Файл: Учебник радиометриста флота учебник для школ и учебных отрядов ВМФ..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 113
Скачиваний: 0
тор — база подается обратное постоянное напряжение ик-о, вы зывающего обратное смещение’ коллекторного перехода II. При этом величина потенциального барьера эмиттерного ге-р-перехо- да I уменьшается, а коллекторного перехода II увеличивается. Под действием входного прямого напряжения пэ.б дырки начи нают преодолевать уменьшившийся потенциальный барьер эмит терного л-р-перехода I и входят в область базы. В области ба-
Рие. 108. Основные схемы включения транзисторов:
а — с общим эмиттером: б —с общей базой; о —с общим коллектором
зы дырки частично рекомбинируют с электронами, образующими встречный ток проводимости. Так как толщина базы очень ма ла, подавляющая часть дырок быстро ее проходит и попадает в ускоряющее электрическое поле потенциального барьера кол лекторного л-р-перехода II. Под действием этого поля дырки
Эмит т ер |
|
База. |
Коллектор |
|
||
С-1------ |
"Л Г |
------------------ |
|
|||
|
|
|||||
|
|
Н |
| |
■«— |
со |
I |
|
М ! |
1 Н ----- ^ |
|
|||
— - |
|
1 |
||||
|
1 |
1 |
|
|
1 |
|
|
* |
! |
|
|
|
|
+
I v. _
Рис. 109. Принцип работы транзистора р - п - р -типа
втягиваются в коллектор, соединенный с отрицательным полю сом источника питания Е2. Электроны через транзистор движут ся в противоположном направлении.
Принцип действия транзистора типа п-р-п аналогичен. При подаче питания в виде электрических напряжений нэ.в и ик.g с
107
полярностью, показанной на рис. 1110, от эмиттера через базу к коллектору в нем перемещаются электроны, а дырки переме щаются в противоположном направлении.
Движение дырок и электронов в транзисторе обусловливает появление во внешних цепях электрических токов. Ток в цепи эмиттера i3 создается движением основных носителей заряда из эмиттера в базу и движением неосновных носителей заряда из базы в эмиттер. Коллекторный ток г'к обусловлен движением ос новных носителей заряда, переходящих из базы в коллектор, и неосновных носителей заряда, переходящих из коллектора в
р, |
Г |
п |
11 |
рг |
базу. В цепи базы протекает ток, равный разности токов эмит тера и коллектора, т. е. ток базы ia— h — in. Базовый ток обес печивает восполнение убыли неосновных носителей заряда, про исходящей из-за рекомбинации их с основными носителями за ряда, движущимися из эмиттера.
В транзисторах типа р-п-р основными носителями заряда являются дырки, так как эмиттер в них является полупроводни ком с дырочной проводимостью. В транзисторах типа п-р-п эмиттер — полупроводник с электронной проводимостью и поэто му основными носителями заряда являются электроны. Считают направление внешнего тока в цепи совпадающим с направле нием дырок в транзисторе. Величина токов во внешних цепях за висит от приложенного к электродам транзистора напряжения.
В транзисторе, включенном По схеме с общим эмиттером, входным напряжением ивх является напряжение иь. э, входным током — ток базы fe, выходным напряжением мВых— напря жение цк.э, выходным током 1вых — ток коллектора tK (рис. 108, а).
В транзисторе, включенном по схеме с общей базой, вход ным напряжением ивх является напряжение «э.б, входным током
108
ins— ток эмиттера h, выходным напряжением «пых — напряже ние «к.б. выходным током гВых — ток коллектора t'K (рис. 108, б).
В транзисторе, |
включенном по схеме с общим коллектором, |
|
^ВХ ^б. Ю ^ВХ ^б' |
ИВЫХ= 11Э. Ю ^ВЫХ= |
(рис. 108, б). |
От схемы включения в электрическую цепь зависят и свойст ва транзистора, определяемые его входными и выходными ста тическими характеристиками. Входной статической характери стикой транзистора называется зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном выходном токе или по стоянном выходном напряжении. Выходной статической харак теристикой называется зависимость выходного тока от выходно го напряжения при постоянном входном токе или постоянном входном напряжении.
Рис. 111. Характеристики транзистора, включенного по схеме с общей базой
Входные и выходные характеристики транзистора, включен ного по схеме с общей базой, показаны соответственно на рис. 111, а и б. По семейству выходных характеристик (рис. 111, б) можно определить один из важнейших параметров транзи стора— коэффициент усиления тока для схемы-включения тран зистора с общей базой а. Для этого выбирают приращение тока
коллектора |
Д/к |
при |
постоянном |
напряжении |
коллектора |
|
пк.б = const, |
отсчитывают соответствующее ему значение прира |
|||||
щения тока эмиттера А/э и берут их отношение |
|
|||||
|
|
а = |
4^- при |
ик.б = |
const. |
(64) |
У плоскостных |
транзисторов |
а =0,920-*-0,996. |
Допуская не |
|||
большую погрешность, |
можно считать, что. tK~ ai3. |
|
||||
Для транзистора,, включенного по схеме с общим эмиттером, |
входная и выходная характеристики показаны на рис. 112, а и б. По семейству выходных характеристик выводится коэффициент
109
усиления тока при включении транзистора с общим эмиттером р:
(3= 4^- |
при «к. э = |
const. |
(65) |
|
Определено, что |
р = |
11 находится в пределах от |
10 до |
|
100. С достаточной |
для |
практики |
точностью считают, что |
1'к~рг'б-
При включении транзистора по схеме с общим коллектором, как правило, пользуются характеристиками, построенными для схемы транзистора с общим эмиттером.
По своим частотным свойствам транзисторы уступают элек тронным лампам. Причиной этого является наличие вносящих искажения в работу транзисторов емкостей в эмиттерном и кол лекторном переходах и диффузионный характер движения но-
Рнс. 112. Входная (а ) п выходная (б) характери стики транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером
сителей в полупроводниковом материале. Считается, что тран зистор работает удовлетворительно в диапазоне частот от нуля до значения / в, называемой предельной (граничной) частотой
транзистора. Величина / в обратно пропорциональна квадрату толщины базы транзистора и определяется как частота, при ко
торой коэффициент усиления по току уменьшается в V 2 раз от носительно своего значения при частоте, равной нулю.
С повышением частоты на работу транзисторов начинают влиять и шумы. Шумами полупроводниковых приборов назы вают случайные изменения тока в их цепях. Шумы вызывают ся разным количеством электронов и дырок, проходящих в еди ницу времени через и-р-переход, перераспределением эмиттерного тока между базой и коллектором, а также влиянием внеш них факторов.
ПО
Кроме указанных параметрами транзистора, характеризую щими его работу, являются:
t° Сп.доп. СКОрп.доп — допустимые температуры я-р-перехода корпуса и окружающей среды, измеряемые в градусах Цельсия;
— Рцоп — предельно допустимая |
мощность, |
рассеиваемая |
транзистором в зависимости от |
температуры корпуса |
|
(рис. ИЗ); |
|
напряжение на |
— Нобр.доп — предельно допустимое обратное |
||
я-р-переходе; |
|
|
Рис. ИЗ. Зависимость пре дельно допустимой мощно сти, рассеиваемой транзи стором, от температуры корпуса
—Ь.доп и 1к .доп — предельно допустимые токи эмиттера и
коллектора соответственно.
Важнейшими из рассмотренных параметров являются вели
чины о и /«, по которым в первую очередь и подбирается тре буемый транзистор.
Ш
В схемах электронных устройств транзистор используется так же, как и электронная лампа. На рис. 114 изображен тран зистор, включенный в цепь по схеме с общей базой. На его вход подаются постоянное напряжение смещения иэ.б от источника питания £ э.б и входное напряжение ивх от внешнего источника питания переменного тока Е с сопротивлением RBX.
С изменением входного переменного напряжения ивх изменя ются ток входной цепи ia и ток выходной цепи 1К (рис. 115). Из менение тока выходной цепи 1К вызывает изменение выходного
Рис. 115. График работы транзи стора на переменном токе
переменного напряжения в выходной цепи ивых, снимаемого с нагрузочного резистора Ru. Величину сопротивления резистора Я„ выбирают много большей величины сопротивления RBX, т. е.
я „ ;> я вх.
По закону Ома # вх = ^ , а нвы< = iKRH= оU3Ru.
*Э
Коэффициентом усиления транзистора К является отношение выходного напряжения ивых к входному напряжению ивх:
К |
а ЯвхЯ» э>1. |
(66) |
Г л а в а 6
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ
ИПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
§1. Выпрямители переменных напряжений
Выпрямитель предназначен для преобразования энергии пе ременного тока в энергию постоянного тока.
Основными элементами выпрямителя являются силовой трансформатор, вентиль и сглаживающий фильтр.
Силовой, трансформатор является преобразователем перемен ного тока одного напряжения в переменный ток другого напря жения (обычно большего по величине) и служит для питания электронной схемы. Как правило, он имеет одну первичную и одну или несколько вторичных обмоток, каждая из которых рас считана на определенные напряжение и ток.
Вентиль—это прибор, обладающий односторонней проводи мостью. Он пропускает электрический ток только в одном (пря мом) направлении и не пропускает его в обратном направлении. В качестве вентилей в современных выпрямителях применяют двухэлектродные лампы, полупроводниковые диоды и другие электронные приборы.
Сглаживающий фильтр обеспечивает преобразование (сгла живание) пульсирующего выходного напряжения вентиля в на пряжение постоянного тока. В общем случае сглаживающий фильтр состоит из одного или нескольких конденсаторов С и дросселей L и может быть одноячеечным или двухъячеечным с конденсаторным или дроссельным входом (рис. 116).
В зависимости от схемы включения выпрямители бывают однополупериодные, двухполупериодные, двухполупериодные с удвоением напряжения и другие.
Принцип выпрямления переменного напряжения рассмотрим на примере однополупернодного выпрямителя (рис. 1,17).
К первичной обмотке силового трансформатора Тр подводит ся переменное напряжение их от первичного источника питания электрической энергии. Во вторичной (повышающей) обмотке
ИЗ