Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Влияние температуры на статические характеристики БТ

Влияние температуры на положение входной характеристики схемы с ОБ при поддержании неизменным ее параметра аналогично ее влиянию на ВАХ полупроводникового диода. В нормальном активном режиме ток эмиттерного перехода можно описать формулой:

Iэ ≈ Iоэ (exp(Uэб) / φт – 1).

С ростом температуры тепловой ток (Iэо) растет быстрее, чем убывает экспонента из-за увеличения jт = k T / q. В результате противоположного влияния двух факторов входные характеристики схемы с ОБ смещаются влево при выбранном токе Iэ на величину DU » (1...2) мВ/°С (рис. 4.11, а).

Начало входной характеристики в схеме с ОЭ определяется тепловым током коллекторного перехода (Iкбо), который сильно зависит от температуры, так что начало характеристики при увеличении температуры опускается (рис. 4.11, б).

Влияние температуры на выходные характеристики схем с ОБ и ОЭ в НАР удобно анализировать по формулам:

Iк = αIэ + Iкбо;

Iк = βIб + (β + 1) Iкбо.


Выходные характеристики при различных температурах должны сниматься при постоянных параметрах (Iэ = const в схеме с ОБ и Iб = const в схеме с ОЭ). Коэффициент передачи тока эмиттера с изменением температуры изменяется незначительно, поэтому в схеме с ОБ при Iэ = const рост Iк будет определяться в основном увеличением Iкбо (рис.4.12, а). Однако обычно Iкбо значительно меньше aIэ и изменение Iк составляет доли процента.

В схеме с ОЭ положение иное. Здесь параметром является Iб и его надо поддерживать неизменным при изменении температуры., Коэффициент передачи (b)зависит от температуры (он увеличивается с увеличением температуры). Поэтому изменение Iк будет определяться обоими слагаемыми βIб и (b + 1)Iкбо. Ток Iкбо (как тепловой ток перехода) примерно удваивается при увеличении температуры на 10 °С, и при b >> 1 прирост тока (b + 1)Iкбо может оказаться сравнимым с исходным значением коллекторного тока и даже превысить его.



На рис.4.12, б показано большое смещение выходных характеристик вверх. Сильное влияние температуры на выходные характеристики в схеме с ОЭ может привести к потере работоспособности конкретных устройств, если не принять схемотехнические меры для стабилизации тока.

 

 
 

Составной транзистор

Коэффициент усиления каскадов, выполненных на биполярных транзисторах, определяется коэффициентом передачи тока транзистора в схеме с ОЭ (h21э). Увеличение этого коэффициента в ряде случаев позволяет существенно упростить схемотехнику проектируемых усилительных устройств. Так, при построении многокаскадных усилителей можно обойтись меньшим числом каскадов или при управлении мощной нагрузкой отказаться от промежуточных усилителей мощности и управлять значительной мощностью непосредственно от маломощного источника.

Увеличить h21э можно чисто схемотехническим путем за счет каскадного включения нескольких транзисторов. Применительно к транзисторам одного типа проводимости такие схемы были впервые предложены Дарлингтоном и поэтому часто называются схемами Дарлингтона или составными транзисторами.

Составной транзистор (пара Дарлингтона), получаемый соединением коллекторов и эмиттера Э1 с базой Б2 (рис. 4.13), характеризуется большим входным сопротивлением, большим коэффициентом передачи базового тока b и меньшим выходным сопротивлением на переменном сигнале по сравнению с одиночным БТ.

Интегральный коэффициент передачи по току составного транзистора (bD) определяется следующим образом:

bD = iкD/iбD = iкD/iб1 = (iк1 + iк2)/iб1 = (b1iб1 + b2iб2)/iб1 = (b1iб1 + b2iэ1)/iб1 =

= (b1iб1 + b2 (b1 + 1)iб1)/iб1 = b1 + b2 (b1 + 1) = b1 + b2b1 + b2.

Если составной транзистор (СТ) синтезирован на основе одинаковых транзисторов (b1 = b2 = b), то

bD = b(b + 2),

т.е. bD характеризуется квадратичным увеличением.

Суммарное входное сопротивление (h11эD)составного транзистора больше входного сопротивления одиночного транзистора, так как входы Т1 и Т2 включены последовательно, т.е.

h11эD = uвхD/iбD = (uвх1 + uвх2)/iб1 = (iб1h11э1 + iб2h11э2)/iб1 = (iб1h11э1 + iэ1h11э2)/iб1 =

= (iб1h11э1 + (b1 + 1)iб1h11э2)/iб1 = h11э1 + (b1 + 1)h11э2.

Из итогового выражения видно, суммарное входное сопротивление определяется в основном входным сопротивлением второго транзистора и коэффициентом передачи по току первого транзистора.

Так как коллекторные цепи транзисторов включены параллельно (см. рис.4.13), следовательно, суммарная проводимость составного транзистора (h22эD) возрастает (выходное сопротивление уменьшается).

На практике составные транзисторы могут быть реализованы на основе соответствующего соединения одиночных транзисторов, но промышленностью также выпускаются уже готовые составные транзисторы, конструктивно оформленные в едином корпусе.

 
 
а)  

Полевые транзисторы

Полевые транзисторы представляют собой полупроводниковые приборы, в которых прохождение тока обусловлено дрейфом основных носителей заряда под действием продольного электрического поля. Управление величиной тока в них осуществляется путем изменения электропроводности токопроводящего слоя (канала) полупроводника поперечным электрическим полем. Каналом служит тонкий слой однородного полупроводника. По конструктивному исполнению и технологии изготовления полевые транзисторы можно разделить на две группы:

1) полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом;

2) полевые транзисторы с изолированным затвором.

Основной особенностью полевых транзисторов, по сравнению с биполярными, является их высокое входное сопротивление, которое может достигать 109 – 1014 Ом. Таким образом, эти приборы можно рассматривать как управляемые потенциалом, что позволяет на их основе создать схемы с чрезвычайно низким потреблением энергии в статическом режиме. Последнее особенно существенно для электронных статических микросхем памяти с большим количеством запоминающих ячеек.

Так же, как и биполярные, полевые транзисторы могут работать в ключевом режиме, однако падение напряжения на них во включенном состоянии весьма значительно, поэтому эффективность их работы в мощных схемах меньше, чем у биполярных приборов.

Полевые транзисторы могут иметь каналы как p-типа, так и n-типа, управление которыми осуществляется при разной полярности на электродах (поскольку mn > mp, выгоднее применять n-канал). Это свойство комплементарности расширяет возможности при конструировании схем и широко используется при создании запоминающих ячеек и цифровых схем на основе МДП-транзисторов.






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2020 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.