Разделы презентаций


6. 5. Биполярные транзисторы В 1958 г. американские ученые Дж. Бардин и В

Содержание

По технологии изготовления транзисторы делятся на сплавные, планарные, диффузионно‑сплавные, мезапланарные и эпитаксиально‑планарные СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

Слайды и текст этой презентации

Слайд 16.5. Биполярные транзисторы
В 1958 г. американские ученые Дж. Бардин

и В. Браттейн создали полупроводниковый триод, или транзистор.
Транзистором называется

полупроводниковый прибор с двумя электронно-дырочными переходами, предназначенный для усиления и генерирования электрических сигналов. В транзисторе используются оба типа носителей – основные и неосновные, поэтому его называют биполярным. Биполярный транзистор состоит из трех областей монокристаллического полупроводника с разным типом проводимости: эмиттера, базы и коллектора

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

6.5. Биполярные транзисторы В 1958 г. американские ученые Дж. Бардин и В. Браттейн создали полупроводниковый триод, или

Слайд 2По технологии изготовления транзисторы делятся на сплавные, планарные, диффузионно‑сплавные, мезапланарные

и эпитаксиально‑планарные
СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

По технологии изготовления транзисторы делятся на сплавные, планарные, диффузионно‑сплавные, мезапланарные и эпитаксиально‑планарные СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР,

Слайд 3Каждый из переходов транзистора можно включить либо в прямом, либо

в обратном направлении.
В зависимости от этого различают три режима

работы транзистора:
1. Режим отсечки – оба p‑n перехода закрыты, при этом через транзистор обычно идет сравнительно небольшой ток;
2. Режим насыщения – оба p‑n перехода открыты;
3. Активный режим – один из p‑n переходов открыт, а другой закрыт.
В режиме отсечки и режиме насыщения управление транзистором невозможно.
В активном режиме такое управление осуществляется наиболее эффективно, причем транзистор может выполнять функции активного элемента электрической схемы

Область транзистора, основным назначением которой является инжекция носителей в базу, называют эмиттером (Э), а соответствующий переход – эмиттерным.
Область, основным назначением которой является экстракция носителей из базы, называют коллектором (К), а переход – коллекторным.
Если на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном переходе – обратное, то включение транзистора считают нормальным, при противоположной полярности – инверсным.

Основные характеристики транзистора определяются в первую очередь процессами, происходящими в базе. В зависимости от распределения примесей в базе может присутствовать или отсутствовать электрическое поле. Если при отсутствии токов в базе существует электрическое поле, которое способствует движению неосновных носителей заряда от эмиттера к коллектору, то транзистор называют дрейфовым, если же поле в базе отсутствует – бездрейфовым (диффузионным).

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

Каждый из переходов транзистора можно включить либо в прямом, либо в обратном направлении. В зависимости от этого

Слайд 4Основные физические процессы в биполярных транзисторах
В рабочем режиме биполярного

транзистора протекают следующие физические процессы: инжекция, диффузия, рекомбинация и экстракция.
Закон

распределения инжектированных дырок рn(х) по базе описывается следующим уравнением:

.

Процесс переноса инжектированных носителей через базу – диффузионный– на длину Lp, W < Lp

В процессе диффузии через базу инжектированные неосновные носители рекомбинируют с основными носителями в базе.
Для восполнения рекомбинировавших основных носителей в базе через внешний контакт течет рекомбинационный ток.
Далее носители попадают в электрическое поле обратно смещенного коллекторного p‑n перехода и экстрагируются из базы в коллектор

В БТ реализуются четыре
физических процесса:
- инжекция из эмиттера в базу;
- диффузия через базу;
- рекомбинация в базе;
- экстракция из базы в коллектор.

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

Основные физические процессы в биполярных транзисторах В рабочем режиме биполярного транзистора протекают следующие физические процессы: инжекция, диффузия,

Слайд 5Биполярный транзистор в схеме с общей базой.
Зонная диаграмма и

токи

Эмиттерный переход
смещен в прямом аправлении,
и через него происходит

инжекция дырок
(неосновных носителей) в базу.
Коллекторный переход,
смещен в обратном направлении,
"собирает" инжектированные носители,
прошедшие через слой базы.

Зонная диаграмма биполярного транзистора:
а) в равновесном состоянии; б) в активном режиме

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

Биполярный транзистор в схеме с общей базой. Зонная диаграмма и токиЭмиттерный переход смещен в прямом аправлении, и

Слайд 6Токи в биполярном транзисторе в схеме с общей базой.
Ток базы

IБ транзистора будет состоять из трех компонент:
1. электронный

ток в эмиттерном переходе Iэn = (1 – γ)·Iэ,
2. рекомбинационный ток в базе (1 - κ)γIэ,
3. тепловой ток коллектора Iк0.

Где: I0 – тепловой ток, Ig – ток генерации.

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

Токи в биполярном транзисторе в схеме с общей базой.Ток базы IБ транзистора будет состоять из трех компонент:

Слайд 7. Эквивалентная схема биполярных транзисторов во всех режимах работы
αN

– коэффициент передачи
эмиттерного тока.
αI – коэффициент инверсии
Вольт-амперные

характеристики
БТ в активном режиме: семейство коллекторных кривых

Uэ > 0, Uк < 0.

|Uк| << 0,

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

. Эквивалентная схема биполярных транзисторов во всех режимах работы αN – коэффициент передачи эмиттерного тока. αI –

Слайд 8Дифференциальные параметры БТ в схеме с общей базой

Основными величинами, характеризующими параметры БТ,

являются:
коэффициент передачи тока эмиттера α, сопротивление эмиттерного (rэ)
и

коллекторного (rк), переходов, коэффициент обратной связи эмиттер – коллектор μэк.

γ – доля полезного дырочного тока в полном токе эмиттера Jэ,
κ -показывает долю эмиттерного дырочного тока,
без рекомбинации дошедшего до коллекторного перехода

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

Дифференциальные параметры БТ в схеме с общей базойОсновными величинами, характеризующими параметры БТ, являются: коэффициент передачи тока эмиттера α, сопротивление

Слайд 9коэффициент инжекции
Для эффективной работы БТ p‑n‑p типа
ток эмиттера

Jэ должен быть дырочным (Jэp).
фундаментальное уравнение
теории транзисторов:
Коэффициент передачи

эмиттерного тока a характеризует изменение коллекторного тока Iк при вызвавшем его изменении эмиттерного тока Iэ.

Если x < W

. Полагая значение W = 0,2L, получаем:

.

коэффициент инжекции Для эффективной работы БТ p‑n‑p типа ток эмиттера Jэ должен быть дырочным (Jэp). фундаментальное уравнение

Слайд 10
Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода
Пример: при Iэ = 1 мА, получим –

rэ = 25 Ом
Если Uэ = 0 (условие короткого замыкания), тогда
.
Если Iэ = 0 (условие

холостого хода), то

.

“эффект Эрли”

Дифференциальное сопротивление коллекторного перехода

ND = 10*15 см-3; L = 0,1 мм; W = 30 мкм,
Uк = 5В, Iэ = 1 мА, eSi = 11,8.
rк  5,2 МОм.

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода Пример: при Iэ = 1 мА, получим – rэ = 25 Ом Если Uэ = 0 (условие короткого замыкания), тогда

Слайд 11выходные характеристики БТ
в схеме с общей базой,
иллюстрирующие влияние

эффекта Эрли
Коэффициент обратной связи
Объемное сопротивление базы БТ в

схеме с общей базой
определяется чисто геометрическими особенностями
конструкции БТ
выходные характеристики БТ в схеме с общей базой, иллюстрирующие влияние эффекта Эрли Коэффициент обратной связи Объемное сопротивление

Слайд 12Биполярный транзистор в схеме с общим эмиттером
В транзисторе в

схеме с общим эмиттером имеет место усиление по напряжению и

по току.
Входные параметры:
ток базы Iб и напряжение на коллекторе Uк,
Выходные параметры:
ток коллектора Iк и напряжение на эмиттере Uэ.

коэффициентом усиления по току

a = 0,980,99

β = 50100

СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

Биполярный транзистор в схеме с общим эмиттером В транзисторе в схеме с общим эмиттером имеет место усиление

Слайд 13Вольт‑амперные характеристики биполярного транзистора КТ215В,
включенного по схеме с общим

эмиттером:
а) входные характеристики; б) выходные характеристики
СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013

Вольт‑амперные характеристики биполярного транзистора КТ215В, включенного по схеме с общим эмиттером:а) входные характеристики; б) выходные характеристикиСПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ,

Слайд 14Эквивалентная схема биполярного транзистора в схеме с общей базой
Эквивалентная

схема биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером
СПбГЭТУ «ЛЭТИ»,

кафедра МИТ, ОЭиР, 2013
Эквивалентная схема биполярного транзистора в схеме с общей базой Эквивалентная схема биполярного транзистора в схеме с общим

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика