Главная страница  Транзисторные схемы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 [ 157 ] 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

токах она доходит до десятков и сотен микровольт на градус. Таким образом, в диапазоне ±60° С можно добиться (подбором транзистора и режима) температурного дрейфа около 100 мкВ.

Не меньшую роль для усилителей постоянного тока играет временнйя стабильность напряжения UВ этом отношении приходится ориентироваться только на эксперимент, который показывает [151], что временной дрейф имеет индивидуальный характер у разных типов и экземпляров транзисторов. Как правило, р течение первых 1-2 ч работы дрейф может составить несколько милливольт, а в дальнейшем он лежит в пределах 50-200 мкВ.

Погрешность сдвига можно существенно (в 5-10 раз) уменьшить и, следовательно, повысить чувствительность прерывателя, если использовать балансные схемы [148, 121]. Пример такой схемы 1Г10казан на рис. 15-9. Принцип компенсации состоит в том, что в отсутствие входного сигнала = 0) потенциалы Up и Uq одинаковы и иык - 0. как и требуется для устранения погрешности сдвига. Равенство Up = Uq возможно при условиях Igi -

= -/э2 и Ugi = -Us2-

Поскольку один из транзисторов закрыт, а другой открыт, равенство модулей и одновременно различие в знаках величин /э и Ug могут быть

обеспечены только тогда, когда рабочая точка первого транзистора лежит на линии запирания в IV квадранте, а рабочая точка второго - на линии отпирания во II квадранте (см. рис. 15-8, б).

Суммарные сопротивления + и Rr + R должны быть одинаковыми, а их значение выбирается таким, чтобы линия нагрузки Rj. + Rg, проведенная из начала координат, обеспечила равенство \ Ua\ = Ui,\ или I / I = 1 1 на рис. 15-8. Такой выбор осуществляется графически или по приближенной формуле:

Rg+RrUc/Ic;

последняя получена из графического построения при условиях UclRKlc, UdRo>Ic.


Модулирующее напряжение -О О-

Рнс. 15-9.

Однотактный компенсированный прерыватель.

Для схемы ОЭ (см. рис. 15-8, а) рабочими квадрантами характеристик Удут соответственно II н IV.



Переходные процессы в прерывателях подчиняются общим законам динамики транзисторных ключей (см. § 15-5) и потому отдельно не рассматриваются. Некоторые особенности переходных процессов, а также дополнительные сведения о прерывателях можно найти в монографии [151].

15-4. МЕТОД ЗАРЯДА

Прежде чем анализировать переходные процессы в транзисторном ключе, рассмотрим метод, с помощью которого такой анализ проводится гораздо проще, чем при использовании уравнений непрерывности. В основе этого метода, назьшаемого методом заряда [153, 154], лежит условие нейтральности базы (см. § 1-7). Согласно этому условию в любой точке базы положительный и отрицательный заряды одинаковы и изменяются с одинаковой скоростью. В базе типа п положительный заряд обусловлен донорами и дырками, а отрицательный - только электронами. Следовательно, исходя из условия нейтральности, можно записать:

Q + Qp = Qn-Дифференцируя обе части по времени, получаем: dQ, dQ, dQ,

Здесь каждое слагаемое имеет размерность тока, и задача состоит в том, чтобы установить связь этих слагаемых с теми токами, которые задаются при расчете или могут быть вычислены.

Изменение заряда доноров Qд связано с изменением толщины базы или, что то же самое, ширины переходов. Иначе говоря, первое слагаемое равно сумме токов, перезаряжающих барьерные емкости:

rfQ dU, dU

- Са -г; г Ск

di dt dt

Изменение электронного заряда Q обусловлено тремя причинами: базовым током, рекомбинацией в базе и электронными составляющими токов 4 и / . Последние всегда отрицательны, так как в процессе инжекции электроны у х о д я т из базы. Рекомбинацион-ный ток тоже отрицателен, так как рекомбинация приводит к уменьшению числа электронов. Поскольку речь идет о рекомбинации неравновесных электронов, из формулы (1-516), интегрируя по объему, легко получить для этого тока значение -AQn/t, где AQ - неравновесный заряд электронов. Тогда в целом

dt €

Как видно, встационарном режиме (dQJdt= 0) ток базы состоит из двух компонентов, один из которых обусловлен рекомбинацией, а второй - электронными потоками через переходы. В нестационарном режиме добавляется третий компонент {dQJdt), обусловленный накоплением электронов в базе.



Здесь / - сумма электронных токов через переходы, причем токи могут быть обусловлены как инжекцией электронов в смежный слой, так и рекомбинацией в области переходов. Подставляя полученные значения производных в (15-23) и учитывая, что AQ = AQp, получаем следующее дифференциальное уравнение для неравновесного дырочного заряда:

dUg dUg dQ AQ

C- + C + T + -Y = -- (15-24a)

Первый член в левой части, а также ток / в правой части не всегда существенны. Поэтому практически пользуются уравнением

+ 1 + (15-246)

и еще более упрощенным его вариантом

+ 4- =/б, (15-24В)

в которых опущены индекс р и знак Д.

Удобство выражений (15-24) заключается в том, что они в отличие от уравнений непрерывности представляют собой обыкновенные дифференциапьные уравнения, решать которые проще: нужно знать только начальные условия.

Практическое использование метода заряда подразумевает еще наличие простой связи между тем внутренним параметром - зарядом, который получается из приведенных уравнений, и таким внешним параметром, как коллекторный ток, который обычно представляет главный интерес при анализе.

В активном режиме транзистора связь между неравновесным зарядом Q и током содержится в выражениях (4-62) и (4-136). Запишем их в следующем общем виде:

где т] = О для бездрейфовых транзисторов.

Переходя от времени пролета д/1 + т] к времени жизни т, можно записать (15-25а) в другой форме :

Qfh. (15-256)

Эта форма соответствует наиболее распространенной схеме ОЭ с усилительным параметром - коэффициентом р. Выражения (15-25) основаны на допущении о квазистационарном распре-Делении заряда в базе; во время коротких переходных процессов они дают большую погрешность. Поскольку любые возмущения

Связь мезвду временем диффузии (в общем случае - временем пролета) и временем жизни вытекает из соотношений (4-85) и (4-82).



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 [ 157 ] 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.