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

6 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

6438. Влияние новых технологий в одежде на модные тенденции конца XX - начала XXI века 30.64 KB
  Влияние новых технологий в одежде на модные тенденции конца XX - начала XXI века В настоящее время благодаря научно-техническому прогрессу, способствующему появлению новых материалов в сфере производства швейных изделий, новые технологии ...
6439. ЖЕНСКИЙ АВТОПОРТРЕТ XVI - XX ВВ. КАК ОТРАЖЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ САМОСОЗНАНИЯ ЖЕНЩИН 25.49 KB
  Женский автопортрет XVI - XX вв. как отражение изменения самосознания женщин Женщины - одна из основных тем в искусстве. Испокон веков писатели, поэты и художники восхищались их красотой. Произведения разных времен, стран и народов увеко...
6440. Мультипликационные и литературные герои в городской скульптуре 19.03 KB
  Мультипликационные и литературные герои в городской скульптуре В современном мире жанровая городская скульптура представляет собой все более и более необычные творения, результат полета фантазий автора. Современная скульптура «добреет» с каждым днём...
6441. Основные тенденции женского городского костюма конца XIX - начала XX века 23.43 KB
  Основные тенденции женского городского костюма конца XIX - начала XX века Рассматривается период конца XIX - начала XX века в истории костюма. Раскрывается влияние общественной жизни на женский костюм рубежа эпохи, так же рассматривается влияние...
6442. Современная мягкая игрушка 1.12 MB
  Современная мягкая игрушка Игрушка редко становится предметом исследований, чаще всего она понимается только как составная часть игровой реальности, как включенный в игру элемент предметного мира, хотя имеет и собственную, относительно независимую, ...
6443. Тенденции дизайна уличных витрин магазинов 23.49 KB
  Тенденции дизайна уличных витрин магазинов В современном мире невозможно представить крупный мегаполис или центр небольшого города без красочных уличных витрин, которые со всех сторон зазывают приобрести те или иные товары. Само слово витрина...
6444. Влияние деятельности николаевского чугунолитейного, железоделательного и механического завода на индустриальное развитие и становление социума г. Братска и иркутской области 45.27 KB
  Влияние деятельности николаевского чугунолитейного, железоделательного и механического завода на индустриальное развитие и становление социума г. Братска и иркутской области. Никто не оспаривает широкоизвестный очевидный факт о том, что корни нынешн...
6445. Древние строительные технологии Сибири 27.33 KB
  Древние строительные технологии Сибири Первые стоянки древнего человека в Сибири относятся еще к эпохе палеолита(а это около 2 млн. лет назад). Довольно тяжело себе это представить, но это именно так. Но, отнюдь, древний человек жил не в пещерах, а...
6446. Познание мира человеком сквозь призму философии техники и технического прогресса 27.15 KB
  Познание мира человеком сквозь призму философии техники и технического прогресса Познание мира представляет собой все усложняющийся процесс не только преодоления неведомого и накопления истинных знаний, это процесс, сопровождающийся включением в себ...