Файл: Маркова В.Н. Малютки ПТ.pdf

где Uк.макс — максимально допустимое напря­ жение на коллекторе, при котором не наступа­ ет пробой; N — концентрация примесей в базе.

В табл. 2 приведены значения /макс, полу­ ченные на практике для различных типов тран­ зисторов. Эти данные неполные, так как для многих вновь появившихся приборов значения /макс еще не установлены.

Для предельных частот триода справедли-

циент т е х 2 при резком переходе и и ^ 0 , 8 при плавном, Для В иногда вводят другое

понятие граничной частоты — произведение усиления на полосу частот ft, где ft — частота, при которой В = 1.

Р а б о т а т р и о д а в к л ю ч е в о м ре ­ жи м е . Если в базу ввести такое количество дырок, что после полной компенсации отрица­ тельной половины объемного заряда коллек­ торного перехода они останутся в избытке, то отрицательный потенциал перехода может упасть до нуля и даже стать положительным, т. е. коллектор откроется. Прямой ток ограни­ чивается внешним сопротивлением RB&r- Уве­ личение количества дырок не будет увеличи­ вать ток коллектора, поэтому неуправляемый ток называется током насыщения:

где Uбат — напряжение питания коллектора. Явление отпирания коллектора с перехо­

дом в режим насыщения используется в клю­ чевых схемах — схемах с общим эмиттером и отпирающим током /б. Ключевыми параметра­ ми, кроме / к.нас и /"нао, являются время вклю­ чения и выключения, а также ß Hас — коэффи­ циент передачи тока в режиме насыщения. Для работы импульсных ПТ важно, чтобы за­ ряды рассасывались мгновенно после выклю­ чения. Так как это связано с малым Тб, т. е. высокой концентрацией рекомбинационных центров, прибор мало пригоден для работы на низких уровнях сигналов.

Пусть в некоторый момент на эмиттер, на­ ходящийся под потенциалом, равным нулю

36

или даже немного отрицательным (область отсечек), приходит положительный импульс. Тогда количество дырок в базе Рб начинает увеличиваться. Пока концентрация дырок не будет равна концентрации основных носителей в базе, добавочный ток в коллекторе очень мал, так как почти все инжектированные дыр­ ки — носители рекомбинируют. Избыток ды­ рок приводит к возрастанию тока. Когда же /б достигнет конечного значения, потенциал коллектора станет положительным, хотя по­ тенциал, создаваемый на переходе внешней батареей, останется отрицательным относи­ тельно эмиттера. Потребуется некоторое вре­ мя, чтобы коллекторный ток возрос до макси­ мального значения. Чем больше будет сопро­ тивление нагрузки, тем быстрее /к достигнет значения / КіНас и тем меньше будет величина выходного импульса.

Если принять, что ток базы устанавлива­ ется мгновенно, то время формирования пе­ реднего фронта импульса ti можно найти по формулам малосигнальной теории. Для этого

__(_

/к = В0Ібі (1 — е т),

где г — эффективное время жизни неосновных носителей в базе; Ва— низкочастотный коэф­ фициент передачи тока в схеме с общим эмит­ тером.

37

При больших значениях /і подавать им­ пульсы высокой частоты невозможно. Узкий импульс, уменьшаясь по амплитуде, из П-об­ разного может стать Л-образным.

Время t3 зависит от внутренних параметров триода:

ta an XIn — So

а время нарастания определяется выбранным режимом

или

tn = T In;

где a = - — - — коэффициент форсировки.

*к.нас

При заданном значении / к.нас желательно, что­ бы /бі было больше, так как в этом случае

/н->0.

Опытным путем установлено, что с ростом коэффициента а до 3-г4 существенно умень­ шается ta. Поэтому выбирают

'б, (3-5-4)-

Увеличение тока базы, однако, имеет и от­ рицательную сторону. Оно способствует на­ коплению большого количества неосновных носителей в базе за промежуток времени —

38

—tu где tB—длительность импульса до запира­ ния эмиттера. За время іи—h = (34-4) х про­ цесс накопления заканчивается. После запира­ ния эмиттера в течение времени рассасывания

Рис. 9. Импульсные парамет­ ры:

а — импульс, поданный на вход триода; б импульс на выходе триода.

концентрация носителей рб снижается до равновесного значения и /к.нас остается неиз­ менным. Когда коллектор выходит из области насыщения, задний фронт начинает формиро­ ваться в активной области (рис. 9), где /« за­ висит от /б.

39

Время рассасывания равно времени вос­ становления обратного сопротивления коллек­ тора, так как в активной области коллектор уже заперт. Если рассматривать цепь коллек­

спада) будет зави­

сеть ОТ /к.нас И Т. Нами не рассмотрены влияние экстремаль­

ных токов на процесс прохождения зарядов в базе и зависимость т от /б, весьма существен­ ные на высоких уровнях инжекции. Однако даже в практических расчетах два последние фактора часто не учитываются.

Для получения выходного импульса с кру­ тым фронтом предложен управляющий им-

40

обеспечивает малое tn. Минимальная величи­ на /" предотвращает появление большого за­

ряда в базе за счет избыточных носителей. Ток /'"^5 (3-4-4) /" , практически ограничен­

ный только допустимым обратным током базы, ускоряет рассасывание заряда, поскольку дырки уходят на отрицательно смещенный эмиттер.

Обычной ключевой схемой, в которой при­ меняется плоскостной триод, является инвер­ тор. Инверторы на триодах с диффузионной базой типа меза- и эпитаксиальных, а также некоторые логические ячейки имеют следую­ щие минимальные значения для времени

В серийных высокочастотных транзисторах время переключения больше приведенных вы­ ше величин. Особенно велико £Вык в мощных переключателях. Прохождение токов в десят­ ки ампер приводит к накоплению значитель­ ного заряда, что ухудшает условия рассасы­ вания. Для таких приборов время переключе­

41