ü Под током IБ надо понимать включающий ток базы IБ1. Запирающий ток IБ2, если он не указан особо, равен току IБ1.
Для СВЧ-транзисторов часто указывают коэффициент усиления мощности КР на заданной частоте, а также индуктивности и емкости выводов.
Предельные эксплуатационные параметры – это максимально допустимые значения напряжений, токов, мощности и температуры, при которых гарантируются работоспособность транзистора и значения его электрических параметров в пределах норм технических условий. К предельным эксплуатационным параметрам относятся:
максимально допустимые обратные напряжения на переходах Uкб max, Uэб max, максимально допустимое напряжение Uкэ max в схеме ОЭ при заданном сопротивлении Rбэ внешнего резистора, подключенного между базой и эмиттером;
максимально допустимая рассеиваемая мощность Pmax;
максимально допустимый ток коллектора Iк max;
максимально допустимая температура корпуса TКmax.
Помимо этого указывается диапазон рабочих температур.
Тиристорами (Т) назыв. большое семейство полупроводн. приборов, кот. обладают бистабильными характ-ками и способны переключаться из одного сост. в другое. В одном сост. Т имеет высокое R и малый I (закр., или выключ. состояние), в другом – низкое R и большой I (откр., или вкл. сост.). Принцип действия Т тесно связан с принципом действия бип. транз-ра, в кот. и электроны, и дырки участвуют в механизме проводимости. Название «тиристор» произошло от слова «тиратрон», поскольку электрические хар-ки обоих приборов во многом аналогичны.
Благодаря наличию двух устойчивых состояний и низкой мощности рассеяния в этих состояниях Т обладают уникальными полезными св-вами, позволяющими использовать их для решения широкого диапазона задач (от регулирования мощности в домашних бытовых электроприборах до переключения и преобразования энергии в высоковольтных линиях электропередачи). В настоящее время созданы Т, работающие при I от нескольких mA до 5000А и выше и при напряжениях, превышающих 10000В.
Параметры тиристора:
Напряж. включения Uвкл – это прямое анодное U, при котором Т переходит из закр. в откр. состояние при разомкнутом управляющем выводе.
Ток включ. Iвкл – это такое значение прямого анодного I ч/з Т, выше которого Т переключ-ся в откр. сост. при разомкнутой цепи управляющего вывода.
Отпирающий ток управления Iу.вкл – наименьший I в цепи управляющего вывода, кот. обеспечивает переключение Т в откр. сост. при данном U на Т.
Время задержки tз – время, в течение кот. анодный I через Т возрастает до величины 0,1 установившегося значения с момента подачи на тир-р управляющего импульса.
Время включения tвкл – время, в течение кот. I ч/з Т возрастает до 0,9 установившегося значения с момента подачи на Т управляющего импульса.
Остаточное напряжение Uпр – значение напряж. на Т, находящемся в откр. сост., при прохожд. ч/з него максимально допустимого I. Uпр обычно не превышает 2В.
Ток выключения Iвыкл – значение прямого I ч/з Т при разомкнутой цепи управления, ниже кот. тир-р выключается.
Время выключения tвыкл – время от момента перемены I, проходящего ч/з Т, с прямого на обратный до момента, когда Т полностью восстановит запирающую способность в прямом направлении.
Т широко прим. в радиолокации, уст-вах радиосвязи, автоматике, как приборы с отрицательной проводимостью, управляемые ключи, пороговые элементы, триггеры, не потребляющие I в исходном состоянии.
Однопереходный тр-р представляет собой полупроводниковый прибор с одним р-п переходом, в котором модуляция сопротивления полупроводника вызвана инжекцией носителей р-п переходом.
ОТ изготавливают из пластины высокоомного полупроводника с электропроводностью п-типа, он имеет 2 невыпрямляющих контакта к п-области и р-п переход, расположенный между ними.
рис. 1. Схема включения однопереходного тр-ра.
Согласно схеме структуры ОТ принимается следующая терминология: электрод от выпрямляющего контакта – эмиттер, электрод от нижнего невыпрямляющего контакта - первая база (Б1) и электрод от верхнего невыпр. контакта - вторая база (Б2). В некоторых случаях ОТ наз. базовым диодом.
На рис. 2 приведем ВАХ ОТ.
рис. 2. Входная ВАХ однопереходного тр-ра (1 – характеристика при отключенной базе).
При откл. Б2 хар-ка выглядит аналогично хар-ке обычного диода.
В триодном включении при большом U между невыпрямляющими контактами Б1 и Б2 переход заперт как при отриц. так и при положит. напряж. Uэ, не превышающих величины внутреннего напряжения UэБ1. Этому режиму соотв. участок хар-ки А-Б на рис. 2, аналогичный хар-ке обрат. вкл. р-п перехода.
При напряж на вх. Uэ=UэБ1 переход отпирается. Падающий участок ВАХ соответств. резкому падению напряж. на вх. Uэ при возрастающем токе Iэ (участок Б-В на рис. 2). Напряжение в точке максимума определяется из выражения Umax ≈ (Eб·R1) / (R1+R2).
Полевым тр-ром (ПТ) наз. полупроводн. прибор, усилительные св-ва кот. обусловлены потоком основных носителей, протекающим ч/з проводящий канал, управляемый электрическим полем. Действие ПТ обусловлено носителями заряда одной полярности.
Характерной особенностью ПТ явл. высокий коэфф. усиления по напряж. и высокое Uвх.
Исток (И) – это вывод ч/з кот. основные носители входят в канал.
Сток (С) – вывод ч/з кот. основные носители выходят из канала.
И и С соед-тся токопроводящим каналом.
Затвор (З) – ч/з него создается эл. поле, кот. управляет шириной канала, а значит током. В ПТ З выполнен в виде обратно включенного р-п перехода.
На С прилагается U такой полярности, чтобы основные носители из канала двигались от истока к стоку.
На З прилагается U такой полярности, чтобы р-п переход был вкл. в обр. направл. Если U на З равно 0, канал имеет некоторую ширину ч/з кот. основные носители – дырки переходят от И к С и создается Ic. Если обратн. U на З увеличивать, тогда ширина р-п перехода увелчив-ся, а канал сужается, и до С дойдет меньшее кол-во основн. носит. Ic уменш-ся.
Чем больше U затвора, тем больше ширина р-п перехода, канал сужается, и ток С уменьшается. При большом U затвора канал может перекрыться и ток С равен нулю.
ВАХ полевого тр-ра.
1. Стоко-затворные (проходные хар-ки).
Iс = f (Uз) при Uс = const.
Рис. 1. Входная характеристика.
ПТ имеют большие Rвх, т.к. во входной цепи имеется затвор с очень большим сопрот.
Uз = 0, канал самый широкий и Iс самый большой. Если Uз увеличивается, то канал сужается и Iс уменьшается. Uз при кот. канал перекрывается и Ic = 0 наз. напряж. отсечки.
2. Стоковые (выходные хар-ки).
Iс = f (Uс) при Uз = 0.
Рис. 2. Выходная характеристика.
Uз = 0 канал самый широкий Ic самый большой и ВАХ располагается выше. Если Uз растет, то канал сужается и ВАХ пойдут ниже, т.к. Ic уменьшается. Если Uc = 0, то Ic = 0 и ВАХ начинаются с нуля. Если Uc увеличивается, то Ic сначала резко возраст., потом рост тока замедляется.
ПТ хар-ся следующими основн. параметрами: крутизна проходной характеристики – S
S = ΔIc / ΔUз ,
сопротивление С-И – Rси ,
максимальная частота – fmax .
ПТ с изолир. затвором – это такие тр-ры, затвор которых изолирован от проводящего канала материалом диэлектрика или окисью кремния. Т.о. по структуре конструктивно получается, затвор – металлический слой, проводящий канал – полупроводник, изолятор – диэлектрик. По технологическому принципу изготовления различают 2 типа таких тр-ров: с индуцированным и со встроенным каналом.
ПТ с индуц. каналом – это такие тр-ры, в начальный момент которого проводящий канал между стоком и истоком отсутствует. Такой канал образуется в результате приложения напряжения на затворе (индуцируется) (рис. 1).
рис. 1.
Ic=f (Uз), при Uc=const.
Uз=0, канал между С и И отсутствует, а значит ток стока очень маленький приблизительно равен нулю. Пусть на затворе подается отриц. напряж., тогда электроны из п-области отталкиваются от отриц. затвора, а дырки притягиваются. В результате между С и И появляется слой с электропроводностью р-типа, кот. служит каналом, а значит ток ч/з канал растет. Чем больше отриц. напряж. (-Uз), тем больше дырок притягивается к каналу, канал расширяется, Ic увеличивается. Хар-ки смещаются вверх.
Режим работы при котором канал расширяется и Ic увеличивается, наз. режимом обогащения. Т.о. в таком ПТ канал появляется только в определенных условиях, поэтому тр-р называется и индуцированным каналом.
Параметры полевого транзистора.
1. внутреннее сопротивление:
Ri = ΔUc / ΔIc , при Uз = const.
2. крутизна характеристики:
S = ΔIc / ΔUз , при Uс = const.
3. коэффициент усиления:
K = Ri·S.
4. мощность рассеивания:
Pc = Ic рт·Uc рт.
ПТ со встроенным каналом – это такие тр-ры, у кот. при их изготовлении уже проводящий канал между истоком и стоком есть.
В таком тр-ре канал выполняется уже в процессе изготовления.
Uз = 0, U > 0(+), U < 0(-).
Uз = 0, – между стоком и истоком уже существует канал и Ic имеет некоторое значение.
U < 0, – электроны из канала отталкиваются, а дырки притягиваются. В результате канал обедняется основными носителями - режим обеднения. Канал сужается, Ic уменьшается и хар-ки смещаются вниз.
U > 0, – дырки отталкиваются от канала, а электроны притягиваются. Канал обогащается основными носителями. Он расширяется и Ic увеличивается, характеристики смещаются вверх.
Триодом (Т) называют трехэлектродный электровакуумный прибор, имеющий катод, анод и сетку. Сетка – это электрод, кот. обычно выполнен в виде проволочной спирали и располагается в непосредственной близости от поверхности катода. Основное назначение С воздействовать на значение объемного заряда у катода и управлять электронным потоком, поэтому ее часто называют управляющей. На С относительно катода может подаваться как положит. так и отриц. потенциал. В качестве общего электрода, в триоде может выступать катод, сетка или анод. В соответствии с этим и схемы включения Т называются схемой с заземленным (общим) катодом, сеткой или анодом.
+Uc, электроны ускоряются и дойдут быстрее до анода. Ток анода растет.
-Uc, электроны тормозятся, не все дойдут до анода. Ток анода уменьшается.
Триоды можно применять как мощные усилители и генераторы в передающих устройствах, энергетических и электротехнических промышленных установках.
Кинескоп – это электронно-лучевая телевизионная трубка, предназначенная для приема изображений. Электронный прожектор, используемый в кинескопах строится по 3х-линзовой схеме. Первый анод имеет больше диаметр, чем рядом расположенные, ускоряющий электрод и второй анод. Благодаря такой конструкции ток первого анода близок к нулю, что не изменяет фокусировку электронного луча при регулировании напряжения на модуляторе.
Для покрытия экранов в кинескопах обычно используют механическую смесь желтого и голубого люминофоров. Баллон (колба) кинескопа – весьма ответственная часть конструкции, определяющая, многие эксплуатационные характеристики трубки. Давление воздуха на экран очень велико, поэтому для обеспечения высокой механической прочности в целях безопасности экран выполняют из стекла толщиной до 10 мм.
Для подачи высокого напряжения на второй анод прожектора внутреннюю поверхность колбы покрывают аквадагом (проводящим графитовым слоем). Наружная поверхность трубок в широкой части часто тоже покрывают аквадагом. Внутреннее и внешнее покрытие электрически изолированы друг от друга, и образуют конденсатор фильтра высоковольтного выпрямителя.
Многоэлектродные лампы (МЛ) – это электронные лампы с общим электронным потоком, содержащие анод, катод и сетки. К МЛ относят тетроды, в том числе и лучевые, пентоды, частотопреобразовательные лампы и лампы специального назначения.
В тетроде на характеристике имеется завал, который называется динатронным эффектом (ДЭ). ДЭ возникает при Ua < Uc2. Он обусловлен потоком вторичных электронов с анода на экранирующую сетку, в результате чего анодный ток тетрода уменьшается, а ток экранирующей сетки увеличивается. ДЭ приводит к качественному изменению характеристик Ia = f (Ua) и Ic2 = φ (Ua) тетрода.
Дальше, когда Ua становится больше Uc2, то вторичные электроны остаются на аноде и характеристика выпрямляется.
Тетрод применяется для усиления электрических сигналов. Сетка С2 уменьшает проходную емкость, значит можно использовать лампу на более высоких частотах.
Параметры многоэлектродных ламп.
1. крутизна анодно-сеточной характеристики отражает зависимость анодного тока тетрода или пентода от напряжения Uc1, при условии постоянства всех остальных напряжений
S = dIa / dUc1, (Uc2, Ua = const)
(для пентода так же Uc3 = const).
2. дифференциальное (внутреннее) сопротивление. При его определении должны поддерживаться постоянными напряжения на управляющей и экранирующей сетках:
Ri = dUa / dIa, (Uc1, Uc2 = const)
3. статический коэффициент усиления характеризует относительное влияние напряжении Uc1 и Ua на анодный ток
μ = dUa / dUc1, (Ia, Uc2 = const)
Динатронный эффект можно устранить созданием тормозящего поля для вторичных электронов с анода с помощью сетки С3, вводимой в пространство А – С2, которая называется защитной. На сетку С3 подаем отрицательное напряжение. Назначение анода, катода, С1 и С2 то же самое, что и в других лампах. Вторичные электроны, которые выходят из анода не дойдут до С2, возвращаются обратно на анод, т.к. отталкиваются от отрицательно заряженной сетки С3. В результате этого динатронный эффект исчезает.
В таких лампах проходная емкость еще меньше и они применяются на более высоких частотах.
Гибридная микросхема (ГМ) выполняется на диэлектрической пластинке (керамика, органическое стекло, текстолит). Элементы выполняются по пленочной и полупроводниковой технологии, поэтому такие микросхемы называются гибридными. Активные элементы (диоды, транзисторы) выполняются по обыкновенной полупроводниковой технологии, при помощи таких процессов, как диффузия, фотолитография, окисление. Эти элементы разрезаются отдельно, покрываются лаком, и присоединяются к остальной части схемы при помощи сварных соединений. Пассивные элементы (R, L, C) выполняются в виде тонких пленок из вольфрама, тантала, сплава МЛТ. Обкладки конденсаторов выполняются из таких же материалов, а диэлектрическая прокладка наносится ч/з трафарет из диэлектрической пасты. Такой метод нанесения элементов в виде тонких пленок ч/з трафарет, называется пленочной технологией.
Достоинства ГМ:
1. возможность выбора элемента с разными параметрами.
2. хорошая электроизоляция элемента.
Недостатки:
1. большие размеры, вес, стоимость.
2. больше сварных соединений, а значит меньше надежность.
3. меньше степень интеграции.
Страницы: 1, 2, 3, 4
