Слайд 2
![4.1. Общие сведения Транзистор – это полупроводниковый прибор с двумя](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-1.jpg)
4.1. Общие сведения
Транзистор – это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими p-n
переходами, тремя выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции носителей заряда.
Слайд 3
![4.1. Общие сведения Взаимодействие между p-n переходами существует, если толщина](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-2.jpg)
4.1. Общие сведения
Взаимодействие между p-n переходами существует, если толщина базы намного
меньше диффузионной длины неосновных носителей заряда (диффузионная длина – расстояние, которое проходят неосновные носители заряда до рекомбинации). В этом случае носители заряда, инжектированные через один из p-n переходов, могут достичь другого перехода и изменить его ток. Таким образом, взаимодействие переходов проявляется в том, что ток одного из переходов управляет током другого перехода.
Слайд 4
![4.1. Общие сведения Электрические переходы могут быть смещены в прямом](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-3.jpg)
4.1. Общие сведения
Электрические переходы могут быть смещены в прямом или обратном
направлении => 3 режима работы:
Отсечка: оба перехода Uобр
Режим насыщения: оба перехода Uпр
Активный режим (нормальный): Э - Uпр, К - Uобр.
Активный режим (инверсный): Э - Uобр, К - Uпр. – существует, но не рассматривается.
Стрелка условного обозначения показывает направление прямого тока открытого транзистора.
Слайд 5
![4.1. Общие сведения 3 схемы включения: Общий эмиттер. Общая база.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-4.jpg)
4.1. Общие сведения
3 схемы включения:
Общий эмиттер.
Общая база.
Общий коллектор.
Общим называется электрод, относительно
которого задают или измеряют напряжение.
Слайд 6
![4.1. Общие сведения Два правила: По стандарту вход слева (снизу),](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-5.jpg)
4.1. Общие сведения
Два правила:
По стандарту вход слева (снизу), выход справа (сверху).
Входная
и выходная цепи транзистора гальванически развязаны (входной ток течёт по своей цепи, а Iвых по своей).
Общий эмиттер
Uвх=UБЭ
Uвых=UЭК
Слайд 7
![4.1. Общие сведения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-6.jpg)
Слайд 8
![4.2. Физические процессы Схема с общей базой: IЭ – за](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-7.jpg)
4.2. Физические процессы
Схема с общей базой:
IЭ – за счёт инжекции (большой,
т.к. носителей заряда много, потому что инжекция)
IБ – за счёт рекомбинации
IК – экстракция (освобождение базы от неосновных носителей)
Iвых
Слайд 9
![4.2. Физические процессы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-8.jpg)
Слайд 10
![4.3. Статические характеристики Система статических характеристик Обозначим: U1, I1 –](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-9.jpg)
4.3. Статические характеристики
Система статических характеристик
Обозначим: U1, I1 – входные напряжение и
ток; U2, I2 – выходные напряжение и ток.
Слайд 11
![4.3. Статические характеристики Из 4-х возможных семейств каждой системы два](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-10.jpg)
4.3. Статические характеристики
Из 4-х возможных семейств каждой системы два являются основными,
а два – второстепенными, их можно получить из основных путём перестроения. На практике удобно использовать в качестве основных связывающие ток и напряжение на входе – это входные характеристики, и ток с напряжением на выходе – это выходные характеристики.
Характеристики прямой передачи – связывают I и U на выходе с I и U на входе.
Характеристики обратной передачи – связывают I и U на входе с I и U на выходе.
Слайд 12
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-11.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Слайд 13
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-12.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Слайд 14
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-13.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Слайд 15
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима Режим ХХ: UКЭ=EK, IK=0 КЗ: UКЭ=0, IK=EK/RK](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-14.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Режим ХХ: UКЭ=EK, IK=0
КЗ: UКЭ=0,
IK=EK/RK
Слайд 16
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима Режим отсечки IЭ=0](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-15.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Режим отсечки
IЭ=0
IK=IKO (обратный ток коллекторного
перехода)
Обеспечение режима:
Слайд 17
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима Свойства: режим неуправляемый](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-16.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Свойства: режим неуправляемый (изменение входных
параметров не меняет выходные параметры)
Неуправляемость даёт помехозащищённость.
Недостаток: инерционность (в быстродействующих схемах не используется из-за необходимости разряда входной ёмкости)
Слайд 18
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима Активный режим Режим](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-17.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Активный режим
Режим управляемый.
Обеспечение режима:
Необходимо провести
через заданную точку нагрузочную прямую, по ней определяется EK и RK.
IБА=EK/RБ
Слайд 19
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима Режим насыщения Свойства:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-18.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Режим насыщения
Свойства:
Cтепень насыщения :
Ток базы насыщения:
– параметр кривой, исходящей из точки MN.
Слайд 20
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима Динамические характеристики: а)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-19.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Динамические характеристики:
а) Выходные:
Нагрузочная прямая постоянного
тока – определяет положения точки покоя. По нагрузочной прямой постоянного тока движется рабочая тока, напряжения при малом переменном сигнале.
Нагрузочная прямая переменного тока – предназначена для анализа и расчёта каскадов усиления, работающих при больших уровнях сигнала. Рабочая точка пересекает большую часть ВАХ).
Слайд 21
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима Мощный усилитель Маломощная схема](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-20.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Мощный усилитель Маломощная схема
Слайд 22
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-21.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Слайд 23
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима б) Сквозная характеристика](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-22.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
б) Сквозная характеристика – это
зависимость выходного тока от напряжения источника сигнала при заданной нагрузке. Нужна для расчёта нелинейных искажений. Нелинейные искажения появляются там, где рабочая тока движется в большом диапазоне характеристик (т.е. в каскадах мощного усиления) мощного усиления).
Iвых=f(Uист) при Rн.
Для схемы общий эмиттер это IK.
Слайд 24
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-23.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Слайд 25
![4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-24.jpg)
4.4. Статическая ВАХ. Режимы работы. Обеспечение режима
Слайд 26
![4.5. Схемы включения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-25.jpg)
Слайд 27
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-26.jpg)
Слайд 28
![4.7. Малосигнальные параметры Если переменные напряжения на переходах транзисторов достаточно](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-27.jpg)
4.7. Малосигнальные параметры
Если переменные напряжения на переходах транзисторов достаточно малы, токи
в нём оказываются линейными функциями
В данном случае транзистор рассматривается как автономный четырёхполюсник.
Слайд 29
![4.7. Малосигнальные параметры Z-параметры: Z параметры имеют размерность сопротивления, измеряются](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-28.jpg)
4.7. Малосигнальные параметры
Z-параметры:
Z параметры имеют размерность сопротивления, измеряются в режиме холостого
хода.
Y-параметры:
Имеют размерность проводимости и определяются в режиме короткого замыкания. Используются при расчёты высокочастотных усилителей.
Слайд 30
![4.7. Малосигнальные параметры H-параметры:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-29.jpg)
4.7. Малосигнальные параметры
H-параметры:
Слайд 31
![4.8. Эквивалентные схемы Эквивалентная схема – схема, состоящая из линейных](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-30.jpg)
4.8. Эквивалентные схемы
Эквивалентная схема – схема, состоящая из линейных элементов (L,
C, R, ГТ, ГН), которая по своим свойствам при данном сигнале (например, малом переменном) не отличается от реального объекта (транзистора, например).
Слайд 32
![4.8. Эквивалентные схемы Т-образная схема замещения для схемы ОЭ на](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-31.jpg)
4.8. Эквивалентные схемы
Т-образная схема замещения для схемы ОЭ на низких частотах:
–
интегральный коэффициент
усиления базы.
Слайд 33
![На ВЧ добавляются ёмкости CЭ, СК, .](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-32.jpg)
На ВЧ добавляются ёмкости CЭ, СК, .
Слайд 34
![4.9. Влияние различных факторов на параметры транзистора База транзистора обладает](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-33.jpg)
4.9. Влияние различных факторов на параметры транзистора
База транзистора обладает сопротивлением =>
проходящие через неё токи могут создавать на этом сопротивлении падения напряжения, которое прикладывается к переходам транзистора, образуя обратные связи.
Слайд 35
![4.9. Влияние различных факторов на параметры транзистора](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-34.jpg)
4.9. Влияние различных факторов на параметры транзистора
Слайд 36
![4.9. Влияние различных факторов на параметры транзистора Эти токи протекают в базе и образуют обратные связи.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-35.jpg)
4.9. Влияние различных факторов на параметры транзистора
Эти токи протекают в базе
и образуют обратные связи.
Слайд 37
![4.10. Частотные свойства Существует 3 частоты:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-36.jpg)
4.10. Частотные свойства
Существует 3 частоты:
Слайд 38
![4.10. Частотные свойства](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-37.jpg)
Слайд 39
![4.11. Транзистор в режиме усиления](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-38.jpg)
4.11. Транзистор в режиме усиления
Слайд 40
![4.11. Транзистор в режиме усиления Режим «A»](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-39.jpg)
4.11. Транзистор в режиме усиления
Режим «A»
Слайд 41
![4.11. Транзистор в режиме усиления Режим «B»](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-40.jpg)
4.11. Транзистор в режиме усиления
Режим «B»
Слайд 42
![4.11. Транзистор в режиме усиления Режим «C»](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-41.jpg)
4.11. Транзистор в режиме усиления
Режим «C»
Слайд 43
![4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме Ключ имеет статические состояния,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-42.jpg)
4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме
Ключ имеет статические состояния, которые определяются
его ВАХ.
Исходное состояние: может быть открыт (тока покоя определяет насыщенное состояние ключа или состояние его в верхней точке активного режима).
Закрытое состояние ключа – в режиме отсечки или рядом. Это схема ОЭ. Иногда это инверсное включение (когда коллектор и эмиттер меняются местами).
Слайд 44
![4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме Переходные процессы: При рассмотрении](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-43.jpg)
4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме
Переходные процессы:
При рассмотрении переходных процессов удобен
метод заряда. Суть метода: заряд в базе
– постоянная времени коэффициента β, величина справочная.
Слайд 45
![4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме В режиме отсечки Qотс=0.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-44.jpg)
4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме
В режиме отсечки Qотс=0. Дальше Q
нарастает, достигает граничного значения
при достижении режима насыщения. Появляется избыточный заряд в базе
,
т.е. накапливаются неосновные носители. При воздействии скачкообразного u:
Слайд 46
![4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме Длительность включения: В исходном](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-45.jpg)
4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме
Длительность включения:
В исходном состоянии транзистор закрыт.
В транзисторе есть входная ёмкость между базой и эмиттером.
tподг - выразится в задержке Uвых и тока (на эпюре не показано).
В t2 изменения на выходе прекращаются.
- время фронта отрицательного направления.
Слайд 47
![4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-46.jpg)
4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме
Слайд 48
![4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме Длительность выключения – время](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/51276/slide-47.jpg)
4.12. Биполярный транзистор в ключевом режиме
Длительность выключения
– время рассасывания избыточных носителей.
- время фронта положительного направления.