26 | 07 | 2017
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 2824
Просмотры материалов : 7533691

Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Online
  • [Bot]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 100 гостей
  • 2 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Биполярных транзисторов соединения PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
28.06.2012 17:20

Биполярных транзисторов соединения

Нам нужна ваша помощь! Эта страница требует корректуры - Если вы заметите какие-либо ошибки, пожалуйста, напишите на наш форум

Биполярного транзистора соединения (БЮТ) был назван потому, что его работа включает в себя проведение двух носителей: электронов и дырок в том же кристалле. Первый биполярный транзистор был изобретен в Bell Labs, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин так поздно в 1947 году, что он не был опубликован до 1948 года. Таким образом, многие тексты различаются по дате изобретения. Браттейн сфабриковано контакт германия точки транзистора, учитывая некоторое сходство с диодной контакта. В течение месяца, Шокли был более практический переход транзистора, который мы опишем в следующих пунктах. Они были удостоены Нобелевской премии по физике в 1956 году для транзистора.

Биполярного транзистора соединения показано на рисунке ниже (а) NPN трехслойной полупроводниковой бутерброд с эмиттером и коллектором на концах, и база между ними. Это как если бы третий слой были добавлены два диода слоя. Если бы это было единственное требование, мы бы не больше, чем пара спина к спине диодов. В самом деле, это гораздо проще построить пару спиной к спине диодов. Ключ к изготовлению биполярного транзистора, чтобы сделать средний слой, основание, как можно тоньше без короткого замыкания внешнего слоя, эмиттера и коллектора. Мы не можем более подчеркнуть важность тонкой области базы.

Устройство на рисунке ниже (а) имеет пару переходов, эмиттер база и база для коллекционера, и двух регионах истощения.

(А) NPN биполярного транзистора. (Б) применять обратном смещении на коллекторном переходе база.

Это обычное для обратного смещения базовой коллекторного перехода транзистора биполярного как показано на (рис. выше (б). Отметим, что это увеличивает ширину области обеднения. обратного напряжения смещения может быть несколько вольт до десятков вольт Для большинства транзисторов. Существует нет тока, кроме тока утечки в цепи коллектора.

На рисунке ниже (а), источник напряжения был добавлен в цепи база эмиттер. Обычно мы ожидаем смещения эмиттер-база, преодолев 0,6 В потенциального барьера. Это похоже направить смещения перехода диода. Это источник напряжения должна превышать 0,6 В для большинства носителей (электронов для NPN) течь из эмиттера в базу становится неосновных носителей заряда в полупроводнике р-типа.

Если база региона были толстыми, а в паре спина к спине диоды, все текущие входе в базу будет поступать из базы свинца. В нашем примере транзистора NPN, электронов, вылетающих из эмиттера в базу будет сочетать с отверстиями в основании, освобождая место для более отверстия должны быть созданы в (+) клеммы аккумулятора на базе как выход электронов.

Тем не менее, основа изготавливается тонкий. Несколько основных носителей в эмиттере, вводится как неосновные носители в базе, на самом деле рекомбинации. См. рисунок ниже (б). Несколько электронов, инжектированных эмитентом в основание падение NPN транзистор в отверстия. Кроме того, несколько электронов, входящих в базовый поток напрямую через базу к положительному выводу батареи. Большая часть тока эмиттера электронов диффундирует через тонкие базы в коллектор. Кроме того, модуляция малый ток базы вызывает большие изменения тока коллектора. Если база напряжение падает ниже 0,6 В для кремниевых транзисторов, большой эмиттер-коллектор ток перестает течь.

NPN биполярного транзистора с обратном направлении коллектор-база: (а) Добавление вперед смещения база-эмиттер, приводит к (б) малый ток базы и крупных эмиттером и коллектором тока.

На рисунке ниже мы подробнее рассмотрим в текущем механизм усиления. У нас есть увеличенное изображение транзистора NPN перехода с акцентом на тонкой области базы. Хотя это и не показано, мы считаем, что внешние источники напряжения 1) прямого смещения эмиттер-база, 2) обратного смещения базовой коллекторного перехода. Электроны, большинство перевозчиков, введите излучатель с (-) клеммы аккумулятора. Базовый ток соответствует электронов, вылетающих из базы терминала (+) клеммы аккумулятора. Это лишь малый ток по сравнению с ток эмиттера.

Расположение электронов, входящих база: (а), утраченных в результате рекомбинации с базой отверстия. (Б) потоков из базы свинца. (С) Большинство диффузными от эмиттера через тонкие базы в базу, коллектор обедненной области, и (г) быстро охвачена сильным истощением области электрического поля в коллекторе.

Большинство носителей в N-типа излучателя электронов, становятся неосновных носителей при входе в P-типа базы. Эти электроны сталкиваются четырех возможных судьбах ввода тонкого P-типа базы. Несколько на рисунке выше (а) попадают в отверстия в основании, что способствует основу ток к (+) клеммы аккумулятора. Не показано, отверстия в основании может диффундировать в эмиттер и в сочетании с электронами, способствует базу текущего терминала. Немногие в (б) через поток на базу (+) клеммы аккумулятора, как если бы базы были резистора. И (а) и (б) способствовать очень небольшая база тока. Базовый ток, как правило, 1% от эмитента или ток коллектора транзистора для малого сигнала. Большинство из эмиттера электронов диффундировать сквозь тонкую базу (с) на база-коллектор истощение региона. Обратите внимание на полярность истощение область вокруг электрона (г). Сильного электрического поля электрон проносится быстро в коллектор. Напряженность поля пропорциональна напряжению батареи коллектора. Таким образом, 99% из эмиттера ток в коллекторе. Он управляется током базы, которая составляет 1% от тока эмиттера. Это потенциальный коэффициент усиления по току 99, отношение я C / I B, также известный как бета-, β.

Это магия, распространение 99% эмиттера носителей через базу, возможно только в том случае, если база очень тонкая. Что бы судьба носителей базы меньшинства в базе 100 раз толще? Можно было бы ожидать, что скорость рекомбинации электронов попадания в отверстия, чтобы быть намного выше. Возможно, 99%, а не 1%, упадет до дыр, никогда не добраться до коллектора. Второй момент касается того, что ток базы может управлять 99% от тока эмиттера, только если 99% от тока эмиттера диффундирует в коллектор. Если все это вытекает из базы, не может контролировать это возможно.

Еще одна особенность учета для передачи 99% электронов от эмиттера к коллектору, что реальный переход биполярных транзисторов использовать небольшую сильнолегированных эмиттера. Высокая концентрация электронов эмиттера электронов заставляет многих диффундировать в базу. Нижняя допинг концентрации в базе, тем меньше дыр диффундируют в эмиттер, который приведет к увеличению тока базы. Диффузия носителей от эмиттера к базе сильно выступает.

Тонкие основы и сильно легированного излучатель поможет сохранить высокую эффективность излучателя, 99%, например. Это соответствует 100% ток эмиттера расщепление между базой в 1%, а коллектор на 99%. Излучатель эффективность известна как α = I C / I E.

Биполярные транзисторы соединения доступны как PNP, а также NPN устройств. Мы приводим сравнение этих двух на рисунке ниже . Разница в том, полярность база эмиттер переходов, как обозначено направление стрелки схема излучателя символ. Он указывает в том же направлении, в качестве анода стрелку перехода диода, против электронного тока. Смотрите диод перехода, рисунок предыдущей . Точка стрелки и бар соответствуют P-типа и N-типа, соответственно. Для NPN и PNP излучателей, стрелка указывает в сторону и к основанию, соответственно. Существует нет схемы стрелки на коллекторе. Тем не менее, база-коллектор соединения такой же полярности, база-эмиттер по сравнению с диодом. Заметьте, мы говорим о диода, а не блок питания, полярность.

Сравнить NPN транзистор на (а) с PNP транзисторов в (б). Обратите внимание направлении стрелки эмиттера и питания полярности.

Напряжение источников PNP транзисторов обратное по сравнению с NPN транзистора, как показано на рисунке выше . База-эмиттер должно быть прямого смещения в обоих случаях. Базы транзистора PNP смещен отрицательной (б) по сравнению с положительным (а) для NPN. В обоих случаях база-коллектор переход в обратном направлении. Мощность PNP коллекторного питания отрицательно по сравнению с положительным для транзистора NPN.

Биполярный плоскостной транзистор: (а) дискретные устройства сечение, (б) условное обозначение (в) интегральной схемы поперечного сечения.

Обратите внимание, что БЮТ на рисунке выше (а) имеет сильного легирования в эмиттере, как указано обозначение N +. База имеет нормальное P-примеси уровне. База намного тоньше, чем не-в масштабе сечения шоу. Коллектор слаболегированного как указано N - обозначение. Коллектор необходимо слаболегированного чтобы коллектор-база узел будет иметь высокое напряжение пробоя. Это приводит к высокой допустимое напряжение питания коллектор. Малый кремниевых транзисторов сигнал есть 60-80 V напряжение пробоя. Хотя, может работать в сотни вольт для высокого напряжения транзисторов. Коллектор также должна быть сильно легированных, чтобы минимизировать омических потерь, если транзистор должен обрабатывать большой ток. Эти противоречивые требования удовлетворяются за счет легирования коллектор в большей степени на металлическую поверхность контакта. Коллектор у основания слегка легированных по сравнению с эмиттером. Сильного легирования в эмиттере дает эмиттер-база низкая приблизительно 7 V напряжение пробоя в небольших транзисторов сигнал. Сильнолегированных излучатель делает эмиттер-база есть стабилитрон, как характеристики обратного смещения.

Жребий БЮТ, часть нарезанных кубиками и полупроводниковой пластины, смонтирован коллектор до металлического корпуса для мощных транзисторов. Это означает, что металлический корпус электрически соединен с коллектором. Небольшой умирают сигнала могут быть заключены в эпоксидную смолу. В силовых транзисторов, провода алюминиевые связи подключить базу и эмиттер пакета ведет. Малый умирает транзисторов сигнал может быть установлен непосредственно на подводящих проводов. Несколько транзисторы могут быть изготовлены на одном кристалле называется интегральной схемы. Даже коллектор может быть связан с из свинца, а не дела. Интегральная схема может содержать внутреннюю проводку транзисторов и других интегрированных компонентов. Интегрированный БЮТ показано на (рис. (с) выше ) гораздо тоньше, чем "не в масштабе" рисунка. Области P + изолирует несколько транзисторов на одном кристалле. Алюминиевый слой металлизации (не показано) соединяет несколько транзисторов и других компонентов. Излучатель регионе сильно легированных, N + по сравнению с базовым и коллектор для улучшения эффективности эмиттера.

Дискретных транзисторов PNP почти столь же высокое качество, как коллега NPN. Тем не менее, комплексный PNP транзисторов далеко не хорош, как различные NPN в одной интегральной схеме умирают. Таким образом, интегральные схемы используют различные NPN как можно больше.

  • ОБЗОР:
  • Биполярные транзисторы проводить ток в обоих электронов и дырок в одном устройстве.
  • Работа биполярного транзистора в качестве усилителя тока требуется, чтобы коллектор-база соединение будет обратном направлении и эмиттер-база будет прямом направлении.
  • Транзистор, отличается от пара спина к спине диоды в том, что база, центр слой, очень тонкий. Это позволяет большинству носителей от эмиттера к распространению в качестве неосновных носителей через базу в области обеднения из базового коллекторного перехода, где сильное электрическое поле, собирает их.
  • Эмитент эффективность повышается за счет легирования тяжелее по сравнению с коллектором. Эмитент эффективности: α = I C / I Е, 0,99 для небольших устройств сигнал
  • Текущий коэффициент усиления β = I C / I B, от 100 до 300 для малых транзисторов сигнал.
 
Для тебя