89400

Дрейфовые, бездрейфовые, однопереходные и лавинные транзисторы

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Основные характеристики транзистора определяются в первую очередь процессами происходящими в базе. В зависимости от распределения примесей в базе может существовать 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. В дрейфовом транзисторе скорость носителей в базе увеличивается вследствие действия дрейфового поля что...

Русский

2015-05-12

50.05 KB

8 чел.

Дрейфовые, бездрейфовые, однопереходные и лавинные транзисторы.

      Основные характеристики транзистора определяются в первую очередь процессами, происходящими в базе. В зависимости от распределения примесей в базе может существовать 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. По принципу действия дрейфовый и бездрейфовый транзисторы одинаковы. Отличаются они только механизмом переноса носителей через базовую область. В дрейфовом транзисторе скорость носителей в базе увеличивается вследствие действия дрейфового поля, что приводит к различиям в численных значениях параметров двух типов транзисторов.

     Структура дрейфового транзистора.

Рис. 1.1.

       Вследствие неравномерного распределения примесей в базе (рис. 1.2,г) существуют встречные диффузионные потоки электронов и дырок, которые приводят к образованию электрического поля в базе. Образование электрического поля можно объяснить следующим образом. Концентрация атомов донорной примеси в базе транзистора p-n-p-типа велика у эмиттера и мала у коллектора. Так же распределяется и концентрация свободных электронов, поскольку свободные электроны создаются вследствие ионизации атомов донорной примеси. Часть свободных электронов от эмиттера уходит к той части области базы, которая расположена у коллекторного перехода. Это перемещение создает избыточный положительный заряд ионов у эмиттерного и избыточный отрицательный заряд электронов у коллекторного перехода. Таким образом, создаются электрическое поле и наклон энергетических зон в базовой области (рис. 1.3). Электрическое поле в базе направлено от эмиттера к коллектору и, следовательно, способствует движению дырок в этом направлении.

     Исключительно широкое распространение получили биполярные транзисторы, имеющие два p-n-пере-хода. Различают два вида таких транзисторов: дрейфовые, в которых перенос неосновных носителей заряда через базу осуществляется главным образом посредством дрейфа, т. е. под действием ускоряющего электрического поля, и бездрейфовые, в которых такой перенос осуществляется главным образом посредством диффузии.

      Бездрейфовые транзисторы имеют во всем объеме базы одну и ту же концентрацию примеси. Вследствие этого в базе не возникает электрического поля и но– сители в ней совершают диффузионное движение от эмиттера к коллектору. Скорость такого движения меньше скорости дрейфа носителей в ускоряющем поле. Следовательно, бездрейфовые транзисторы предназначены для более низких частот, нежели дрейфовые.

     Однопереходный транзистор

     Помимо биполярных и полевых транзисторов существует так называемый однопереходный транзистор (ОПТ), представляющий собой кристалл полупроводника, в котором создан p-n переход, называемый инжектором:

     Этим переходом кристалл полупроводника разделяется как бы на две области базы. Поэтому однопереходный транзистор имеет и другое широко распространённое название - двухбазовый диод. Принцип действия транзистора основан на изменении объёмного сопротивления полупроводника базы при инжекции. В отличии от биполярных и полевых транзисторов ОПТ представляет собой прибор с отрицательным сопротивлением. Это означает, что в определённых условиях входное напряжение или сигнал могут уменьшаться даже при возрастании выходного тока через нагрузку. Когда ОПТ находится во включённом состоянии, выключить его можно только разомкнув цепь, либо сняв входное напряжение.
      Участок между базами образован кремниевой пластиной n-типа и имеет линейную вольтамперную характеристику, т.е. ток через этот участок прямо пропорционален приложенному межбазовому напряжению. При отсутствии напряжения на эмиттере (относительно Б1) за счёт проходящего I2 в базе 1 внутри кристалла создаётся падение напряжения Uвн, запирающее p-n переход, При подаче на вход небольшого напряжения Uвх=<Uвн величина тока, проходящего через переход,почти не изменяется. При Uвх>Uвн переход смещается в прямом направлении и начинается инжекция носителей заряда (дырок) в базы, приводящая к снижению их сопротивления. При этом уменьшается падение напряжения Uвн, что приводит к лавинообразному отпиранию перехода - участок II на воль-амперной характеристике:

       Участок III, справа от минимума, где эмиттерный ток ограничивается только сопротивлением насыщения, называется областью насыщения. При уменьшении эмиттерного напряжения до Uвх<Uвн переход закрывается. При нулевом токе базы 2 (т.е. вывод Б2 не используется) характеристика (кривая 2) представляет собой по существу характеристику обычного кремниевого диода.
        Однопереходные транзисторы применяются в различных схемах генераторов релаксационных колебаний, мультивибраторах, счётчиках импульсов, триггерных схемах управления тиристорами, генераторах пилообразного напряжения, делителях, реле времени, схемах фазового управления и др. Однако из-за малой скорости переключения и сравнительно большой потребляемой входной мощности они широкого распространения не получили.

      Лавинный транзистор

        Транзистор, устойчиво работающий при напряжениях на коллекторном переходе, близких к напряжению пробоя. В этих условиях имеет место ударная Ионизация, приводящая к увеличению числа носителей заряда в коллекторном переходе транзистора.

      Устойчивая работа Л. т. в предпробойной области обеспечивается повышенной однородностью распределения электрического поля по площади коллекторного перехода.

     Для изготовления Л. т. используются эпитаксиальные структуры р+-р и n+-n; базовая область Л. т. создаётся методом диффузии.

      Особенность Л. т. — возможность получения отрицательного сопротивления в цепи «эмиттер — коллектор» и быстрое нарастание силы тока в этой цепи.

      Л. т. применяется в генераторах коротких импульсов с крутым фронтом и позволяет относительно просто формировать мощные импульсы тока (до нескольких а) со временем нарастания импульса менее 10-9 сек. Возможность генерирования Л. т. коротких импульсов с частотой повторения до 100 Мгц используется в устройствах совпадения импульсов и в стробоскопических Осциллографах. Наличие участка отрицательного сопротивления на вольтамперной характеристике Л. т. и малое эффективное значение времени пролёта носителей заряда от эмиттера к коллектору позволяют применять его также в генераторах и усилителях электрических колебаний дециметрового и сантиметрового диапазонов волн.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2987. Административное правонарушение 94.5 KB
  Отрицательное отношение к требованиям законов является источником правонарушений. Правонарушение - это безразличное отношение к законам, невыполнение их требований, полное отрицание законов как регуляторов общественных отношений. Проблема отрицания ...
2988. Теории личности в зарубежной психологии 108.5 KB
  Теория  ролей С.57. Представителей гуманистической психологии можно частично отнести к интерперсональным теориям, которые усматривают механизмы развития личности  в межперсональных отношениях. Например, Олпорт заявляет, что личность –...
2989. Аграрные отношения и особенности их развития в современных условиях 98 KB
  Аграрные отношения и особенности их развития в современных условиях Производительные силы и производственные отношения в сельском хозяйстве. Институциональные изменения в системе отношений собственности в сельском хозяйстве. Земельная рента и ее фор...
2990. Максимализация рыночной стоимости компании, как основной критерий эффективности вертикальной интеграции на примере ОАО НК Лукойл 105.5 KB
  Основные положения об акционерном обществе. АО признается общество, уставный капитал которого разделен на определенное число акций; участники акционерного обществ (акционеры) не отвечают по его обязательствам и несут риск убытков, связанных ...
2991. Акцизное налогообложение в Республике Казахстан 122 KB
  Одной из наиболее важных статей в налоговых доходах Республики Казахстан выступают акцизы. Фискальное значение данной группы налогов для бюджетов всех уровней трудно переоценить. С одной стороны акцизы являются относительно новым явлением в...
2992. Активные операции с акциями 101.5 KB
  Банки — центры, где в основном начинается и завершается деловое партнерство. От четкой грамотной деятельности банков зависит в решающей мере здоровье экономики. Без развитой сети банков, действующих именно на коммерческой основе...
2993. Изучение актов применения права 110.5 KB
  Реализация права - общецивилизованная основа и суть правопорядка. Право выступает в качестве высшей социальной ценности, но лишь тогда, когда его принципы и нормы воплощаются в жизнь, реализуются в действиях социального общения. В правовом...
2994. Федерализм в США 115.5 KB
  Одной отличительной, вполне очевидной особенностью американской правовой системы является тот факт, что она организована на федеральной основе. Федеральная система — это такая форма организации правительственной и правовой систем, при которой...
2995. Анализ деятельности коммерческого банка по данным бухгалтерского баланса 826 KB
  Введение денежного обращения, кредитования и банковских расчетов в экономике необходимо располагать оперативной и достоверной информацией о состоянии и движении денежных средств по счетам банковских организаций. Разносторон...