Geum.ru

Електроніка та мікропроцесорна техніка

Методическое пособие - Компьютеры, программирование

Другие методички по предмету Компьютеры, программирование

  • Яким чином відбувається маркування?

    • Інструкційна картка №7 для самостійного опрацювання навчального матеріалу з дисципліни Основи електроніки та мікропроцесорної техніки

     

    І. Тема: 2 Електронні прилади

    2.3 Транзистори. Тиристори

    Мета: Формування потреби безперервного, самостійного поповнення знань; розвиток творчих здібностей та активізації розумової діяльності.

    ІІ. Студент повинен знати:

    1. Як впливає температура на роботу транзистора;
    2. Вплив частоти на транзистор;
    3. Переваги та недоліки роботи транзистора в ключовому режимі.

    ІІІ. Студент повинен уміти:

    1. Вибирати транзистори, на які впливає температура та частота;
    2. Застосовувати транзистор в режимі ключа.

    ІV. Дидактичні посібники: Методичні вказівки до опрацювання.

    V. Література: [2, с. 134-139].

    VІ. Запитання для самостійного опрацювання:

    1. Температурні і частотні характеристики транзисторів.
    2. Транзистор у режимі ключа.

    VІІ. Методичні вказівки до опрацювання: Теоретична частина.

    VІІІ. Контрольні питання для перевірки якості засвоєння знань:

    1. Який має вплив температура на роботу транзистора?
    2. Частотні властивості транзистора?
    3. В чому суть роботи транзистора в ключовому режимі?

    ІХ. Підсумки опрацювання:

     

    Підготував викладач: Бондаренко І.В.

    Теоретична частина: Транзистори. Тиристори

     

    План:

    1. Температурні і частотні характеристики транзисторів.
    2. Транзистор у режимі ключа.

    Література

     

    1. Температурні і частотні характеристики транзисторів

     

    Діапазон робочих температур транзисторів, що визначається властивостями р-п переходів, такий же, як і у напівпровідникових діодів. Особливо сильно на роботу транзисторів впливає нагрів і менш істотно - охолоджування (до - 60С). Дослідження показують, що при нагріві від 20 до 60 З параметри площинних транзисторів змінюються таким чином: rк падає приблизно удвічі, rб - на 15-20%, а rе зростає на 15-20%. Уявлення про вплив нагріву на h- параметри дають графіки мал. 7.17, а, побудовані для малопотужного площинного транзистора, включеного по схемі із загальною базою. Окрім зміни значення основних параметрів транзистора, нагрів викликає зсув вихідних характеристик і зміна їх нахилу (мал. 7.17, б), що також порушує нормальну роботу приладу.

     

    Мал. 7.17. Вплив температури на h-параметри малопотужного площинного транзистора (а) і форму його вихідних характеристик (б)

    Особливо істотний вплив на роботу транзистора при нагріві надає струм Iкбо. Наближене значення струму при нагріві можна визначити з рівності

     

     

    де Iкбоt , - величина Iкбо при підвищеній температурі; IкБон - величина Iкбо при нормальній температурі (20 С); ? - різниця температур при нагріві транзистора.

    Для практичних розрахунків можна прийняти, що при підвищенні температури на кожні 10С струму Iкбо зростає приблизно удвічі.

    Нестабільність режиму транзистора, обумовлена струмом Iкбо дуже істотна, оскільки зворотний струм колектора в значній мірі впливає на струми емітера і колектора, а, отже, на підсилювальні властивості транзистора.

    Найчастіше для роботи при підвищених температурах застосовуються кремнієві транзистори. Гранична робоча температура у цих приладів складає 125...150С. З цією ж метою використовується і ряд нових напівпровідникових матеріалів, з яких особливий інтерес представляє карбід кремнію. Прилади, виготовлені на карбіді кремнію, зможуть нормально працювати до температур 500...600С.

    На частотні властивості транзисторів більший вплив роблять ємності р-п переходів. Із збільшенням частоти опір ємності зменшується і шунтуюча дія ємностей зростає. Тому Т-образна еквівалентна схема транзистора на високих частотах, окрім чисто активних опорів rе, rб і rк, містить ємності Се і Ск, що шунтують емітерний і колекторний переходи. Особливо шкідливий вплив на роботу транзистора надає ємність Ск оскільки на високих частотах опір ємності 1/?0СК виявляється значно менше, ніж опір rк, і колекторний перехід втрачає свої основні властивості. В даному випадку вплив ємності Ск аналогічно впливу ємності, що шунтує р-п перехід в площинному напівпровідниковому діоді.

    Другою причиною погіршення роботи транзистора на високих частотах є відставання по фазі змінного струму колектора від змінного струму емітера. Це обумовлено інерційністю процесу проходження носіїв заряду через базу від емітерного переходу до колекторного, а також інерційністю процесів накопичення і всмоктування зарядів в базі.

    Час прольоту носіїв через базу ?пр у звичайних транзисторів складає приблизно 0,1 мкс. Звичайно, це час дуже мало, але на частотах порядку одиниць - десятків мегагерц стає помітним деяке зрушення фаз між змінними складовими струмів Іе і Ік. Це приводить до збільшення змінного струму бази і, як наслідок, до зниження коефіцієнта посилення по струму.

    Це явище ілюструється векторними діаграмами, приведеними на мал. 7.18. Перша з них відповідає низькій частоті, на якій всі струми практично співпадають по фазі, а коефіцієнт ? має найбільшу величину.

     

    Мал. 7.IS. Векторні діаграми струмів транзистора на різних частотах фаз ф між цими струмами.

     

    Оцінюючи частотні властивості транзистора, слід враховувати також, що дифузія процес хаотичний. Неосновні носії зарядів, інжектовані