високі граничні частоти можуть бути отримані при використанні напівпровідників, у яких рухливість носіїв вище. Збільшення швидкості пробігу носіїв через базу досягається також у тих транзисторах, у яких в базі створено електричне поле, що прискорює рух носіїв. b>
7. Робота біполярного транзистора в імпульсному режимі
Транзистори широко застосовуються в різних імпульсних пристроях. Робота транзисторів у імпульсному режимі, інакше званому ключовим або режимом перемикання, має ряд особливостей.
I до I Бmax
T2
В
I Б2
I до max
В
T 1
В
Uк-е
Рис. 9-1. Визначення параметрів імпульсного режиму транзисторів за допомогою вихідних характеристик.
Розглянемо імпульсний режим транзистора за допомогою його вихідних характеристик для схеми ОЕ. Нехай у ланцюг колектора включений резистор навантаження. Відповідно до цього на рис. (9-1) побудована лінія навантаження. До надходження на вхід транзистора імпульсу вхідного струму або вхідної напруги транзистор знаходиться в замкненому стані (в режимі відсічення). У цілі колектора проходить малий струм (в даному випадку наскрізний струм) і отже, цю ланцюг приблизно можна вважати розімкнутої. Напруга джерела майже все повністю докладено до транзистора. p> Якщо на вхід поданий імпульс струму, то транзистор переходить в режим насичення і працює в точці. Виходить імпульс струму колектораВ , Дуже близький за значенням до. Його іноді називають струмом насичення. У цьому режимі транзистор виконує роль замкнутого ключа і майже всі напруга джерела падає на, а на транзисторі є лише дуже невелике залишкову напругу в десяті частки вольта, зване напругою насичення.
Хоча напруга в точці не змінило свій знак, але на самому колекторному переході воно стало прямим, і тому точка дійсно відповідає режиму насичення. Покажемо це на наступному прикладі. Нехай є транзистор p - n - p і, а напруга на базі. Тоді на колекторі по відношенню до базі буде напруга, тобто на колекторному переході пряму напругу 0,3 У.
Звичайно, якщо імпульс вхідного струму буде менше, то імпульс струму колектора також зменшиться. Але зате збільшення імпульсу струму бази понад практично вже не дає зростання імпульсу вихідного струму. Таким чином, можливе максимальне значення імпульсу струму колектора
(9.1)
КрімВ , І імпульсний режим характеризується також коефіцієнтом посилення по струму В , який на відміну від визначається не через прирощення струмів, а як відношення струмів, відповідних точці:
В В (9.2)
Інакше кажучи, є параметром, характеризує посилення малих сигналів, а В відноситься до посилення великих сигналів, зокрема імпульсів, і за значенням дещо відрізняється відВ . p> Параметром імпульсного режиму транзистора служить також його опір насичення (9.3)
Значення у транзисторів для імпульсної роботи зазвичай складає одиниці, іноді десятки Ом.
Аналогічно розглянутій схемі ОЕ працює в імпульсному режимі і схема ОБ.
Рис. 9-2. Спотворення форми імпульсу струму транзистором. p> Якщо тривалість вхідного імпульсу у багато разів більше часу перехідних процесів накопичення і розсмоктування зарядів в базі транзистора, то імпульс вихідного струму має майже таку ж тривалість і форму, як і вхідний імпульс. Але при коротких імпульсах, тобто якщо становить одиниці мікросекунд і менше, може спостерігатися значне спотворення форми імпульсу вихідного струму і збільшення його тривалості.
Для прикладу на рис. (9-2) показані графіки короткого імпульсу вхідного струму прямокутної форми і імпульсу вихідного струму при включенні транзистора за схемою ПРО. Як видно, імпульс колекторного струму починається з запізненням на час (час затримки), що пояснюється кінцевим часом пробігу носіїв через базу. Цей струм наростає поступово протягом часу (тривалості фронту), що становить помітну частину. Таке поступове збільшення струму пов'язано з накопиченням носіїв у базі. Крім того, носії, інжектованих в базу на початку імпульсу вхідного струму, мають різні швидкості і не всі відразу досягають колектора. Час + є часом включення. Після закінчення вхідного імпульсу за рахунок розсмоктування заряду, який накопичився в базі, струм триває деякий час (час розсмоктування), а потім поступово спадає протягом часу спаду. Час + є час вимикання. У підсумку імпульс колекторного струму значно відрізняється за формою від прямокутного і розтягнутий в часі по порівнянні з вхідним імпульсом. Отже, сповільнюється процес включення і вимикання колекторної ланцюга, затягується час, протягом якого ця ланцюг знаходиться в замкнутому стані. Інакше кажучи, за рахунок інерційності процесів накопичення та розсмоктування з...
