Наименование дисциплины: ОП.04 Электроника гр. МНЭ 19-1Т Форма и дата задания:

Составление опорного конспекта 20.03.2020
ФИО преподавателя: Логинова Татьяна Александровна, эл.почта TALogunova32@yandex.ru
срок

сигналов.
Подразделяются на биполярные и полевые.
транзисторы
биполярные
полевые
n-p-n
p-n-p
Биполярные транзисторы

транзистора, из которой происходит инжекция носителей зарядов в базу, называется

коллекторный – обратное. Этот режим является основным режимом работы транзистора

цепи транзистора максимален и практическая не регулируется током входной цени.

дифференциальное сопротивление цепи
базы,
В - статический коэффициент передачи тока

В =

В + 1

В

- дифференциальное сопротивление цепи коллектора,

- сквозной ток транзистора в схеме ОЭ,

Мощность рассеяния Рк = < Рк.доп

Uк

Iк

·

Рк.доп – допустимая мощность рассеяния коллекторной цепи.
Эта мощность выделяется в виде тепла.

этом случае эмиттер является общим как для входной цепи так

Iб – управляющий ток,

Iк – управляемый ток.

Iэ = Iк + Iб

схемы общий эмиттер
Iэ = Iк + Iб.
Iк = α·Iэ +

В уравнение

подставим значение тока

После преобразований получим

Iк = ·Iб +

Обозначим = В

= Iкэ

о

Iк = В·Iб +

- сквозной ток транзистора

Ток << Iк

Iк = В·Iб

При α = 0,99, В ≈ 100.

Это означает, что ток коллектора в 100 раз больше тока базы

Iб = 0
Iб
″
> >
Рк.доп
Iк = В·Iб

∆Iк

∆Uк

включен в прямом направлении, чему соответствует пряма ветвь p-n-перехода.


Iб
Uбэ

Uкэ = 0

Uкэ > 0
20 C

t=60 C

o

o

∆Uбэ

∆Iб

Iб2

Iб1

∆Iб = (

Iб2

Iб1)

зависят от изменения температуры.
- Ток удваивается

- Коэффициент В увеличивается при повышении температуры с темпом 3% на градус.

- На входной ВАХ ТКН = - 2 мВ/ºС.

Указанные факторы приводят к увеличению тока коллектора с повышением температуры.
Поэтому коллекторные ВАХ смещаются в область больших токов коллектора.

1930 г. В 1952 г. принцип работы удалось реализовать японскому

мощность электрических сигналов.
Особенность работы транзисторов состоит в

канал
n-канальный
n-канальный
р-канальный
МДП - металл, диэлектрик, полупроводник

В зависимости от того, как изолирован управляющий электрод от управляемого

Если в качестве изолятора используется SiO2 – двуокись кремния – то транзистор называют
МОП-структурой (металл-окисел-полупроводник).

В зависимости от конструктивного исполнения проводящего канала различают транзисторы:
встроенный

В зависимости от того, какие носители являются переносчиками тока, различают:

Встроенный канал организуется при технологическом изготовлении транзистора.

Индуцированный канал образуется во время работы транзистора.

Транзистор со встроенным каналом
n-канальный
П
р-канальный
П
Транзистор

n-канальный

П

З

З

И

Подложку П технологически
соединяют с истоком.
Иногда подложку выводят отдельным выводом.

p-n-переходом
ПТ представляет собой пластину слаболегированного полупроводника n-типа, на

Сток (С)

Исток (И)

Затвор (З)

р

n-

+

р-n-

Канал

+ Uси

Uзи –

+

–

Ic

который в канал втекают носители тока называется исток (и).

Электрод, через который носители тока вытекают из канала – сток.

Электрод, называемый затвором, предназначен для регулирования поперечного сечения канала .

Концентрация носителей n-типа в канале много меньше концентрации дырок в области затвора.

Поэтому область p-n-перехода, обедненная носителями, будет располагаться в основном, в канале.

Управляющий p-n-переход включен в обратном направлении и имеет

Принцип действия такого транзистора заключается в
том, что при изменении напряжения на затворе
изменяется толщина обедненного слоя, а следовательно,
изменяется сечение канала, проводимость канала и ток
стока.
Т.е. изменением напряжения на затворе можно управлять током стока.

канал полностью
перекроется обедненной область p-n-перехода и ток стока
уменьшится

Примем Uзи = 0. При небольших напряжениях
сток-исток Uси канал ведет себя как линейное сопротивление. По мере роста напряжения обедненный слой будет расширяться, причем около стока в большей мере, чем около истока. Сечение канала будет уменьшаться и рост тока замедлится.

Начиная с напряжения Uси = Uзи.отс в транзисторе будет наблюдаться режим насыщения. Этот эффект называют эффектом модуляции длины канала.

выходная или стоковая Ic = ƒ(Uси, Uзи),
передаточная или стокозатворная

Выходная ВАХ Ic = ƒ(Uси, Uзи)

Ic, мА

Uси, В

4


2

4 8 12 16 20

Uси.проб.

Uзи = 0

Uзи = 0,5В

Uзи = 1,0В

Uзи = 1,5В

Ic.нач

Ic мА
4
2
Ic.нач
- 2,0 - 1,0
Uси

Uси = 5В

∆Uзи

∆Ic

∆Uси

Эта характеристика хорошо описывается выражением

Ic =

Ic.нач (1 -

Uзи

Uзи.отс

)

2

•

являются нелинейными.
Однако при небольших значениях переменных составляющих напряжений и

Параметры, характеризующие свойство транзистора
усиливать напряжение
крутизна S =

дифференциальное сопротивление сток-исток

∆Ic

∆Uзи

Uси = const

rси =

∆Uси

∆Ic

Uзи = const

- коэффициент усиления по напряжению

μ =

∆Uси

∆Uзи

Iс = const

[Ом ]

мА

В

[ ]

Параметры транзистора можно определить экспериментально, как показано на

Возможны три схемы включения полевого транзистора:
с общим истоком, общим стоком, общим затвором.
Наибольшее применение находит схема ОИ.

В рабочем режиме в цепи затвора протекает ток обратносмещенного p-n-перехода, составляющий единицы
наноампер.

Полевой транзистор имеет высокое входное сопротивление, что является одним из основных его достоинств.

транзисторах этого типа затвор отделен от полупроводника (канала) слоем диэлектрика.

МДП транзисторы делятся на два типа: - со встроенным каналом (обедненного типа), - с индуцированным каналом (обогащенного типа).

Канал может быть n-типа или р-типа.

Особенность транзисторов данного типа – очень высокое входное сопротивление, поскольку управляющий затвор отделен от остальной структуры слоем изолятора.

+ Uси
- Uзи
Транзистор может работать в двух

Ic

напряжение по отношению к истоку.
Под действием электрического

Режим обогащения.
На затвор подается положительное напряжение по отношению к истоку.
Под действием электрического поля электроны втягиваются в подзатворную область, канал обогащается носителями и ток стока увеличивается.

+ - Uси
- Uзи
Ic
Транзистор может

затвор подается отрицательное напряжение по отношению к истоку.

До некоторого напряжения Uпор канал отсутствует и транзистор закрыт.

получили транзисторы с управляющим p-n-переходом. Металлический затвор с полупроводником образует

С

И

З

Металл Al

SiO2

p-

p-типа GaAs

П -подложка

канал n-типа

Транзисторы используются в мощных быстродействующих устройствах

индуцированным каналом. Предназначены для создания быстродействующей программируемой запоминающей ячейки флэш-памяти.

Упрощенная структура ячейки флэш-памяти

С

И

З

SiO2

p-

p-типа GaAs

П -подложка

Нитрид кремния Si3N4

на затвор подается импульс напряжения. В результате происходит пробой тонкого

затвора (также в результате туннелирования) в область истока.
Транзистор