МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах
РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ" ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів Контакти
Тлумачний словник |
|
|||||||
Теоретичні відомостіКонтакт двох домішкових напівпровідників з провідністю різних типів називають електронно-дірковим переходомабо p-n-переходом. На властивостях таких переходів ґрунтується принцип дії великої кількості напівпровідникових приладів, які широко застосовують в обчислювальній електроніці, електро- і радіотехніці. Комбінація двох близько розташованих p-n-переходів в одному кристалі напівпровідника називається площинним напівпровідниковим тріодом(англійська назва транзистор, а точніше біполярний транзистор). Транзистор може підсилювати і генерувати електричні сигнали і виконує низку інших функцій. Розрізняють два види площинних біполярних транзисторів: p-n-p-типу і n-p-n-типу, що відрізняються послідовністю чергування в монокристалі напівпровідникових областей з різним типом провідності. Розглянемо будову транзистора на прикладі p-n-p-транзистора (рисунок 58.1). База Б – середня частина транзистора – має електропровідність n-типу. Емітер Е і колектор К – області з електропровідністю р-типу, які оточують базу. Найбільше широко розповсюдженими методами виготовлення транзисторів є вплавлення, дифузія, вирощування з розплаву (із зміною концентрації домішок у розплаві в процесі росту) та епітаксійне нарощування. Метод дифузії дозволяє отримати транзистори з найбільш вузькою базою. Істотною особливістю приладів, виготовлених таким способом, а також вирощування з розплаву, є те, що в них колекторна область слабко легована, тобто в ній концентрація дірок менша, ніж концентрація електронів у базі, тоді як у сплавних транзисторах колектор значно сильніше легований, ніж база. Що стосується емітерної області, то вона завжди сильно легована. Це є істотною умовою ефективності транзистора як підсилювача. Основними носіями струму в емітері і колекторі є дірки, а в базі – електрони. До р-n-переходу (емітер-база) підведено напругу U в прохідному напрямку. До р-n-перехіду (база-колектор) підведено напругу U1 (U1 > U) в запірному напрямку. Це приводить до зменшення потенціального бар’єру на першому переході і збільшення на другому. Під дією напруги U з емітера в базу через p-n-перехід проходить потік дірок, що створює струм емітера Іе. Дірки, що потрапили в базу, дифундують через неї у всі напрямки і частина з них рекомбінує з основними носіями заряду в базі – електронами, а інші переходять у колектор, створюючи колекторний струм. Концентрація вільних дірок у емітері значно більша, ніж концентрація вільних електронів у базі. Завдяки цьому струм емітера визначається потоком дірок з емітера в базу. Потік електронів з бази в емітер створює дуже невеликий струм бази Іб. Ширина бази в транзисторі звичайно невелика (кілька десятків мікрон), і більшість дірок (95–98%), що потрапили у базу, доходять до колекторного переходу, тому струм колектора майже дорівнює струму емітера Ік = (0,95–0,98) Іе. (58.1) Отже, відбувається явище інжекції дірок з емітера у колектор через базу. За відсутності емітерного струму Ік буде незначний. Він тоді визначається концентрацією електронів у р-області колектора. Тепер розглянемо різні схеми включення. На схемі із спільним емітером (рисунок 58.1, а) виділяють вхідне і вихідне коло. На вхід подається змінна напруга. Вхідне коло містить також джерело постійної напруги. У вихідному колі включено резистор , з якого знімають вихідну пульсуючу напругу. Також воно містить джерело постійної напруги, яка більша, ніж у вхідному колі. У цьому випадку транзистор підсилює силу струму і напругу (застосовується найчастіше). Розглянемо схему із спільною базою – рисунок 58.1, б. використовується у високочастотних підсилювачах. Якщо на емітер подати змінну напругу Uе, то емітерний і колекторний струми будуть також змінюватися. Зміна сили струму емітера Іе зумовить зміну сили струму колектора Ік. Величина (58.2) називається коефіцієнтом підсилення струму у схемі зі спільною базою. З (58.1) випливає, що в цій схемі підсилення сили струму отримати неможливо ( 1). Але можна отримати підсилення напруги та потужності. Справді, за зміни напруги на емітері на UE струм емітера Іе змінюється таким чином Іе= Ue/Re-б, (58.3) де Re-б – опір р-n-переходу емітер-база. За таких умов змінюється і напруга на колекторному р-n-переході Uк= Ік Rб-к, (58.4) де Rб-к – опір p-n-переходу база-колектор. Оскільки Ік Іе (1), то Ік Іе. Звідси маємо Uк Ue Rб-к/Re-б. (58.5) Тепер можна записати KU = Uк/ Ue Rб-к/Re-б. (58.6) Через те, що на емітерний перехід подається напруга в прямому напрямку, а на колекторний перехід – у зворотному, маємо Rб-к >> Re-б, тому KU >> 1. KU називають коефіцієнтом підсилення напруги. Аналогічно можна довести, що коефіцієнт підсилення потужності KP у включенні транзистора за схемою зі спільною базою дорівнює . (58.7) Таким чином, транзистор, в даній схемі, може підсилювати як напругу так і потужність. Збільшення потужності відбувається за рахунок джерела струму в колі колектора. Коли транзистор ввімкнений за схемою зі спільним емітером (рисунок 58.1, а), на емітерний перехід подається пряма напруга, а на колекторний – зворотна. Тому головний спад напруги припадає на колекторний перехід. Струм у колекторі, як і в схемі зі спільною базою, визначається кількістю дірок, які переходять з емітера через базу в колектор. Але потік дірок з емітера регулюється напругою джерела, яка змінює потенціал поля емітер-база. Більша частина дірок, які перейшли в базу з емітера, переходить в колектор і тільки незначна частина переходить в електричне коло бази, створюючи невеликий струм бази Іб ( Іб << Ік). У розглянутому випадку коефіцієнт підсилення струму . (58.8) Коефіцієнт підсилення напруги KU = Uк/ Ue = Rб-к/Re-б>>1, (58.9) а коефіцієнт підсилення потужності . (58.10)
Читайте також:
|
||||||||
|