ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.02.2024
Просмотров: 268
Скачиваний: 2
а б с о л ю т н у ю |
в е л и ч и н у |
|
||||
(п о р я д к а |
н е с к о л ь к и х |
|
||||
со тен |
|
м и л л и а м п е р |
н а |
|
||
в о л ь т ) |
|
и с у щ е с т в е н н о |
|
|||
з а в и с и т |
о т |
т е м п е р а |
|
|||
ту р ы . |
|
|
|
|
|
|
Э т о |
п о д т в е р ж д а е т |
|
||||
ся |
м н о го ч и с л е н н ы м и |
|
||||
о п ы тн ы м и |
д а н н ы м и |
|
||||
[Л . 4, 9, 19, |
91]. |
|
|
|||
И з э к с п е р и м е н т а л ь |
|
|||||
н ы х |
к р и в ы х , |
и з о б р а |
|
|||
ж е н н ы х |
н а |
рис. 1-16, |
Рис. 1-16. Зависимость крутизны |
|||
ви д н о , |
|
ч то |
н а и б о л е е |
проходных статических характери |
||
с и л ь н о |
з а в и с и т |
о т |
т е м |
стик вида /к==<р(ив) от температуры |
||
п е р а т у р ы к р у т и з н а п р о |
при UK=const. |
|||||
|
||||||
х о д н ы х с т а т и ч е с к и х х а |
|
|||||
р а к т е р и с т и к |
|
м о щ н ы х |
|
т р а н з и с т о р о в с п л а в н о г о ти п а (П 2 0 1 ), в м ен ьш ей с те п е н и — м а л о м о щ н ы х т р а н з и с т о р о в с п л а в н о го и д и ф ф у з и о н н о го т и п о в (П 1 3 — П 1 6 , П 4 0 2 , П 4Т 0) и с л а б о м а л о м о щ н ы х к р е м н и е в ы х т р а н з и с т о р о в (П 1 0 2 ).
П у т е м а п п р о к с и м а ц и и э к с п е р и м е н т а л ь н ы х к р и в ы х ,
и з о б р а ж е н н ы х |
н а |
ри с. 1-16, в |
и н т е р в а л е т е м п е р а т у р от |
||
— 70 д о + 6 0 °С п о л у ч ен ы с л е д у ю щ и е со о тн о ш ен и я : |
|||||
д л я м о щ н ы х с п л а в н ы х т р а н з и с т о р о в |
|
||||
ф * - * |
■== 0 ,7 — 7,12* 1 0 - 3 (t — 60); |
(1-54) |
|||
^пр 20 °С |
|
|
|
|
|
д л я м алом ощ ны х |
сплавны х |
и диф ф узионны х |
герм ание |
||
вых тр а н зи с т о р о в |
|
|
|
|
|
Лпр20 *С |
= |
0 ,8 6 — 3 ,8 5 - 1 0 - 3 (t — 60); |
(1-55) |
||
|
|
|
|
||
д л я м алом ощ ны х |
крем ниевы х тр ан зи сто р о в |
|
|||
сft |
|
|
|
|
|
- с |
п-р^ ~ = |
0 ,9 2 — 2 ,1 5 • 10 " 3 (t — 60). |
(1-56) |
||
*пр 20 *С |
|
|
|
|
|
З а в и с и м о с т ь к р у т и зн ы в х о д н ы х с т а т и ч е с к и х х а р а к |
|||||
т е р и с т и к о т |
т е м п е р а т у р ы |
о п р е д е л я е т с я и зм ен ен и ем |
в х о д н о й п р о в о д и м о с т и т р а н з и с т о р а , т а к к а к d i e / d u ^ S m ,
27
и м о ж е т б ы т ь а п п р о к с и м и р о в а н а в ы р а ж е н и е м |
в и д а |
|
[Л . 92] |
|
|
О |
~ |
|
°вх 20 °С |
|
|
** 1 + С 2Д/г + 2 (0 ,4 -|-5 -1 0 -* Д ^ )(0 ,7 2 + 3 , Ы 0 - 3Д ^) |
' |
Д л я в о з м о ж н о с т и п о с т р о е н и я с т а т и ч е с к и х х а р а к т е р и с т и к п р и т е м п е р а т у р е , о т л и ч а ю щ е й с я о т н о р м а л ь н о й ,
к р о м е з н а ч е н и й 5 ВЫХ*, |
5 ПР( и S nxt, н е о б х о д и м о |
т а к ж е |
з н а т ь т е м п е р а т у р н у ю |
з а в и с и м о с т ь н а п р я ж е н и я |
э м и т |
т е р — б а з а . |
|
|
С о г л а с н о э к с п е р и м е н т а л ь н ы м д а н н ы м э т а з а в и с и
м о сть |
п р а к т и ч е с к и л и н е й н а , п р и ч е м д л я |
т р а н з и с т о р о в |
ти п о в |
П 1 3 — П 1 6 , П 101 и П 1 0 3 к р у т и з н а |
и з м е н е н и я н а- |
Рис. 1-17. Зависимость напряжения |
эмиттер — |
|
||||
база плоскостных транзисторов |
от |
темпера |
|
|||
туры. |
|
|
|
|
|
|
п р я ж е н и я |
э м и т т е р — б а з а |
с |
т е м п е р а т у р о й |
у « ( 2 ч - |
||
2 ,5 ) м в Г С |
[Л . 59]. |
|
|
|
|
|
Д л я и н т е р в а л а т е м п е р а т у р ± 8 0 °С а п п р о к с и м а ц и я |
||||||
э к с п е р и м е н т а л ь н ы х к р и в ы х н а р и с . 1-17 д а е т : |
|
|||||
|
“6t ■« |
b — |
— |
|
|
(1 -58) |
|
U6 20 °С |
|
|
|
|
|
Д л я т р а н з и с т о р о в П 1 3 — П 1 6 |
|
0 ,3 2 и f t ~ l l , 3 * 1 0 -3 , |
д л я д и ф ф у з и о н н ы х т р а н з и с т о р о в b « 0 ,6 2 и п ~ 6 ,4 - 1 0~ 3, а д л я м а л о м о щ н ы х к р е м н и е в ы х т р а н з и с т о р о в т и п а П 1 0 2 ô ~ 0 ,7 8 и п ~ 3 ,6 7 - 1 0 " 3.
П е р е с ч е т с т а т и ч е с к и х х а р а к т е р и с т и к к л ю б о й з а д а н н ой т е м п е р а т у р е п р и и зв е с тн о й с та ти ч е с к о й х а р а к т е р и с ти к е д л я т е м п е р а т у р ы + 2 0 ° С м о ж е т б ы ть п р о и зв ед ен с л е д у ю щ и м о б р а з о м [Л . 92]:
а ) д л я з а д а н н ы х п р е д е л ь н ы х т е м п е р а т у р р а б о ч е го д и а п а з о н а п о п р и в е д е н н ы м в ы ш е ф о р м у л а м и ли г р а ф и к а м о п р е д е л я ю т с я 5 Вых<, S npt и а т а к ж е Д«б*;
б) н а р а с ст о я н и и &иб1 = Щ г — н б20.с от рабочей точки ,
в ы б р а н н о й н а с о о т в е т с т в у ю щ е й с та ти ч е с к о й х а р а к т е р и с ти к е , и зм е р е н н о й п ри т е м п е р а т у р е + 2 0 ° С , п о д у гл о м
5 вы х ь |
и ли S Bxt п р о в о д я т с я н о вы е с т а т и ч е с к и е х а р а к |
т е р и с т и к и . |
|
Т а к к а к к р у т и з н а с т а ти ч е с к и х х а р а к т е р и с т и к т р а н з и с т о р а не о с т а е т с я п о с то я н н о й п ри к о л е б а н и я х т е м п е р а ту р ы п е р е х о д о в , то ж е с т к а я с т а б и л и з а ц и я р а б о ч е й точки не о б е с п е ч и в а е т п о д д е р ж а н и я п о с то я н с тв а п а р а м е т р о в у с и л и т е л ь н о г о к а с к а д а и, в ч астн о сти , его к о эф ф и ц и е н та у с и л е н и я . Д а н н о е п о л о ж е н и е п о д ч е р к и в а е т с я в р я д е
и с с л е д о в а н и й |
[Л . |
39, |
42] и б у д е т б о л е е |
п о д р о б н о р а с |
||
с м о т р е н о |
п ри |
о ц е н к е |
р а зл и ч н ы х |
м ето д о в |
с та б и л и за ц и и |
|
р а б о ч е г о |
р е ж и м а |
н а п о с то я н н о м |
токе. |
|
1-3. СОБСТВЕННЫЕ ШУМЫ ТРАНЗИСТОРОВ
С о б с т в е н н ы е ш у м ы т р а н з и с т о р о в х а р а к т е р и з у ю т с я с р а в
н и т е л ь н о |
в ы с о к и м и у р о в н я м и , ч то су щ еств ен н о о г р а н и |
ч и в а е т |
о б л а с т ь п р и м ен е н и я п р и б о р о в д а н н о го ти п а |
в у с т р о й с т в а х , п р е д н а з н а ч е н н ы х д л я у с и л ен и я с л а б ы х с и г н а л о в . П о э т о м у и зу ч ен и ю ф и зи ч еск о й п р и р о д ы ш у м о в т р а н з и с т о р о в и р а з р а б о т к е м ет о д о в их о с л а б л е н и я у д е
л я е т с я б о л ь ш о е в |
н и м а н и е [Л . 6, 7, 10, |
23, 31 — 37]. |
|
П о ф о р м е с п е к т р а ш у м ы т р а н зи с т о р о в и м ею т сх о д |
|||
ств о с ш у м а м и |
э л е к т р о н н ы х л а м п , н о |
су щ е ств е н н о о т л и |
|
ч а ю т с я о т н и х по ф и зи ч е с к о й п р и р о д е . |
|||
Р а з л и ч а ю т |
с л е д у ю щ и е к о м п о н ен ты |
со б ств ен н ы х ш у |
|
м о в т р а н з и с т о р о в : |
|
п о л у п р о в о д н и к о в ы е ш у м ы к о л л е к т о р н о г о и эм и т те р - н о го п е р е х о д о в ;
ш у м ы д р о б о в о г о э ф ф е к т а в к о л л е к т о р н о м и э м и т те р - н ом п е р е х о д а х ;
ш у м ы т е р м и ч е с к о го п р о и с х о ж д е н и я ; ш у м ы , о б у с л о в л е н н ы е р а з д е л е н и е м т о к а э м и т т е р а на
к о л л е к т о р н ы й и б а з о в ы й токи .
С р е д н е е з н а ч е н и е н а п р я ж е н и я п о л у п р о в о д н и к о в ы х ш у м о в к о л л е к т о р н о г о п е р е х о д а м о ж е т б ы т ь о п р е д е л е н о
по ф о р м у л е [Л . 10, 92] |
|
1/ x U V t y , |
(1 -59) |
г д е A / = fB — f H — п о л о са р аб о ч и х ч а с т о т ; /„ и / и — с о
о тв е тс тв ен н о |
вер х н яя |
и |
н и ж н яя гр ан и ч н ы е ч а с т о т ы рабо - |
чей п олосы ; |
f |
__f |
— с р е д н я я ч а с т о т а п о л о сы р а |
/ ср = ^ |
^ j " |
б о ч и х ч а с т о т ; к — к о э ф ф и ц и е н т , х а р а к т е р и з у ю щ и й м а т е
р и а л п о л у п р о в о д н и к а ; \P i и |
Ч;2 — п о с т о я н н ы е к о э ф ф и |
ц и ен ты , п р и ч ем Ч г1 = 1,2— 1,8, |
а 'F 2= l — 2. |
И з (1 -5 9 ) в и д н о , ч то п о л у п р о в о д н и к о в ы е ш у м ы и з м е н я ю т с я о б р а т н о п р о п о р ц и о н а л ь н о ч а с т о т е . И с с л е д о в а н и я п о к а з ы в а ю т , ч то ш у м ы д а н н о г о в и д а н а и б о л е е о щ у ти м ы в о б л а с т и н и з к и х и с р е д н и х ч а с т о т , гд е он и зн ачи -- т е л ь н о п р е о б л а д а ю т н а д д р о б о в ы м и ш у м а м и .
С о с т а в и в н а о с н о в е (1 -5 9 ) у р а в н е н и я д л я н о р м а л ь н о й т е м п е р а т у р ы и т е м п е р а т у р ы , о т л и ч а ю щ е й с я о т н о р
м а л ь н о й , и п о л о ж и в , ч то |
U H, |
/ Ср, А / и к |
о т т е м п е р а т у р ы |
н е з а в и с я т , с у ч ет о м (1 -7 а ) п о л у ч и м : |
|
||
- « |
(1 + |
с х А 0 °* ет\ |
(1 -60) |
^п .кго -с |
|
|
|
Н а р и с . 1-18 п р и в е д е н а з а в и с и м о с т ь п о л у п р о в о д н и к о в ы х ш у м о в к о л л е к т о р н о г о п е р е х о д а о т т е м п е р а т у р ы , р а с с ч и т а н н а я п о ф о р м у л е (1 -6 0 ) . Н е т р у д н о в и д е т ь , что п р и Ч г= 2 у к а з а н н а я з а в и с и м о с т ь п о л н о с т ь ю с о в п а д а е т с п р и в е д е н н о й н а р и с . 1-2, а п р и ^ 2 = 1 у м е н ь ш е н и е н а п р я ж е н и я ш у м о в п р и t < — 2 0 °С и £ > + 2 0 ° С п р о и с х о д и т б о л е е п л а в н о . И н т е р е с н о то , ч то ж е с т к а я с т а б и л и з а ц и я р а б о ч е й то ч к и (U K= c o n s t ) м о ж е т п р и в е с т и к н е к о т о р о м у у в е л и ч е н и ю ш у м о в р а с с м а т р и в а е м о г о в и д а в о б л а с т и п о л о ж и т е л ь н ы х т е м п е р а т у р п о с р а в н е н и ю со с л у ч а е м , к о г д а с т а б и л и з а ц и я р е ж и м а п и т а н и я о т с у т с т в у е т ( и з в е с т н о , ч т о . с р о с т о м т е м п е р а т у р ы U K н о р м а л ь н о п р о я в л я е т т е н д е н ц и ю к у м е н ь ш е н и ю ) .
П о л у п р о в о д н и к о в ы е ш у м ы э м и т т е р н о г о п е р е х о д а
т р а н з и с т о р а п р и м е р н о н а |
д в а п о р я д к а м е н ь ш е ш у м о в |
к о л л е к т о р н о г о п е р е х о д а и |
п о э т о м у п р и и н ж е н е р н ы х р а с |
ч ё т а х о б ы ч н о н е у ч и т ы в а ю т с я .