ними діодами. Таке поєднання транзистора і діода будемо називати транзисторним ключем.
В даний час існує безліч різних типів транзисторів. На малюнку 6.1 наведено класифікацію основних типів транзисторів.
Транзистори за принципом дії поділяються на біполярні (керовані струмом), уніполярні (керовані електричним полем або польові) та/GST-транзистори. Абревіатура IGBT - це скорочення назви Insulated gate bipolar transistor. У перекладі це означає біполярний транзистор з ізольованим затвором (БТІЗ).
У біполярних транзисторах струм визначається рухом носіїв зарядів обох знаків: електронів і дірок, тому вони називаються біполярними.
У польових транзисторах струм визначається шириною провідного каналу, по якому рухаються носії зарядів одного знака, звідси їх інша назва - уніполярні.
IGBT-транзистори є гібридними, в них поєднуються позитивні властивості біполярних і польових транзисторів.
Біполярні транзистори містять три чергуються шару з різним типом провідності. Середній шар структури називається базою. Крайній шар, що є джерелом носіїв заряду, називається емітером. Інший крайній шар, який приймає заряди, називається колектором. Залежно від порядку їх чергування біполярні транзистори діляться на транзистори типу npn і pnp.
Польові транзистори (ПТ) діляться за принципом дії на ПТ із затвором у вигляді pn-переходу і на ПТ з ізольованим затвором (ПТІЗ). Останні з їхньої структурі називають також МОП-транзисторами.
Електрод, з якого виходять основні носії, називається витоком. Електрод, куди приходять основні носії, називається стоком. Від витоку до стоку носії рухаються по каналу. Електрод, регулюючий ширину каналу, називається затвором.
МОП-транзистори можуть бути виконані з вбудованим і з індукованим каналом. МОП-транзистори з вбудованим каналом при відсутності керуючого сигналу відкриті (нормально відкриті). МОП-транзистори з індукованим каналом при відсутності керуючого сигналу закриті (нормально закриті).
З польових транзисторів МОП-транзистори з індукованим каналом отримали найбільше застосування в перетворювальної техніки.
В залежності від типу напівпровідника, з якого виконаний канал, ПТ діляться на ПТ з каналом n-типу та ПТ з каналом p-типу. Біполярні транзистори з ізольованим затвором (БТІЗ) або, як вони скорочено називаються по-англійськи / GBT , являють собою гібрид біполярного транзистора і ПТІЗ, що поєднує їх кращі властивості. БТІЗ - це складна багатошарова структура і процеси в ній досить складні. Тому на малюнку 6.2 приведена дуже спрощена схема заміщення. При подачі на затвор З напруги, позитивного відносно точки Е, ПТІЗ відкривається і починає проходити струм від точки К через емітерний-базовий перехід біполярного транзистора і відкритий ПТІЗ до точки Е. При цьому відкривається біполярний транзистор, через який проходить струм від точки К до точки Е. Буквами Е, К, З позначені емітер, колектор і затвор БТІЗ. БТІЗ можуть працювати тільки в ключовому режимі.
БТІЗ в даний час набули найбільшого поширення в пристроях силової електроніки при потужностях від сотень Вт до тисячі кВт.
6.2 Основні статичні характеристики транзисторів
Сімейство вихідних ВАХ I к=f (U к) Iб=const для схеми з загальним емітером. Характеристика при I б=- I до0 відповідає подачі на базу замикаючої напруги. Нанесена дозволена область роботи транзистора, обмежена допустимою напругою, допустимим струмом і кривої допустимої потужності. Для опису підсилювальних властивостей часто використовують характеристику прямої передачі по струму.
Вихідні I з=f (U с) UЗ=const та передавальні (стоко-затворні) I з=f (U з) Uc=const характеристики для ПТІЗ індукованим каналом для схеми включення із загальним витоком. Інші схеми включення практично не застосовуються.
Вихідні характеристики ПТІЗ схожі на характеристики біполярних (малюнок 6.4). Але замість струму бази у них параметром є напруга на затворі U з, а замість струму колектора I до і напруги на колекторі U к - струм стоку I c і напруга на стоці U c.
Вихідні характеристики БТІЗ схожі на характеристики ПТІЗ, але на ділянці насичення вони йдуть значно крутіше. Це обумовлює значно менше падіння напруги в ключовому режимі. Передавальні характеристики аналогічні.
У ключовому режимі робоча точка може знаходитися тільки в двох положеннях - у точці відсічення О і в точці насичення Н.
У точці відсічення транзистор замкнений, і через нього проходить дуже маленький струм I до0. Тому, незважаючи на значне напруження...
