Меню

Биполярный транзистор средней мощности средней частоты



Классификация транзисторов по мощности и частоте

date image2015-10-22
views image3995

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Глава 3. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Общие сведения

Биполярный транзистор это электропреобразовательный прибор, имеющий два p-n перехода, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции носителей заряда. В работе этого транзистора используются носители обоих знаков (дырки и электроны). Особенностью биполярного транзистора является то, что между его электронно-дырочными переходами существует взаимодействие — ток одного из переходов может управлять током другого. В зависимости от расположения зон различной проводимости биполярные транзисторы могут быть p-n-p и n-p-n типа (рис. 26 )

Рис. 26. Схематическое и условное изображение биполячрных транзисторо

Область транзистора, расположенная между p-n переходами называют базой. Одна из прилегающих к базе областей должна эффективно осуществлять инжекцию носителей в базу, а другая — экстрагировать носители из базы.

Область транзистора, из которой происходит инжекция носителей в базу , называется эмиттером, а переход эмиттер-база называется эмиттерным.

Область транзистора, осуществляющая экстракцию носителей из базы, называют коллектором, а переход база-коллектор называется коллекторным.

По технологии изготовления транзисторы бывают сплавными, диффузионными/, эпитаксиальными, планарными. Толщина базы делается значительно меньше диффузионной длины неосновных носителей в ней. При равномерном распределении примеси в базе внутреннее электрическое поле в ней отсутствует и неосновные носители движутся в следствие процесса диффузии. Такие транзисторы называются диффузионными или бездрейфовыми. При неравномерном распределении примеси в базе имеется внутреннее электрическое поле и неосновные носители движутся в ней в результате дрейфа и диффузии. Такие транзисторы называются дрейфовыми.

Концентрации атомов примеси в эмиттере и коллекторе (низкоомные области) значительно больше, чем в базе (высокоомная область). Площадь коллекторного перехода больше эмиттерного, что способствует увеличению коэффициента переноса носителей заряда из эмиттера в коллектор.

Транзисторы классифицируются по мощности, рассеиваемой коллекторным переходом (малой мощности Р 0,3 Вт); средней (0,3 Р 1,5 Вт); большой мощности (Р 1,5 Вт). По частотному диапазону транзисторы делятся на низкочастотные (fпр 3 МГц); среднечастотные

(3 МГц fпр 30 МГц); высокочастотные (30 МГц fпр 300 МГц); сверхвысокочастотные (fпр 300 МГц).

Обозначение биполярных транзисторов состоит из шести или семи элементов. Первый — буква или цифра, указывающие на исходный материал (такие же, как для диодов). Второй элемент — буква, указывающая на тип

Классификация транзисторов по мощности и частоте

Частота Мощность
малая Средняя большая
Низкая
Средняя
Высокая

транзистора ( Т для биполярных). Третий элемент — цифра, указывающая на частотные и мощностные свойства прибора (табл. 1)

Читайте также:  Типы светодиодов средней мощности

Четвертый, пятый (шестой) элемент — цифры, указывающие порядковый номер разработки. Шестой (седьмой) элемент — буква, определяющая классификацию по электрическим параметрам транзисторов, изготовленных по единой технологии.

В качестве дополнительных элементов используются следующие символы:

— цифры от 1 до 9 — для обозначения модернизаций транзистора, приводящих к изменению его конструкции или электрических параметров;

— буква С — для обозначения транзисторных сборок (наборов транзисторов в общем корпусе);

— цифра, написанная через дефис, — для бескорпусных транзисторов:

1 — с гибкими выводами без кристаллодержателя;

2 — с гибкими выводами на кристаллодержателе;

3 — с жесткими выводами без кристаллодержателя;

4 — с жесткими выводами на кристаллодержателе;

5 — с контактными площадками без выводов и без кристаллодержателя;

6 — с контактными площадками без выводов на кристаллодержателе.

Примеры обозначений транзисторов:

КТ625А-2 — кремниевый, биполярный, средней мощности, высокочастотный, номер разработки 25, группа А, бескорпусной, с гибкими выводами на кристаллодержателе;

2Т336А — кремниевый, биполярный, малой мощности, высокочастотный, номер разработки 36, группа А;

2Т9147АС — кремниевый, биполярный, большой мощности, высокочастотный, номер разработки 147, группа А, транзисторная сборка.

Источник

Работа биполярного транзистора. Режим усиления.

27 Май 2014г | Раздел: Радио для дома

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем осваивать биполярный транзистор и сегодня мы рассмотрим его работу в режиме усиления на примере простого усилителя звуковой частоты, собранного на одном транзисторе.

В режиме усиления транзисторы работают в схемах радиовещательных приемников и усилителях звуковой частоты (УЗЧ). При работе используются малые токи в базовой цепи транзистора, управляющие большими токами в коллекторной цепи. Этим и отличается режим усиления от режима переключения, который лишь открывает или закрывает транзистор под действием напряжения на базе.

1. Схема усилителя.

В качестве эксперимента соберем простой усилитель на одном транзисторе и разберем его работу.

В коллекторную цепь транзистора VT1 включим высокоомный электромагнитный телефон BF2, между базой и минусом источника питания GB установим резистор , и развязывающий конденсатор Cсв, включенный в базовую цепь транзистора.

Принципиальная и монтажная схема усилителя на одном транзисторе

Конечно, сильного усиления от такого усилителя мы не услышим, да и чтобы услышать звук в телефоне BF1 его придется очень близко преподнести к уху. Так как для громкого воспроизведения звука нужен усилитель как минимум с двумя-тремя транзисторами или так называемый двухкаскадный усилитель. Но чтобы понять сам принцип усиления, нам будет достаточно и усилителя, собранного на одном транзисторе или однокаскадном усилителе.

Читайте также:  Как рассчитать максимальную мощность жилого дома

Усилительным каскадом принято называть транзистор с резисторами, конденсаторами и другими элементами схемы, обеспечивающими транзистору условия работы как усилителя.

2. Работа схемы усилителя.

При подаче напряжения питания в схему, на базу транзистора через резистор поступает небольшое отрицательное напряжение 0,1 — 0,2В, называемое напряжением смещения. Это напряжение приоткрывает транзистор, и через эмиттерный и коллекторный переходы начинает течь незначительный ток, который как бы переводит усилитель в дежурный режим, из которого он мгновенно выйдет, как только на входе появится входной сигнал.

Начальные токи напряжения смещения

Без начального напряжения смещения эмиттерный p-n переход будет закрыт и, подобно диоду, «срезать» положительные полупериоды входного напряжения, отчего усиленный сигнал будет искаженным.

Если на вход усилителя подключить еще один телефон BF1 и использовать его как микрофон, то телефон будет преобразовывать звуковые колебания в переменное напряжение звуковой частоты, которое через конденсатор Ссв будет поступать на базу транзистора.

Здесь, конденсатор Ссв выполняет функцию связующего элемента между телефоном BF1 и базой транзистора. Он прекрасно пропускает напряжение звуковой частоты, но преграждает путь постоянному току из базовой цепи к телефону BF1. А так как телефон имеет свое внутреннее сопротивление (около 1600 Ом), то без этого конденсатора база транзистора через внутреннее сопротивление телефона была бы соединена с эмиттером по постоянному току. И естественно, ни о каком усилении сигнала речи и быть не могло.

Теперь, если начать говорить в телефон BF1, то в цепи эмиттер-база возникнут колебания электрического тока телефона Iтлф, которые и будут управлять большим током в коллекторной цепи транзистора. И уже этот усиленный сигнал, преобразованный телефоном BF2 в звук, мы и будем слышать.

Работа транзистора в режиме усиления

Сам процесс усиления сигнала можно описать следующим образом.
При отсутствии напряжения входного сигнала Uвх, в цепях базы и коллектора текут небольшие токи (прямые участки графиков а, б, в), определяемые напряжением источника питания, напряжением смещения на базе и усилительными свойствами транзистора.

Как только в цепи базы появляется входной сигнал (правая часть графика а), то соответственно ему начинают изменяться и токи в цепях транзистора (правая часть графиков б, в).

Читайте также:  Как найти напряжение когда есть мощность

Графики работы усилителя на одном транзисторе

Во время отрицательных полупериодов, когда отрицательное входное Uвх и напряжение источника питания GB суммируются на базе — токи цепей увеличиваются.

Во время же положительных полупериодов, кода напряжение входного сигнала Uвх и источника питания GB положительны, отрицательное напряжение на базе уменьшается и, соответственно, токи в обеих цепях также уменьшаются. Вот таким образом и происходит усиление по напряжению и току.

Если же нагрузкой транзистора будет не телефон а резистор, то создающееся на нем напряжение переменной составляющей усиленного сигнала можно будет подать во входную цепь второго транзистора для дополнительного усиления.

Один транзистор может усилить сигнал в 30 – 50 раз.

На рисунке ниже показана зависимость тока коллектора от тока базы.

График зависимости тока коллектора от тока базы

Например. Между точками А и Б ток базы увеличился от 50 до 100 мкА (микроампер), то есть составил 50 мкА, или 0,05 mA. Ток коллектора между этими точками возрос от 3 до 5,5 mA, то есть вырос на 2,5 mA. Отсюда следует, что усиление по току составляет: 2,5 / 0,05 = 50 раз.

Точно также работают транзисторы структуры n-p-n. Но для них полярность включения источника питания, питающей цепи базы и коллектора меняется на противоположную. То есть на базу и коллектор подается положительное, а на эмиттер отрицательное напряжения.

Запомните: для работы транзистора в режиме усиления на его базу, относительно эмиттера, вместе с напряжением входного сигнала обязательно подается постоянное напряжение смещения, открывающее транзистор.

Для германиевых транзисторов отпирающее напряжение составляет не более 0,2 вольта, а для кремниевых не более 0,7 вольта.

Напряжение смещения на базу не подают лишь в том случае, когда эмиттерный переход транзистора используют для детектирования радиочастотного модулированного сигнала.

3. Классификация транзисторов по мощности и по частоте.

В зависимости от максимальной мощности рассеивания биполярные транзисторы делятся на:

1. малой мощности — Pmax ≤ 0,3 Вт;
2. средней мощности — 0,3 1,5 Вт.

В зависимости от значения граничной частоты коэффициента передачи тока на транзисторы:

1. низкой частоты – fгр ≤ 3 МГц;
2. средней частоты – 3 МГц 300 МГц.

Ну вот и все.
Теперь у Вас не должно возникнуть вопросов о работе биполярного транзистора в режиме усиления.
Удачи!

1. Борисов В.Г — Юный радиолюбитель. 1985г.
2. Е. Айсберг — Транзистор. Это очень просто! 1964г.

Источник