Транзистора обеспечивается

Для количественного определения усилительных свойств транзистора необходимо знать токи через эмиттерный /э и коллекторный /к переходы, а также соотношения между этими токами. Ток базы в установившемся режиме определяется соотношением

Необходимо отметить, что при воздействии напряжения ?/си /7-и-переходы затвора тоже смещаются в обратном направлении, но при этом оказывается, что напряжение, действующее в канале вблизи стока, имеет большее значение (/?-«-переход шире), чем вблизи истока. Этим обстоятельством и определяется вид выходных ВАХ полевого транзистора, приведенных на 2.21. Напряжение t/CH, начиная с которого формируется пологая часть характеристики, принято называть напряжением насыщения. Его можно рассчитать как ?/сн = С/0 — U3H, откуда следует, что при увеличении С/зи (по абсолютной величине) напряжение Uca уменьшается (см. 2.21).

Для обеспечения активного режима нагрузочного транзистора необходимо сместить коллекторный

Метод тройной диффузии не позволяет получать транзисторы с высоким коэффициентом усиления, который зависит от эффективности инжекции перехода эмиттер—база. Тройная диффузия не дает возможности создавать большие градиенты концентрации примеси на этом переходе, так как в процессе изготовления транзистора необходимо выполнять условие NSa > NS6 > NSK > Nn, где NS9, N$6, ^SK — поверхностные концентрации примеси при диффузии эмиттера, базы и коллектора; Na—концентрация примеси в подложке.

При более строгом рассмотрении работы транзистора необходимо учитывать еще одну составляющую неуправляемого тока (тока утечки), обусловленную конечной величиной сопротивления коллекторного перехода г R:

Изучение транзисторных каскадов удобно провести по схеме на 9.7, а. Поскольку в режиме усиления используется только активная область, то для нормальной работы транзистора необходимо либо обеспечить постоянный ток базы, либо подать на переход база—эмиттер постоянное смещение. Преимущественное применение получил второй способ благодаря лучшей стабилизации режима работы. В данном каскаде напряжение смещения подается от делителя на резисторах R1 и R2, номиналы которых подбираются так, чтобы приоткрыть переход база—эмиттер. Цепь смещения должна не только обеспечить коллекторный ток покоя /кп в заданной рабочей точке, но и ограничить возможные изменения этого тока при изменении окружающих условий (главным образом температуры).

Увеличение рабочего напряжения Uca сдвигает характеристики влево. Это объясняется тем, что при возросшем напряжении f/си, когда ширина канала, а следовательно, и ток /с увеличиваются, на затвор транзистора необходимо подать большее отрицательное напряжение, чтобы получить такой же ток стока, как при ?/,си = 2 В.

Быстродействие полупроводниковых ИМС в значительной степени определяется паразитной емкостью элементов, поэтому для каждого из вариантов диодного включения транзистора необходимо знать значения паразитных емкостей. На 2.21 показаны емкости, действующие в пяти рассматриваемых вариантах диодного включения. Любая емкость, закорачивающая на землю какую-либо точку схемы, уменьшает ее быстродействие, т. е. является паразитной. Поскольку подложка ИМС обычно соединена с точкой самого низкого потенциала, вывод емкости перехода коллектор — подложка оказывается заземленным по высокой частоте. Наибольшая паразитная емкость характерна для варианта IV, наименьшая — для варианта //.

влиянием заряда обедненной области и зависимостью эффективной подвижности носителей or поперечного электрического поля можно пренебречь, показал, что кроме паразитных реактивностей выводов транзистора необходимо учитывать также индуктивный характер отставания вектора тока сигнала от вектора напряжения между стоком и истоком.

Для нормальной работы транзистора необходимо, чтобы ба-за-эмиттерный переход был смещен в прямом направлении, а коллекторный — в обратном. Для р — п — р-транзисторов, пока-

Из анализа (4.82) и (4.83) можно сделать ряд важных выводов о связи стабильности тока коллектора и базы транзистора с параметрами каскада и транзистора. Необходимо уменьшать сопротивление в базовой цепи транзистора и увеличивать сопротивление в эмиттерной цепи. Причем при увеличении сопротивления в эмиттере надо помнить, что в одиночном каскаде УПТ оно, стабилизируя режим, резко снижает коэффициент усиления каскада из-за появления отрицательной ОС. Нетрудно видеть, что для стабилизации режима необходимо уменьшать обратный ток коллекторного перехода, рабочий ток транзистор-9* 131

Схема работает следующим образом. При отсутствии входного сигнала транзистор VTI открыт и насыщен, а транзистор VT2 закрыт, реле K.L обесточено. Открытое состояние транзистора обеспечивается током в цепи базы через резисторы R1 и R3 от источника коллекторного питания Е„. Транзистор VT2 при этом находится в режиме отсечки, так как напряжение на его базе положительно относительно эмиттера и примерно равно напряжению смещения которое задается диодом VD2.

Однако при достаточно малом внутреннем сопротивлении источника сигнала это не сказывается на работе схемы, которая выполняет функции эмиттерного повторителя. В схеме 2.28, б транзистор работает в прямом включении (возможно и инверсное включение); при этом малое остаточное напряжение открытого транзистора обеспечивается поддержанием необходимого базового тока.

На 4.16, а показана схема усилительного каскада на полевом транзисторе с затвором в виде р-«-перехода, в которой используется один источник питания Ес. Начальный режим работы полевого транзистора обеспечивается постоянным током стока /ос и соответствующим ему постоянным напряжением на стоке t/oc (для биполярного транзистора /ок и UOK, см. 2.17, а).

току, стабилизируя /ос- Чтобы на этом резисторе не выделялось напряжение за счет переменной составляющей тока стока (это привело бы к наличию отрицательной обратной связи аналогично тому, как это имело место в усилителе на биполярном транзисторе за счет сопротивления в цепи эмиттера /?э), его шунтируют конденсатором С„, емкость которого определяют из условия С„ > 1/(со/?„), где ш — частота усиливаемого сигнала. Сопротивление резистора /?3, включенное параллельно входному сопротивлению усилителя, которое очень велико, должно иметь соизмеримое с ним значение. Динамический режим работы полевого транзистора обеспечивается с помощью резистора Rc в цепи стока, с которого снимается переменный выходной сигнал при наличии входного усиливаемого сигнала. Обычно Rc -С <С Rs f& RBX- Поэтому если нагрузкой усилительного каскада на полевом транзисторе является входное сопротивление аналогичного каскада усиления, то сопротивление нагрузки усилителя постоянной и переменной составляющих тока стока

ра. При поступлении короткого запускающего импульса «пх блокинг-ге-нератор формирует прямоугольный импульс ивьи длительностью /и. Схема представляет собой транзисторный ключ, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка w\ трансформатора. Нагрузка подключена к обмотке ш„, а ПОС осуществляется через обмотку ю0с и резистор R\. В исходном состоянии режим отсечки транзистора обеспечивается источником —?См, связанным с базой транзистора через ре-

При насыщении транзистора обеспечивается прямое смещение эмиттерного перехода: (/эб < 0 или i/ъэ > 0. Это смещение достигается за счет положительной полярности источника напряжения U1. Кроме того, должно обеспечиваться и прямое смещение коллекторного р-я-перехода (t/Kg > 0). При положительной полярности источника напряжения (72, а следовательно, при положительных значениях (/К8 неравенство UK§ > 0 будет обеспечено только в том случае, когда t/бэ > UKS. Следовательно, в схеме с общим эмиттером напряжение на базе насыщенного транзистора (относительно корпуса, эмиттера) больше напряжения на его коллекторе. При этом транзистор фактически стянут в точку, т. е. напряжения Ufa и (/кз весьма малы, но и<цд > UK3.

Насыщенный режим транзистора обеспечивается, как будет показано далее, только при достаточно большом значении базового тока, создаваемого источником напряжения t/j. Вопрос о необходимом для насыщения соотношении коллекторного и базового токов будет рассмотрен особо; здесь же положим, что это соотношение обеспечено, и на p-n-переходах транзистора действуют напряжения, характеризующие режим насыщения.

На 7.18, я показана схема усилительного каскада на полевом транзисторе с затвором в виде p-n-перехода, использующая один источник питания Ес. Начальный режим работы полевого транзистора обеспечивается постоянным током стока /ос и соответствующим ему постоянным напряжением на стоке L/o,;.

Динамический режим работы полевого транзистора обеспечивается с помощью резистора Rc в цепи стока, с которого снимается выходной переменный сигнал при наличии входного усиливаемого сигнала. Обычно Rc «: R3 ~ RK- Поэтому если нагрузкой усилительного каскада на полевом транзисторе является входное сопротивление аналогичного каскада усиления, то сопротивления нагрузки усилителя постоянной и переменной составляющим тока стока примерно равны:

Управляемая цепь схемы с общим змиттером ( 6.7, а) состоит из промежутка коллектор — эмиттер транзистора, сопротивления RK и источника питания Ек. Управляющий сигнал в виде входного напряжения подается »::ежду базой и эмиттером. Начальный режим транзистора обеспечивается при данном сопротивлении RK величинами напряжения (/б.Э1, задаваемого одним из способов, описанных в § 6.2, и напряжения Еи. Принцип работы этой схемы подобен принципу работы схемы 65, а и иллюстрируется временными диаграммами 6.8, а, где показаны потенциалы отдельных точек схемы до подачи входного сигнала и при включенном входном сигнале, для примера синусоидг.льной формы волны.

ток уменьшился, на базовой обмотке трансформатора наводится э. д. с. с полярностью, способствующей запиранию транзистора, и в схеме развивается обратный блокинг-процесс, в результате которого транзистор запирается. Запертое состояние транзистора обеспечивается напряжением на емкости С, полученным в результате заряда емкости базовым током. После запирания транзистора его базовый ток мешяет направление и имеет величину /б = = — /Кбо~0- Емкость С лачинает перезаряжаться через резистор цепи базы /?б по экспоненте с постоянной времени т— /?бС, стремящейся к величине — ?<>.