Referat, comentariu, eseu, proiect, lucrare bacalaureat, liceu si facultate
Top referateAdmitereTesteUtileContact
      
    


 


Ultimele referate adaugate

Adauga referat - poti sa ne ajuti cu un referat?

Politica de confidentialitate





Ultimele referate descarcare de pe site
  CREDITUL IPOTECAR PENTRU INVESTITII IMOBILIARE (economie)
  Comertul cu amanuntul (economie)
  IDENTIFICAREA CRIMINALISTICA (drept)
  Mecanismul motor, Biela, organe mobile proiect (diverse)
  O scrisoare pierduta (romana)
  O scrisoare pierduta (romana)
  Ion DRUTA (romana)
  COMPORTAMENT PROSOCIAL-COMPORTAMENT ANTISOCIAL (psihologie)
  COMPORTAMENT PROSOCIAL-COMPORTAMENT ANTISOCIAL (psihologie)
  Starea civila (geografie)
 




Ultimele referate cautate in site
   domnisoara hus
   legume
    istoria unui galban
   metanol
   recapitulare
   profitul
   caract
   comentariu liric
   radiolocatia
   praslea cel voinic si merele da aur
 
despre:
 
Tranzistorul bipolar KT - 616
Colt dreapta
Vizite: ? Nota: ? Ce reprezinta? Intrebari si raspunsuri
 
1. Notiuni de baza v7z23zn

Tranzistorul cu jonctiuni reprezinta un dispozitiv care se efectueaza dintr-un monocristal de Ge (germaniu) sau Si (siliciu) si in care prin impurificare se creeaza trei regiuni alternativ dopate, despartite prin doua suprafete de separatie.
Se numesc emitor si respectiv colector regiunile de la extremitati care au acelasi tip de conductibilitate (ambele p sau ambele n). Baza este numita regiunea centrala care are o conductibilitate opusa fata de extremitati. Pe suprafata fiecareia din cele trei regiuni se depune cite un strat metalic de contact pe care se sudeaza firele de conexiune.
La un tranzistor cu jonctiuni, jonctiunea emitor -; baza se numeste jonctiunea emitor, iar jonctiunea colector -; baza se numeste jonctiunea colector. In mod normal jonctiunea emitorului este polarizata direct, iar jonctiunea colectorului este polarizata invers. Acest regim de lucru prezinta regimul activ normal.
In functie de dopare a conexiunilor se deosebesc doua tipuri de tranzistoare:
Ø de tip p-n-p (emitorul si colectorul sunt de tip p, iar baza este de tip n)
Ø de tip n-p-n (emitorul si colectorul sunt de tip n, iar baza este de tip p)
In fig.1.1 sunt aratate structurile simplificate ale tranzistoarelor de tip p-n-p si n-p-n si reprezentarile lor grafice.

a)

b)

Fig.1.1

2. Tehnologia de fabricare a tranzistorului bipolar
KT -; 616

Tranzistoarele bipolare se fabrica pe baza germaniului, siliciului si arsenurii de galiu. Cea mai larga utilizare o are germaniul si siliciu. Metodele tehnologice permit de a fabrica tranzistorul in asa mod ca sa se realizeze intr-o masura oarecare cerintele pentru parametrii maximi admisibili.
La etapa actuala se utilizeaza urmatoarele metode de fabricare ale tranzistoarelor: metoda de aliere, metoda de difuzie, metoda planara, epitaxial-planara si mesa-planara.
Tranzistorul KT -; 616 reprezinta un tranzistor din siliciu (Si) de tip n-p-n. Tranzistorul dat se fabrica prin metoda epitaxial -; planara.
Metoda epitaxial-planara se bazeaza pe metoda planara. Deci, pentru inceput vom analiza metoda planara de fabricare a tranzistoarelor.
Se ia o placheta de monocristal din siliciu (Si) tip-n, (care in structura rezultanta va reprezinta colectorul). Pe aceasta placheta peste prima masca de oxid se efectueaza difuzia acceptorului (de obicei bor) si se primeste stratul p al bazei. Apoi peste a doua masca se face difuzia donorilor (de obicei fosfor) astfel primim stratul emitorului. In sfarsit cu ajutorul celei de-a treia masti de oxid se conecteaza contactele ohmice din aluminiu la toate cele trei straturi si in continuare sunt lipite la aceste contacte contacte subtiri care joaca rolul de picioruse ale tranzistorului.
In cazul tehnologiei epitaxial-planare, dintre regiunile bazei si a colectorului se creeaza un strat de rezistenta inalta si de aceeasi conductibilitate ca si colectorul. Acest strat se obtine prin asa numita depunere epitaxiala a unei pelicule subtire de monocristal de o rezistenta inalta pe o suprafata de cristal ce serveste ca corp al colectorului. Regiunile bazei si a emitorului se obtin de obicei prin difuzia locala. Structura unui tranzistor obtinut prin metoda epitaxial-planara este aratata in fig.2.1.




Fig.2.1
3. Procedee fizice in tranzistorul bipolar n-p-n si curentii lui

Procese fizice in tranzistorul bipolar n-p-n. In stare de echilibru (cind sursele de tensiune de alimentare sunt deconectate) curentii rezultanti ce trec prin ambele jonctiuni sunt egali cu zero. La aplicarea la emitor a unei tensiuni pozitive UEB, iar la colector a unei tensiuni negative UCB se schimba pozitia zonelor energetice (vezi fig.3.1,b). Inaltimea barierei de potential a emitorului se micsoreaza, iar a colectorului -; creste (vezi fig.3.1, c). Conditiile de miscare a purtatorilor de sarcina minoritari prin jonctiunea colectorului aproape nu se schimba. Insa, conditiile de deplasare a purtatorilor de sarcina majoritari prin jonctiunea emitorului se vor usura (deci se vor deplasa mai multi si mai repede). Numarul electronilor ce trec din emitor in baza va creste. Curentul emitorului ce contine componenta golurilor si componenta electronilor va creste.
In dependenta de grosimea bazei curentul emitorului diferit influenteaza asupra curentului colectorului IC. Daca grosimea bazei este mare, atunci nu toti electronii injectati din emitor in baza reusesc sa ajunga in colector, deoarece ei se recombina cu golurile din baza. Astfel se formeaza curentul de recombinare IR.
Cu cit este mai mica grosimea bazei cue atit mai putini electroni se vor recombina cu golurile din ea, deci cu citi mai multi electroni ajung la jonctiunea colectorului cu atit mai mare va fi curentul colectorului.

Fig.3.1
Deci, cum s-a vazut ca in regim activ curentul total al emitorului IE = IEn + IEp + IErec este alcatuit din curentul IEn de electroni, injectati din emitor in baza, curentul IEp a golurilor, injectati din baza in emitor, si curentul IErec de recombinare a purtatorilor de sarcina in jonctiunea emitorului. In aceasta suma numai prima componenta este utila, deoarece anume ea influenteaza asupra curentului colectorului, celelalte componente sunt daunatoare, si se tinde de obtinut valorile lor cit mai mici. Miscarea electronilor, injectati in baza este condusa de recombinarea unei parti e electronilor, de aceea curentul electronilor ICn ce se apropie de jonctiunea colectorului, este mai mic ca curentul IEn cu marimea IBrec, ce se numeste curentul de recombinare in baza, care se tinde de a fi micsorat.
Curentii tranzistorului. Notind aIE, unde a - coeficient de transfer al emitorului, acea parte a curentului emitorului care trece prin jonctiunea coelctorului, vom scrie expresia pentru curentul colectorului in modul urmator:
(3.1)
Curentul invers al colectorului ICB0 este egal cu curentul ce trece prin jonctiunea colectorului, cind la colector se aplica tensiune inversa si cind curentul emitorului este egal cu zero.
Prin contactul bazei trece curentul IB, care este egal cu diferenta dintre curentul emitorului si colectorului:
IB = IE -; IC (3.2)
Luind in consideratie (3.1) avem:
(3.3)
Daca vom deconecta circuitul emitorului (IE = 0 si IC = ICB0), atunci vom avea:
-;IB = ICB0 (3.4)
In asa mod, prin contactul emitorului (circuitul emitor - baza) curge curentul de dirijare IE (de intrare), prin contactul colectorului (circuitul colector - baza) -; curentul de dirijare aIE (de iesire) si curentul invers al colectorului ICB0, iar prin contactul bazei -; diferenta curentului emitorului si colectorului.
In tranzistoarele reale curentii IE si IC si cresterile lor DIE si DIC sunt aproximativ egale dupa valori.
Coeficientii de transfer a curentilor. Modificarea curentului colectorului rezultata de modificarea curentului emitorului este conditionata numai de electroni. Insa, curentul total al emitorului este determinat atit de electroni cit si de goluri. Tranzistorului cu atit mai bine transmite schimbarile curentului emitorului in circuitul colectorului, cu cit mai multi electroni (in comparatie cu numarul golurilor) trec prin jonctiunea emitorului si cu cit mai putini din acesti electroni se recombina in baza, neajungind la jonctiunea colectorului.
Eficacitate emitorului este determinata de coeficientul de injectie g, care se determina dupa relatia:
(3.5)
Trecerea prin baza, o parte de electroni recombina atit in straturile adinci ale bazei, cit si la suprafata ei. De aceea nu toti electronii injectati de emitor ating jonctiunea colectorului. Influenta recombinarii in baza a electronilor asupra curentului colectorului este descrisa de coeficientul de transfer a electronilor prin baza :
(3.6)
Coeficientul de transfer este cu atit mai aproape de unitate cu cit grosimea bazei este mai mica. De aceea grosimea bazei a tranzistoarelor se face foarte mica.
Coeficientul de transfer si de injectie pot fi calculati, dar nu pot fi masurati. De aceea ca parametru al tranzistorului este considerat coeficientul de transfer al emitorului. Coeficientul de transfer al emitorului este determinat de relatia:
(3.7)
Coeficientul static de transfer al emitorului poate fi determinat dupa formula:
(3.8)
Coeficientul static de transfer al curentului bazei poate fi determinat dupa formula:
(3.9)


4. Caracteristicile statice ale tranzistorului bipolar

Caracteristicile statice ale unui tranzistor bipolar se numesc grafice ce reprezinta dependenta dintre curentii ce trec prin bornele tranzistorului si tensiunile ce se aplica la aceste borne.
Tranzistorului fiind un dispozitiv cu trei borne, in orice schema electrica el poate fi conectat in trei moduri diferite: conectare cu baza comuna (BC) (fig.4.1), conectare cu emitorul comun (EC) (fig.3.1,b) si cu colectorul comun (CC) (fig.3.1,c).
Fiecare din schemele de conectare ale tranzistorului se caracterizeaza prin patru familii de caracteristici:
1. Iies = f (Uies) la Iin = const -; caracteristici de iesire.
2. Uin = f (Iin) la Uies = const -; caracteristici de intrare.
3. Iies = f (Iin) la Uies = const -; caracteristici de transfer a curentului.
4. Uin = f (Uies) la Iin = const -; caracteristici de reactie inversa dupa tensiune.
In cataloage de obicei sunt prezentate primele doua tipuri de caracteristice (de intrare si de iesire), caci sunt cele mai importante si utilizabile. In continuare vom analiza aceste caracteristici in dependenta de modul de conectare.

4.1. Caracteristicile statice in conexiune BC.
Circuitul cu tranzistorul in baza comuna este prezentat in fig.4.1. Atit pentru circuitul de intrare cit si pentru cel de iesire borna comuna este baza. Circuitul de intrare este cel al emitorului, iar circuitul de iesire -; cel al colectorului. Respectiv parametrii de intrare pentru conexiunea BC sunt curentul emitorului IE si tensiunea dintre emitor si baza IEB, iar cei de iesire -; curentul colectorului IC si tensiunea dintre colector si baza UCB.

Fig.4.1
Schema tranzistorului in conexiunea baza comuna

Caracteristicile de intrare. Caracteristicile de intrare ale tranzistorului in conexiunea BC sunt grafice ce arata dependenta tensiunii dintre emitor si baza de curentul emitorului, cind tensiunea dintre colector si baza este fixata. Ele sunt aratate in fig.4.2,b. Pentru comoditate variabila IE se depune pe axa coordonatelor, iar valoarile tensiunii UEB -; pe axa abscisei. Caracteristica de intrare la UEB = 0 este analogica caracteristicii volt -; amperice a diodei: curentul IE creste exponential cu cresterea UEB. In cazul valorilor mari ale curentilor IE caracteristicile de intrare sunt aproape liniare. Cresterea temperaturii deplaseaza caracteristicile de intrare spre axa curentilor.

a) b)
Fig.4.2
Caracteristicile de intrare (b) si iesire (a) ale tranzistorului
in schema BC

Caracteristicile de iesire. Familia caracteristicilor de iesire al tranzistorului in schema BC reprezinta dependenta curentului colectorului de tensiunea dintre colector si baza, cind valoarea curentului emitorului este constanta. Aceste caracteristici sunt aratate pe fig.4.2,a.
In cazul cind curentul IE=0 (UEB<0) si tensiunea UCB<0 in circuitul colectorului trece curentul ICBo care slab depinde de UCB. Regiunea caracteristicilor de iesire, care corespunde polarizarii inverse ale ambelor jonctiuni, este numita regiunea de taiere.
In cazul cind curentul IE>0 (UEB>0) si tensiunea UCB<0 curentul colectorului poate fi calculat conform relatiei:



IC = aIE + ICB0 (4.1)
Chiar la valorile UCB=0 curentul colectorului IC poate atinge valori considerabile. Regiunea caracteristicilor de iesire la conectarea inversa a jonctiunii colectorului si la conectarea directa a jonctiunii emitorului este numita regiune activa.
La valori pozitive nu prea mari ale tensiunii UCB caracteristicile de iesire se curbeaza brusc, iar regiunea valorilor UCB>0 si UEB>0 poarta denumirea de regiune de saturatie.
Particularitatea principala a regiunii active a caracteristicilor de iesire in schema BC este dependenta slaba a IC de tensiunea UCB.
Caracteristicile reale de iesire ale tranzistoarelor in BC pot fi descrise de formula:
IC =aIE + ICB0 + UCB/rC (4.2)
Unde rC este rezistenta colectorului.

4.2 Caracteristicile statice in conexiune EC.
Circuitul cu tranzistorul in conexiune emitor comun este prezentat in fig.4.3. Atit pentru circuitul de intrare cit si pentru cel de iesire borna comuna este emitorul. Circuitul de intrare este cel al bazei, iar circuitul de iesire -; cel al colectorului. Pentru schema cu EC parametrii de intrare sunt curentul bazei IB si tensiunea dintre baza si emitor UBE, iar parametrii de iesire -; curentul colectorului IC si tensiunea dintre colector si emitor UCE.

Fig.4.3
Schema tranzistorului in conexiunea emitor comun

Caracteristicile de intrare. Familia caracteristicilor de intrare in conexiunea EC reprezinta graficile care arata dependenta tensiunii dintre baza si emitor de curentul bazei, cind tensiunea dintre colector si emitor este fixata UBE = f (IB) la UCE = const. Aceasta familie este prezentata in fig.4.4, b. Parametrul familiei de caracteristici reprezinta tensiunea dintre colector si emitor.

Caracteristicile de iesire. Familia de caracteristici de iesire a tranzistorului in conexiunea EC, care arata dependenta curentului colectorului de tensiunea dintre colector si emitor la curentul bazei fixat, adica IC = f (UCE) la IB = const, este aratata in fig.4.4, a. Parametrul familiei caracteristicilor este curentul bazei (curentul de intrare). Regiunile de inceput ale caracteristicilor se intilnesc in originea coordonatelor, deoarece la tensiunea UCE = 0 diferenta de potential la jonctiunea colectorului este practic egala cu zero, deci respectiv si curentul colectorului este egal cu zero. In comparatie cu caracteristicile de iesire ale tranzistorului in conectarea BC, cele in conectare EC au un unghi de inclinatiei mai mare. Aceasta se datoreaza unei dependenti mai mari a coeficientului de transfer a curentului bazei de tensiunea UCE.
In schema conexiunii EC curentul de intrare este curentul IB. Deci avem relatia:
(4.3)
Coeficientul de linga IB se numeste coeficient static de transfer a curentului bazei si se noteaza cu b:
(4.4)
Luind in consideratie expresia de mai sus (4.4) vom avea:
(4.5) unde . (4.6)

Fig.4.4
Caracteristicile de intrare (b) si iesire (a) a tranzistorului in conexiune EC

Curentul ICE0 trece prin circuitul colectorului la circuitul bazei deschis (IB = 0) si reprezinta curentul invers al colectorului in schema EC. Valoarea curentului ICE0 poate sa atinga dimensiuni destul de considerabile.
Daca curentul IB = - ICB0, atunci valoarea curentului IC este minim si este egala cu valoarea curentului ICB0.
Din ecuatia (4.14) se poate de determinat:
(4.6)
Coeficientul b reprezinta un parametru de semnal mare. El se determina din raportul curentul colectorului catre curentul bazei la aplicarea unei tensiuni inverse la jonctiunea colectorului. In practica mai des se intilneste notiunea de coeficientul diferential de transfer a curentului bazei, care este egal cu raportul dintre cresterii curentului colectorului catre cresterea curentului bazei la aplicarea tensiunii inverse la jonctiunea colectorului: , la UC = const (4.7)


4.3 Cuplarea tranzistorului bipolar n-p-n in CC.
Circuitul cu tranzistorul in conexiune colector comun este prezentat in fig.4.5. Atit pentru circuitul de intrare cit si pentru cel de iesire borna comuna este colectorul. Circuitul de intrare este cel al bazei, iar circuitul de iesire -; cel al emitorului. Pentru schema cu CC parametrii de intrare sunt curentul bazei IB si tensiunea dintre baza si colector UBC, iar parametrii de iesire -; curentul emitorului IE si tensiunea dintre emitor si colector UEC.

Fig.4.3.1
Schema tranzistorului in conexiunea emitor comun

Coeficientul de transfer dupa curent reprezinta raportul dintre curentul emitorului si curentul bazei:

Caracteristica principala a conexiunii in colector comun este valoarea rezistentei de intrare foarte joasa. Datorita rezistentei de intrare reduse tranzistorul in conexiunea colector comun este echivalent unui generator de tensiune care se schimba neesential la variarea rezistentei de sarcina (bineinteles pana cand rezistenta de sarcina nu depaseste cu mult rezistenta de iesire a generatorului).

5.Schemele echivalente in T ale tranzistorului bipolar
In figurile de mai jos sunt aratate schemele echivalente in T ale tranzistorului bipolar. In continuare vom analiza aceste scheme.

a)

b)

c)
Fig.5.1

Parametrii fizici ai tranzistorului, care caracterizeaza functionarea lui in curent alternativ sunt a, b, , rC, mECUCB ,CC. Acesti parametri pot fi calculati si destul de exact controlati in procesul da fabricare al tranzistorului. Folosind acesti parametri se poate de alcatuit schema echivalenta in T a tranzistorului (fig.5.1,a).
Pe schema echivalenta jonctiunile emitorului si colectorului sunt reprezentate prin rezistentele diferentiale rE si rC. Efectul de transfer al curentului emitorului in circuitul colectorului este aratat prin generatorul de curent echivalent a IE, unde a = f(w). Acest efect se poate arata cu ajutorul unui generator echivalent de tensiune, conectat in circuitul colectorului. Insa, la calcule ultima metoda se utilizeaza mai rar. Reactia interna negativa dupa tensiune, este reflectata de generatorul mEC UCB in circuitul emitorului. Rezistenta bazei este conectata intre punctul intern al bazei B’ si contactul extern al bazei. Capacitatea colectorului CC sunteaza rezistenta rC. Capacitatea emitorului de regula nu se considera. Influenta capacitatii de difuzie a jonctiunii emitorului se considera automat prin dependenta coeficientului de transfer al curentului de frecventa. Capacitatea de bariera sunteaza o rezistenta foarte mica, si influenta ei asupra lucrului in game de frecventa se manifesta slab.
Schema echivalenta din fig.5.1,a, nu este comoda pentru calcule practice, deoarece contine doua generatoare. In multe cazuri influenta generatorului mECUCB este neglijata. Insa o astfel de neglijare nu este intotdeauna buna. Generatorul mECUCB se recomanda de a fi inlocuit cu un alt element al schemei, care reflecta, ca si acesta, reactia inversa negativa interna a tranzistorului. Dupa cum deja se cunoaste, reactia inversa in tranzistor apare pe rezistenta de volum . Daca vom conecta aceasta rezistenta in serie cu asa numita rezistenta de difuzie a bazei , se poate de determinat influenta tensiunii colectorului asupra celei a emitorului ca rezultat al modulatie grosimii bazei si fara generatorul mECUCB. Atunci rezistenta totala a bazei tranzistorului rB va fi compusa din doua componente:
(5.1) unde - rezistenta de volum a bazei, iar - rezistenta de difuzie a bazei.
Rezistenta bazei este determinata de geometria tranzistorului (configuratia bazei in regiunile sale active si pasive), de rezistivitatea materialului bazei si rezistenta contactului bazei.
Rezistenta de difuzie a bazei nu depinde de rezistivitatea materialului si ea poate fi determinata dupa formula de mai jos:
(5.2)
Componenta de difuzie a rezistentei bazei poate fi destul de mare. De aceea la frecvente mici rezistenta totala a bazei rB , ca regula, depaseste considerabil valoarea adusa in cataloage a rezistentei de volum a bazei .

Cu consideratia rezistentei de difuzie a bazei schema echivalenta in T a tranzistorului bipolar arata ca in fig.5.1,b. Rezistentele de intrare ale ambelor scheme echivalente trebuie sa fie egale intre ele. Deoarece rezistenta rB este mai mare decit , atunci rezistenta din schema 5.1,b trebuie sa fie mai mica decit rezistenta rE din schema 5.1,a. Calculele arata ca:



(5.3)

Schema echivalenta a tranzistorului in conexiune EC se poate de primit din schema echivalenta in conexiune BC, schimbind ordinea de conectare a contactelor emitorului si bazei: contactul emitorului se conecteaza la firul comun, iar contactul bazei -; la intrare. Insa, o astfel de schema nu este comoda, deoarece parametrii generatorului in ea se determina nu din curentul electrodului de intrare a bazei, ci de curentului emitorului. De aceea pentru schema echivalenta in T pentru conexiunea EC se construieste o schema echivalenta speciala aratata in fig.5.1,c.

6. Parametrii H ai tranzistoarelor bipolare

Pentru a caracteriza functionarea tranzistorului ca amplificator, se face apel la parametrii hibrizi (sau parametrii „h”), care se introduc considerind tranzistorul un cuadripol.
La intrarea cuadripolului (intre baza si emitorul tranzistorului) s-au notat tensiunea si curentul alternativ cu indicele 1, iar la iesire (intre colector si emitor, pentru conexiunea EC) s-a folosit indicele 2, conform fig.6.1, unde RS este rezistenta de sarcina.

Fig.6.1
Cuadripol descris cu parametrii „h”

Alegind in calitate de variabile independente curentul de intrare si tensiunea de iesire, iar in calitate de marimi dependente -; tensiunea de intrare si curentul de iesire, se poate de obtinut ecuatiile cuadripolului in sistemul de parametrii h-.
(1)
Coeficientii h11, h12, h21, h22 reflecta proprietatile electrice ale tranzistoarelor in relatiile cu semnale mici de frecventa joasa in punctul static de functionare ales si se numesc parametrii h. Ei pot fi usor determinati, asigurind regimul de scurcircuit dupa curent alternativ la iesire ( ) si regimul de mers in gol la intrare ( ).
Ø Rezistenta de intrare cand la iesire avem scurtcircuit:

Ø Coeficientul de transfer dupa tensiune cand la intrare avem mers in gol:
Ø Coeficientul de transfer dupa curent cand la iesire asiguram regim de scurtcircuit:


Ø Conductibilitatea de iesire cand la intrare avem mers in gol:

Parametrii mentionati mai sus se masoara in:
Ø h11 -; aWi
Ø h12 -; aadimensionali
Ø h21 -; aadimensionali
Ø h22 -; aSi

La ridicarea parametrilor h asiguram regimul de functionare dupa curent continuu, iar parametrii h se masoara dupa curent alternativ la valori ale semnalului reduse. Parametrii h pot fi determinati din caracteristicile statice.

Legatura dintre parametrii „h” si parametrii echivalenti.

Pentru a arata legatura dintre parametrii „h” si cei echivalenti vom prezenta schema echivalenta tranzistorului bipolar (vezi fig.6.2).

Fig.6.2
Schema echivalenta de conectare in baza comuna.

Baza comuna:




Emitor comun:




Sistemul de parametrii h este hibrid: unii parametrii h se masoara in regim de mers in gol la intrare, iar altii -; in regim de scurtcircuit la iesire.
Parametrii tranzistorului ca cuadripol depind de alegerea punctului static de functionare (dupa curent continuu), temperatura, frecventa si schema de conectare.
Parametrii h necesari pentru calcule practice se pot obtine prin metoda grafico-analitica dupa caracteristicile statice de intrare si iesire. Pentru determinarea tuturor parametrilor h este necesar de avut nu mai putin decit cite doua caracteristici pentru fiecare familie.

7. Trasarea dreptei de sarcina

Pentru a trasa dreapta de sarcina analizam circuitul electric din fig.7.1.


Fig.7.1

Fie ca in circuitul colectorului al tranzistorului conectam un rezistor de sarcina RC. In acest caz modificarile valorilor curentului colectorului se vor determina nu numai de schimbarile curentului bazei, dar si de modificarea tensiunii dintre colector si emitor UCE. In timpul lucrului tranzistorului cu sarcina tensiunea UCE nu ramine constanta si totdeauna este mai mica decit FEM a sursei de alimentare a colectorului EC:
UCE = EC -; IC RC (7.1)
Cu cresterea curentului colectorului se mareste caderea de tensiune pe rezistenta sarcinii , iar tensiunea de pe colector se micsoreaza. Si invers, micsorarea valorii curentului colectorului duce la cresterea tensiunii colectorului. Modificarile valorilor tensiunii colectorului influenteaza asupra curentului colectorului in mod opus decit asupra curentului bazei: daca sub influenta curentului bazei curentul colectorului creste, atunci micsorarea tensiunii colectorului in acest timp duce la micsorarea putina a valorii curentului colectorului. Relatia (6.1) poate fi adusa la forma:
(7.2)
Relatia (7.2) reprezinta ecuatia unei linii drepte. Linia dreapta descrisa de ecuatia (7.2) de obicei se numeste dreapta de sarcina. Pe familia de caracteristici de iesire dreapta de sarcina poate fi construita dupa doua puncte (fig.7.2). Daca curentul colectorului IC = 0, atunci UCE = EC. Depunind pe axa absciselor EC, primim punctul A a dreptei de sarcina. In acest punct tranzistorul este inchis de tensiunea pozitiva ce cade pe baza in raport cu emitorul. Al doilea punct al dreptei de sarcina il gasim in dependenta de UCE.
Depunind UCE = 0, primim IC = EC / RC (vezi punctul B de pe caracteristica). Dreapta dusa prin punctele A si B reprezinta dreapta de sarcina necesara.

Fig.7.2
Trasarea dreptei de sarcina pe caracteristica

8. Functionarea tranzistorului bipolar
in regim de cheie electronica

Tranzistorul bipolar pe larg se utilizeaza in dispozitive electrice in calitate de cheie electronica. Functia cheii este comutarea si decomutarea circuitului electric. Datorita particularitatilor sale electrice, adica datorita rezistentei mici in starea deschisa si rezistentei mari in starea inchisa, tranzistorul bipolar satisface pe deplin cerintele inaintate elementelor de cheie.
Tranzistoarele bipolare care sunt destinate pentru lucrul in regim de cheie electronica se numesc tranzistoare cheie.
In continuare vom prezenta o schema electrica a unui circuit de comutare si o vom analiza. Aceasta schema este prezentata in fig.8.1. In cadrul ei destingem: un tranzistor, conectat in conexiunea emitor comun, si doua rezistoare R1 si R2 , care sunt amplasate in circuitul bazei si respectiv a colectorului. In circuitul colectorului este conectata o sursa de tensiune continua EC.

Fig.8.1

Precum am mentionat tranzistorul poate sa se afle in doua stari: deschisa si inchisa. Daca la intrare aplicam tensiune negativa continua, atunci tranzistorul se va afla in regim de taiere, curentul colectorului ce curege prin rezistorul R2, este practic egal cu zero, iar tensiunea la iesire este egala cu tensiunea sursei de alimentare EC, ceea ce corespunde starii inchise a cheii electronice. Daca, insa la intrare aplicam o tensiune pozitiva destul de mare EB1, atunci prin circuitul bazei va curge un curent egal cu: , unde UBE este tensiunea directa dintre baza si emitor. In acelasi timp in circuitul colectorului va curge un curent IC, care creeaza cadere de tensiune pe rezistorul R2. Tensiunea la iesire va scadea cu valoarea R2IC, ceea ce corespunde starii deschise a cheii electronice.
Tensiunea de iesire in starea deschisa a cheii electronice poate fi determinata daca vom construi caracteristica de iesire IC (UCE) la IB = IB1, ce este aratata in fig.8.2. si vom trasa dreapta de sarcina, ce corespunde rezistorului R2. De obicei, este necesar ca tensiunea Uies sa fie cit mai mica si slab sa depinda de tensiunea de intrare si rezistenta R2. Aceste cerinte sunt satisfacute daca punctul de lucru A se afla in regiunea curbata a caracteristicii tranzistorului, ceea ce corespunde regimului de saturatie. Atunci:
Uies = UCEsat
Unde UCEsat este tensiunea de saturatie. De asemenea este nevoie de existenta conditiilor de regim de saturatie, adica: , unde ICsat este curentul colectorului in regim de saturatie la .

Fig.8.2

Procese de trecere la comutarea tranzistorului.



Sarcina de dezechilibru. La utilizarea practica a tranzistoarelor o mare importanta are viteza de comutare, ce conditioneaza si viteza aparaturii in care se foloseste. Viteza de comutare este conditionata de procesele de acumulare si imprastiere a sarcinii in baza si colectorul tranzistorului, in jonctiunile emitorului si colectorului.
Pe fig.8.3, a sunt aratate distributia sarcinii in regim de taiere a tranzistorului. In jonctiunile emitorului si colectorului se gasesc sarcini necompensate ale atomilor de impuritati ionizati -; donori si acceptori; sarcina de dezechilibru al regimului de taiere in baza Qtaiere poate fi considerata egala cu zero.
La trecerea in regim de saturatie jonctiunea emitorului se deschide, grosimea jonctiunii si sarcina lui necompensata scade, are loc un fel de descarcare a capacitatii jonctiunii emitorului. Ca rezultat al caderii tensiunii pe sarcina R2 (vezi fig.8.1) scade tensiunea colectorului, deci se micsoreaza grosimea grosimea jonctiunii colectorului si a sarcinii in el, adica are loc descarcarea capacitatii jonctiunii colectorului, se deschide jonctiunea colectorului si in regiunea bazei pe baza injectarii electronilor din jonctiunile colectorului si emitorului se acumuleaza sarcina de dezechilibru de saturatie Qsat (vezi fig.8.3,b).

Fig.8.3

Graficele tensiunilor si curentilor tranzistorului in regim de comutare. In regimul de comutare tensiunile si curentii atit de intrare cit si de iesire vor avea o anumita forma. In continuare vom analiza aceste forme, reprezentindu-le pe graficile din fig.8.4.

a)

b)

c)

d)

Fig.8.4

La intrare se aplica un impuls de tensiune directa Uin, in acelasi timp tensiunea bazei este egala cu Uin -; EBE , ea este depusa pe fig.8.4,a cu sageata in sus. Tensiunea inversa, egala cu EBE este ara tata tot in aceasta figura, dar cu sensul invers (sageata in jos).
Graficul curentului de intrare este aratat pe fig.8.4, b. Marimea impulsului curentului direct al bazei IBdir se determina de rezistorul R1 care se alege de o valoare putin mai mare decit rezistenta jonctiunii emitorului:
.
Dupa comutarea jonctiunii emitorului in directia inversa curentul jonctiunii, ca si in dioda, are la inceput o valoare mare, limitata doar de rezistenta RB.
.
Pe parcursul imprastierii sarcinii, rezistenta inversa a jonctiunii emitorului creste si curentul bazei tinde la valoarea IBEU.
La forma dreptunghiulara a impulsului curentului de intrare iB impulsul curentului de iesire iC (vezi fig.8.4, c) apare cu o retinere in timp tret, care se determina in mare parte de viteza de crestere tensiunii jonctiunii emitorului, care depinde de capacitatea jonctiunii si de curentul direct al bazei.
Dupa ce tranzistorul va trece din regimul de taiere in regim activ, curentul colectorului incepe permanent sa creasca, atingind valoarea determinata in timpul tcrestere. Acest timp este determinat de viteza de acumulare a sarcinii in baza si viteza descarcarii capacitatii colectorului. In asa fel, timpul total de comutare al tranzistorului consta din timpul de retinere si timpul de crestere: tcom = tret + tcres.
Practic acest timp poate avea valori de la citeva nanosecunde pina la citeva microsecunde.
Procesul de acumulare si imprastiere a sarcinii bazei qB la comutarea tranzistorului este aratat in fig.8.4, d. Acumularea sarcinii in baza se incepe dupa timpul de retinere tret, si sarcina in timpul tcrestere atinge valoarea qB = Qactiv. In continuare ca rezulta al scaderii tensiunii colectorului, jonctiunea colectorului se deschide si se incepe injectarea sarcinilor in baza. Sarcina bazei din nou creste, atingind valoarea impulsului de intrare qB = Qsat.

9. Functionarea tranzistoarelor bipolare la frecvente inalte

Comportarea tranzistorului bipolar la frecvente inalte s-ar putea studia folosind parametrii Y-, insa aceasta metoda de studiere dispune de un dezavantaj enorm, deoarece este o descriere pur matematica. De aceea este nevoie de a dispune de un circuit echivalent care sa poata puna in evidenta toate fenomenele fizice din tranzistor, atit pentru frecvente joase cit si pentru cele inalte.
In fig.9.1. este prezentata schema circuitului echivalent Giacoletto, pentru frecvente inalte pentru un tranzistor bipolar montat in conexiunea BC.
Analizind desenul din figura prezentata putem distinge trei regiuni: regiunea I corespunde jonctiunii emitor-baza, care fiind direct polarizata poate fi echivalenta cu o rezistenta rBE, de cateva sute de W in paralel cu o capacitate CBE, de ordinul a sute de pF (capacitate de difuzie).
Regiunea II modeleaza fenomenul de transport al purtatorilor prin baza, cu ajutorul generatorului de curent gmUEB si al rezistentei rCE (de ordinul a zeci de kW), ce corespunde difuziei purtatorilor de la emitor spre colector. Totodata, rezistenta rBB este rezistenta extrinseca a bazei (baza inactiva) si este in jur de 100 W.

Fig.9.1
Circuitul echivalent Giacoletto

Regiunea III reprezinta jonctiunea colector-baza (invers polarizata), care se inlocuieste cu o rezistenta rBC de valoare mare (de ordinul 1MW) si cu capacitatea CBC de ordinul a cativa pF (capacitatea de bariera).
Punctul B corespunde regiunii active a bazei si este logic ca generatorul de curent sa depinda doar de caderea de tensiune dintre emitor si baza activa (UEB).
Coeficientul de proportionalitate gm se numeste panta tranzistorului si se defineste ca raportul dintre cresterea infinitezimala a curentului de colector si cresterea infinitezimala a tensiunii baza-emitor care o genereaza, celelalte marimi fiind constante.
Asadar: si se poate demonstra ca:

In fine, pentru ca circuitul sa fie complet s-au mai figurat si capacitatile parazite dintre terminale (care sunt exterioare capsulei), si anume CEC, CBC si CEB. Acestea sunt de ordinul a 1-4 pF, deci intervin in calcul doar la frecvente foarte inalte si din acest motiv de cele mai multe ori se pot neglija. De mentionat ca exceptand rCB si rEB care o variatie mica, ceilalti parametri ai circuitului Giacoletto propriu-zis depind puternic de punctul de functionare static(de exemplu rCB scade cu IC, iar CBE creste cu IC).

10. Parametrii de baza ai tranzistorului KT -; 616 A

Tranzistor bipolar KT -; 616, fabricat prin metoda epitaxial -; planara de tip n-p-n, este un tranzistor de comutare. Se foloseste in schemele de comutatie.

Parametrii electrici ai tranzistorului KT - 616A:

Ø Tensiunea de saturatie intre colector si emitor la IC = 0,5 A, IB = 0,05 A nu mai mare de 0,6 V.
Ø Tensiunea de saturatie intre baza si emitor la IC = 0,5 A, IB = 0,05 A nu mai mare de 2 V.
Ø Coeficientul static de transfer al curentului in schema EC la UCE = 1 V, IE = 0,5 A nu mai mic de 40.
Ø Capacitatea jonctiunii colectorului la UCB0 = 10 V, nu mai mare de 15 pF.
Ø Capacitatea jonctiunii emitorului la UEB0 = 0 V, nu mai mare de 50 pF.
Ø Curentul invers al emitorului la UEB0 = 4 V nu mai mare de 15 mA.
Ø Curentul invers al colectorului la UCE = 20 V, REB = 10 KW nu mai mare de 15 mA.

Parametrii electrici maxim admisibili ai tranzistorului KT - 616A:

Ø Tensiunea permanenta dintre colector -; emitor la REB = 10 KW: 20 V.
Ø Tensiunea permanenta dintre emitor -; baza: 4 V.
Ø Tensiunea permanenta dintre colector -; baza: 20 V.
Ø Intensitatea curentului colectorului: 400 mA.
Ø Puterea permanenta disipata: la T = 233K -; 298K . . . . . . . . . 0,3 W la T = 358K . . . . . . . . . . . . . . . . 0,25 W
Ø Temperatura jonctiunii de 423 K.
Ø Temperatura mediului inconjurator de la 233 pina la 358 K.

11.Utilizarea tranzistorului bipolar
KT -; 616
in scheme electronice.
Tranzistorul bipolar KT -; 616 se utilizeaza pe larg in scheme de comutare. Voi prezenta mai jos o parte din circuitul in care se utilizeaza tranzistorul bipolar KT -; 616. Cesta este un circuit de comutare a intrarilor. In acest circuit el este utilizat ca tranzistor de clasa A:




Colt dreapta
Creeaza cont
Comentarii:

Nu ai gasit ce cautai? Crezi ca ceva ne lipseste? Lasa-ti comentariul si incercam sa te ajutam.
Esti satisfacut de calitarea acestui referat, eseu, cometariu? Apreciem aprecierile voastre.

Nume (obligatoriu):

Email (obligatoriu, nu va fi publicat):

Site URL (optional):


Comentariile tale: (NO HTML)




Noteaza referatul:
In prezent referatul este notat cu: ? (media unui numar de ? de note primite).

2345678910



 
Copyright© 2005 - 2024 | Trimite referat | Harta site | Adauga in favorite
Colt dreapta