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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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------

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:

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.

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