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

15 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

4676. Использование анекдотов в процессе преподавания логики 229 KB
  Использование анекдотов в процессе преподавания логики Предисловие Наше Отечество переживает трудный, но объективно необходимый этап качественного социального, политического, экономического и духовного обновления. Сейчас уже понятно, что мы строим ц...
4677. Исследование явления дифракции электромагнитных волн 118 KB
  Цель работы Исследовать явление дифракции электромагнитных волн. С помощью дифракционной решетки проходящего света измерить длины электромагнитных волн видимого диапазона. Основные теоретические сведения Дифракцией называется совокупность явлений,...
4678. Повышение долговечности ходовой системы гусеничной лесозаготовительной машины 485.5 KB
  Повышение долговечности ходовой системы гусеничной лесозаготовительной машины Общая характеристика работы Актуальность темы. В России 720 миллионов гектаров территорий, покрытых лесом, из них 47% занимают труднопроходимые леса Сибири, Дальнего Восто...
4679. Элегазовый генераторный выключатель 10кВ, 63кА, 8000А 3.16 MB
  Элегазовый генераторный выключатель 10кВ, 63кА,8000А Введение В связи с необходимостью повышения номинальных параметров и надежности высоковольтного коммутационного оборудования для атомных электростанций необходима разработка современных генераторн...
4681. Мотивація, контроль та оцінка діяльності педагогів в шкільному менеджменті 605 KB
  Мотивація, контроль та оцінка діяльності педагогів у шкільному менеджменті Одним із важливих психологічних елементів управлінського процесу є мотивація, тобто спонукання керівником себе та інших до досягнення особистих цілей і цілей організації...
4682. Етика та етичні категорії 831.5 KB
  Походження і зміст термінів етика, мораль, моральність 1. Походження термінів 2. Зміст термінів 1. Термін етика походить від давньогрецького слова етос - дім, гніздо. Пізніше воно стало означати характер явища, його природу. Ари...
4683. Історія становлення філософії науки 38.05 KB
  Історія становлення філософії науки. Філософія і наука − два раціональні теоретичні способи освоєння дійсності. І це їх об’єднує. Однак форми освоєння дійсності у філософії та науці різні...
4684. Філософія та релігія. Курс лекцій 882.5 KB
  Філософія та релігія Розкриває зміст світоглядної проблематики та специфіку філософського і релігійного підходів до неї, становлення та основні етапи розвитку філософії у зв’язку з розвитком релігії в країнах європейської культури, особливості ...