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

приведенное (ко входу) напряжение шумов получается из

соотношения U/R= Р , и для вариантов (4-П5а) и (4-1156) имеет вид:

1/ = ]/ 4АГ И*1п= 2-10-1

(4-116а) (4-1166)

Для тех же параметров, что и в предыдущих,примерах, и при R - 500 Ом получим соответственно (/щ =t= 1,3 мкВ и (/щ === 1.8 мкВ.

4-10. СОСТАВНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Для того чтобы повысить значение коэффициента усиления р, нужно согласно (4-75) уменьшить толщину базы, что, конечно, представляет трудности технологического характера. МежДу тем, соединяя определенным образом два транзистора, можно резко повысить коэффициент усиления такой комбинации, рассматриваемой

\1зг

fr*, и 1

3-4-

(1Щ)Мг)1б\

Рис. 4-32. Составной транзистор (а) и его эквивалентная схеМа (б).

как единое целое. Такая комбинация (часто выполняемая на одной пластине с внутренними соединениями и тремя внешними выводами) называется составным транзистором или схемой Дарлингтона (рис. 4-32, а).

По1Сажем, что составной транзистор действительно имеет коэффициент р, значительно больший, чем у обоих его компонентов. Задавая приращение тока d/g = d/ei, получаем:

d4i = (l+Pi)d/6 = rf/62; ......

= dU + rf/ a = Pi d/б -f p2 [(1 -f Pi)

Деля d/к на d/g, находим результирующий дифференциальный коэффициент,передачи:

Px=Pi + P2 + PiP2. . (4-117а)



Поскольку всегда Р > 1, можно считать:

PsPiPi!- (4-П76)

Значение р может составлять несколько тысяч при использовании рядовых транзисторов.

Следует подчеркнуть, что различие коэффициентов Pf и Рг может иметь место даже в случае однотипных транзисторов, поскольку ток /да в 1 -Ь Рг раз больше тока Igf (это вытекает из очевидного равенства /ба = эх)- Различие в токах сказьшается также на величинах сопротивлений и [см. (4-22) и (4-24)]. Токи обоих транзисторов можно выровнять, задавая в узловую точку - ток, близкий к (см. рис. 9-7). Тогда параметры обоих транзисторов, в том числе коэффициенты Р, будут почти одинаковыми.

Воспользовавшись эквивалентной схемой на рис. 4-32, б, рассмотрим сопротивления эмиттерного и коллекторного переходов составного транзистора. Пренебрегая сначала сопротивлениями Гк и считая Гб2 = Гб1, определим результирующее сопротивление Гэ£ из соотношения (4-103а). Для этого нужно предварительно найти параметр Нц, т. е. входное сопротивление составного транзистора при коротком замыкании на выходе. После этого, учитывая (4-117а), легко получить:

rgs = /-b. + -fJg2rg,. (4-118а)

Результирующее сопротивление коллектора rZs определяется из соотношения (4-103г) как где - выходная проводимость при холостом ходе на входе, т. е. при /б = О (это означает, что в схеме на рис. 4-32, б отсутствует генератор Pi/e). Полагая Для простоты = О (что не приводит к заметной ошибке), легко найти токи в трех оставшихся ветвях схемы при подаче напряжения U. Складывая эти токи и пренебрегая суммой г + rz по сравнению с rti, приходим к следующему выражению.:

1+р2

(4-1186)

Приближения в формулах (4-118) основаны на отмеченном выше различии токов Ii и /gg. В случае одинаковых токов можно считать

Гэ2 ~ Гд2 и Гк£ Г2/(1 + Ра)-

Наконец, оценим результирующий тепловой ток составного транзистора. Введя генераторы 7*01 и 7*02 в схему на рис. 4-32, б, пренебрегая сопротивлениями и полагая 7б = О (а следовательно, и Pi76 = 0),. легко убедиться, что коллекторный Ток будет состоять из трех компонентов: 7*oi, 7*о2 и P27koi; тогда

702 = 7 ,-f(l+P2) 7*01. (4-118в)

Ясно, что тепловой ток в составном транзисторе больше, чем в каждом из компонентов. Этот серьезный недостаток затрудняет

Здесь и далее символ означает параллельное соединение соответствующих сопротивлений.



использование германиевых составных транзисторов при повышенных температурах. В случае кремниевых транзисторов такие затруднения не возникают.

Число компонентов составного транзистора может быть равно не только двум, но и трем. Более подробно составные транзисторы рассмотрены в работе [73].

4-11. ДОПУСТИМАЯ МОЩНОСТЬ И ОСОБЕННОСТИ МОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Поскольку в активном режиме токи и почти одинаковы, а напряжение 11 значительно больше, чем U, то основная часть мощности потерь выделяется в области коллекторного перехода. Каждый транзистор характеризуется предельно допустимой температурой перехода, при превышении которой параметры резко ухудшаются. Исходя из соотношения (2-41), легко прийти к следующей зависимости между допустимой мощностью рассеяния, допустимой температурой перехода и температурой окружающей среды:

Рдоп = 5Р. . (4-119)

где Rt - тепловое сопротивление переход-среда, которре, как и величина Гпер.доп. указывается в справочниках. Типичным значением Rt для маломощных транзисторов является 0,5-0,7 °С/мВт. Для мощных транзисторов это значение в десятйи раз меньше. Типичными значениями Гпер.доп являются 150-200 °С для кремния и 90-100° С для германия.

Из формулы (4-Г19) следует, что допустимая мощность уменьшается с ростом окружающей температуры и что главным путем повыпгения мощности является уменьшение сопротивления Rt, т. е. улучшение теплоотвода.

Мощные транзисторы характерны большими рабочими токами и соответственно большими площадями р-п переходов (до 1 см ). И тот, и другой фактор отражаются на значении основных параметров и придают мощным транзисторам определенную специфику.

Так, при большой площади переходов трудно реализовать тонкую базу, особенно сплавным методом, а это согласно (4-54) приводит к сравнительно низкой предельной частоте /х- У мощных сплавных транзисторов частота не превышает 100-200 кГц, но даже удрейфовых мощных транзисторов, у которых частота /х достигает 50-100 МГц, она все же ниже, чем у маломощных дрейфовых транзисторов, у которых в настоящее время достигнуты. значения /т., составляющие несколько гигагерц. Кроме того, коллекторная емкость у мощных транзисторов может составлять сотни пикофарад, так что в целом мощные транзисторы являются сравнительно низкочастотными.

Большие рабочие токи приводят к резкому уменьшению сопротивлений Гд и Гк. Из выражения (4-22) следует, что при токе больше



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.