэнергии, а эмиттер — выход для этого источника.

Что такое коллектор в транзисторе?

Роль области коллектора состоит в том, чтобы собирать или притягивать носители тока, инжектированные в базовую область транзистора.В npn-транзисторе он притягивает большое количество электронов из области базы и эмиттера. В pnp-транзисторе он притягивает большое количество дырок из области базы и эмиттера.

Каков принцип транзистора?

Транзистор состоит из двух диодов PN, соединенных спина к спине. Он имеет три вывода: эмиттер, базу и коллектор. Основная идея транзистора заключается в том, что он позволяет вам управлять потоком тока через один канал, изменяя интенсивность гораздо меньшего тока, протекающего через второй канал.

Для чего нужен транзистор?

Транзистор, полупроводниковый прибор для усиления, управления и генерации электрических сигналов. Транзисторы — это активные компоненты интегральных схем или «микрочипов», которые часто содержат миллиарды этих крохотных устройств, выгравированных на их блестящих поверхностях.

В каких устройствах используются транзисторы?

Транзисторы также используются в кардиостимуляторах, слуховых аппаратах, фотоаппаратах, калькуляторах и часах. Большинство этих устройств питаются от крошечных батареек.Большинство космических аппаратов также используют микрочипы и, следовательно, транзисторы.

Что такое транзистор со схемой?

На схеме «A» показан NPN-транзистор, который часто используется в качестве переключателя. Небольшой ток или напряжение на базе позволяет большему напряжению проходить через два других вывода (от коллектора к эмиттеру). Схема, показанная на схеме B, основана на транзисторе NPN.

Какая единица измерения у транзистора?

Стандартные электрические единицы измерения

Электрический параметр Измерительный блок Символ
Текущий Ампер я или я
Сопротивление Ом R или Ом
Электропроводность Симен G или
Емкость Фарад С

Какой символ у транзистора PNP?

PNP против транзистора NPN

PNP Транзистор NPN Транзистор
Символ
Напряжение коллектор-эмиттер отрицательное Положительно
Стрелка излучателя Указывается на Остроконечный

Какой транзистор PNP или NPN лучше?

Транзистор NPN имеет электроны в качестве основных носителей заряда, тогда как транзистор PNP имеет дырки в качестве основных носителей заряда.Подвижность электронов лучше подвижности дырок. подвижность электронов больше, чем у дырок, поэтому транзисторы npn быстрее, чем pnp, поэтому они предпочтительнее.

Могу ли я использовать PNP вместо NPN?

Как правило, транзисторы PNP могут заменять транзисторы NPN в большинстве электронных схем, единственная разница заключается в полярностях напряжений и направлениях тока. Транзисторы PNP также могут использоваться в качестве переключающих устройств, и ниже показан пример транзисторного переключателя PNP.

Как датчик NPN используется в качестве PNP?

Подключите к входу понижающий резистор. Прикрепите прокси-сервер PNP к вашему входу. Инвертируйте логику в ПЛК. Вам нужно будет рассчитать, какой размер и мощность резистора использовать, чтобы удовлетворить требованиям входа.

Нормально ли открыт PNP?

PNP — (транзистор PNP) NO — нормально открытый, это означает, что на выходе нет напряжения, пока датчик не сработал (см. Рисунок, выходной разъем датчика PNP № 4).

Что такое PNP или NPN?

Датчики

PNP выдают положительный выходной сигнал на вход вашего промышленного управления, в то время как датчики NPN выдают отрицательный сигнал во включенном состоянии.NPN, или «понижающие» выходные датчики, работают противоположным образом, понижая напряжение заземления на входе, когда он включен.

Что является более распространенным PNP или NPN?

Чаще используются датчики

PNP. Схема управления традиционного релейного типа; Используется с программируемым логическим контроллером (ПЛК). В настоящее время реже встречаются «исходные» карты ввода, они были популярны в Азии и для правильной работы требуют датчика типа NPN.

Что означает выход PNP?

Выход PNP обычно называют выходом источника.Когда он обнаруживает объект, он подключает выход к положительному источнику питания. Если вы не знаете, какой тип выхода вам нужен, ряд производителей выпускают датчики с настраиваемыми выходами. В этом случае датчик можно настроить для работы как типа NPN или PNP.

Почему чаще всего используется транзистор NPN?

Прохождение этих электронов от эмиттера к коллектору формирует ток в транзисторе. Обычно NPN-транзисторы являются наиболее часто используемым типом биполярных транзисторов, поскольку подвижность электронов выше подвижности дырок.Транзистор NPN в основном используется для усиления и переключения сигналов.

Что такое погружение и поиск в ПЛК?

Цепи ввода / вывода

«приемник / источник» сочетают в себе возможности приема и передачи. Это означает, что схема ввода-вывода в ПЛК позволяет току течь в любом направлении, как показано ниже. Общий вывод подключается к одной полярности, а точка ввода / вывода подключается к другой полярности (через полевое устройство).

Является ли PNP источником или поглотителем?

Датчики

PNP иногда называют «датчиками источника», потому что они подают на выход положительную мощность.Датчики NPN иногда называют «погружающимися датчиками», потому что они опускаются на землю на выходе. Термин «нагрузка» обозначает устройство, на которое подается питание датчика.

Что такое сток и источник в ЧРП?

Приемник и источник относятся к направлению тока между точкой ввода-вывода на модуле ввода-вывода и подключенным устройством. Входы приемника (N PN) наиболее распространены в Соединенных Штатах, а выходы источника (PNP) наиболее распространены в Соединенных Штатах.

В чем разница между опусканием и добычей?

Поглощение и Источник — это термины, используемые для определения управления постоянным током в нагрузке.Понижающий цифровой ввод / вывод (ввод / вывод) обеспечивает заземленное соединение с нагрузкой, тогда как исходный цифровой ввод / вывод обеспечивает источник напряжения для нагрузки. Цифровой вход обеспечивает нагрузку, необходимую для работы схемы.

Что такое падающий выход?

Sinking Output: выходной сигнал устройства не обеспечивает питание. Он должен быть подключен к входу с понижающим током с контуром питания или с входом источника. Источник ввода: устройство, получающее сигнал, обеспечивает питание для входного сигнала.

Основы 2N3904

Здравствуйте, друзья, надеюсь, у вас все отлично. В сегодняшнем уроке я собираюсь поделиться основной информацией о 2N3904. Это транзистор NPN, который обычно используется для быстрого переключения и усиления. В некоторых встроенных схемах он также используется в качестве переключателя. Вам также стоит взглянуть на схему 2N3904, если вы планируете работать с этим транзистором.

Основы 2N3904

  • 2N3904 — транзистор NPN.
  • 2N3904 — это транзистор с управляемым током, поэтому он относится к категории транзисторов с биполярным переходом, сокращенно BJT.
  • Имеет 3 клеммы, а именно:
    • Излучатель.
    • Коллектор.
    • База.
  • Максимальный номинальный ток этого BJT-транзистора составляет 200 мА.
  • Максимальное номинальное напряжение 2N3904 составляет 40 В.
  • Коллектор-эмиттер Напряжение Vceo этого транзистора составляет 40 В.
  • Напряжение эмиттер-база Vebo для 2N3904 составляет 6 В.
  • Напряжение коллектор-база Vcbo 2N3904 составляет 60 В.

Рабочий из 2Н3904

  • 2N3904 имеет 3 слоя, то есть один слой с примесью фосфора, расположенный между двумя слоями с примесью азота.
  • Эти 3 слоя отличаются друг от друга размером и концентрацией легирования.
  • Центрированный слой очень мал по размеру и имеет низкую концентрацию по сравнению с двумя другими легированными слоями азота.
  • Коллекторный слой больше по размеру, чем два других слоя, и поэтому сильно легирован.
  • Небольшой ток на слое, легированном P, преобразуется в более высокий ток на двух других выводах.

Приложения 2N3904

Существует множество приложений 2N3904, и он чаще всего используется в проектах, где требуются следующие условия:

  • Быстрое переключение.
  • Широтно-импульсная модуляция.
  • Усиление тока.
  • Автоматическое переключение.

Итак, это все, что касается транзистора с биполярным переходом, названного 2N3904.Если вы работаете над этим транзистором, я бы посоветовал вам сначала разработать его Proteus Simulation, поскольку это всегда лучшая стратегия для работы с симуляцией, прежде чем работать с оборудованием, поскольку вы можете заранее разобраться со всеми проблемами. Если у вас возникнут проблемы, спрашивайте в комментариях, и я постараюсь решить ваши проблемы.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *