바이폴라 트랜지스터
«바이폴라 트랜지스터»라는 용어는 이러한 트랜지스터에 전자와 정공이라는 두 가지 유형의 전하 캐리어가 사용된다는 사실과 관련이 있습니다. 트랜지스터 제조에는 다음과 동일한 반도체 재료가 사용됩니다. 다이오드.
바이폴라 트랜지스터는 반도체로 이루어진 3층 반도체 구조를 사용한다. 다른 전기 전도도 2개의 p-n 접합은 교번하는 유형의 전기 전도성(p-n-p 또는 n-p-n)으로 생성됩니다.
바이폴라 트랜지스터는 구조적으로 포장을 풀고(그림 1, a)(예를 들어, 집적 회로의 일부로 사용하기 위해) 일반적인 경우에 닫을 수 있습니다(그림 1, b). 바이폴라 트랜지스터의 3핀은 베이스, 콜렉터, 에미터라고 합니다.
쌀. 1. 바이폴라 트랜지스터: a) 패키지가 없는 p-n-p-구조 b) 패키지의 n-p-n-구조
일반적인 결론에 따라 공통 베이스(OB), 공통 컬렉터(OK) 및 공통 이미 터(OE)를 사용하여 바이폴라 트랜지스터에 대한 세 가지 연결 방식을 얻을 수 있습니다. 공통 베이스 회로에서 트랜지스터의 동작을 고려해 보자(그림 2).
쌀. 2. 바이폴라 트랜지스터의 개략도
이미터는 기본 캐리어를 기본 캐리어에 주입(전달)합니다. n형 반도체 장치 예에서는 전자가 됩니다. 소스는 E2 >> E1이 되도록 선택됩니다. 저항 Re는 열린 p-n 접합의 전류를 제한합니다.
E1 = 0에서 컬렉터 노드를 통과하는 전류는 작으며(소수 캐리어로 인해) 초기 컬렉터 전류 Ik0라고 합니다. E1> 0이면 전자는 이미 터의 p-n 접합을 극복하고 (E1이 순방향으로 켜짐) 코어 영역으로 들어갑니다.
베이스는 높은 저항(불순물 농도가 낮음)으로 만들어져 베이스의 홀 농도가 낮습니다. 따라서 베이스에 들어가는 소수의 전자는 정공과 재결합하여 베이스 전류 Ib를 형성합니다. 동시에 전자를 컬렉터로 끌어들이는 이미 터 접합보다 E2 측의 컬렉터 p-n 접합에서 훨씬 더 강한 필드가 작용합니다. 따라서 대부분의 전자는 수집기에 도달합니다.
이미 터 및 컬렉터 전류는 이미 터 전류 전달 계수와 관련이 있습니다.
Ukb에서 = const.
최신 트랜지스터의 경우 항상 ∆Ik < ∆Ie이고 a = 0.9 — 0.999입니다.
고려한 체계에서 Ik = Ik0 + aIe»Ie. 따라서 회로 공통 베이스 바이폴라 트랜지스터는 낮은 전류 비율을 갖는다. 따라서 주로 고주파 장치에서 거의 사용되지 않으며 전압 이득 측면에서 다른 것보다 선호됩니다.
바이폴라 트랜지스터의 기본 스위칭 회로는 공통 이미터 회로입니다(그림 3).
쌀. 3. 공통 이미 터를 사용하는 방식에 따라 바이폴라 트랜지스터 켜기
그녀를 위해 키르히호프의 제1법칙 Ib = Ie — Ik = (1 — a) Ie — Ik0이라고 쓸 수 있습니다.
1 — a = 0.001 — 0.1이라고 하면 Ib << Ie » Ik가 됩니다.
콜렉터 전류 대 베이스 전류의 비율을 찾으십시오.
이 관계를 기본 전류 전달 계수... a = 0.99에서 b = 100을 얻습니다. 기본 회로에 신호 소스가 포함되어 있으면 동일한 신호가 전류 b 배로 증폭되어 유입됩니다. 콜렉터 회로, 신호 소스 전압보다 훨씬 큰 저항 Rk 양단에 전압을 형성...
광범위한 펄스 및 DC 전류, 전력 및 전압에 대한 바이폴라 트랜지스터의 작동을 평가하고 바이어스 회로, 안정화 모드, 입력 및 출력 볼트 암페어 특성(VAC) 제품군을 계산합니다.
입력 I-V 특성 계열은 Uk = const에서 입력 전압 Ube에 대한 입력 전류(베이스 또는 이미 터)의 의존성을 설정합니다. 4, a. 트랜지스터의 입력 I-V 특성은 직접 연결된 다이오드의 I-V 특성과 유사합니다.
출력 I-V 특성 계열은 특정 베이스 또는 이미 터 전류(공통 이미 터 또는 공통 베이스가 있는 회로에 따라 다름)에서 전압에 대한 콜렉터 전류의 의존성을 설정합니다. 4, 나.
쌀. 4. 바이폴라 트랜지스터의 전류-전압 특성: a — 입력, b — 출력
전기 n-p 접합 외에도 쇼트키 금속-반도체-장벽 접합이 고속 회로에 널리 사용됩니다. 이러한 전환에서 베이스의 전하 축적 및 흡수에 시간이 할당되지 않으며 트랜지스터의 작동은 배리어 커패시턴스의 재충전 속도에만 의존합니다.
쌀. 5. 바이폴라 트랜지스터
바이폴라 트랜지스터의 매개변수
주요 매개변수는 트랜지스터의 최대 허용 작동 모드를 평가하는 데 사용됩니다.
1) 최대 허용 컬렉터-이미터 전압(다른 트랜지스터의 경우 Uke max = 10 — 2000V),
2) 최대 허용 콜렉터 전력 손실 Pk max — 그에 따르면 트랜지스터는 저전력(최대 0.3W), 중전력(0.3 - 1.5W) 및 고전력(1, 5W 이상)으로 나뉩니다. 중간 및 고전력 트랜지스터에는 종종 특수 방열판이 장착되어 있습니다.
3) 최대 허용 컬렉터 전류 Ik max — 최대 100A 이상,
4) 제한 전류 전송 주파수 fgr(h21이 1이 되는 주파수)에 따라 바이폴라 트랜지스터가 분할됩니다.
- 저주파 - 최대 3MHz,
- 중간 주파수 — 3 ~ 30MHz,
- 고주파 — 30 ~ 300MHz,
- 초고주파 — 300MHz 이상.
기술 과학 박사, L.A. Potapov 교수