Однопереходные транзисторы
Принцип действия
Однопереходный транзистор или, как его еще называют, двухбазовый диод,
представляет собой трехэлектродный полупроводниковый прибор с одним р-n
переходом. Структура его условно показана на рис. 1, а, условное графическое
обозначение в схемах — на рис. 1, б.
Основой однопереходного транзистора является кристалл полупроводника
(например, с проводимостью n-типа), называемый базой. На концах кристалла
имеются омические контакты Б1 и БЗ, между которыми расположена область, имеющая
выпрямляющий контакт с полупроводником р-типа, выполняющим роль эмиттера.
Принцип действия однопероходного транзистора удобно рассмотреть, пользуясь
простейшей эквивалентной схемой (рис. 1, в), где RБ1 и RБ2
— сопротивления между соответствующими выводами базы и эмиттером, а Д1—
эмиттерный р-п переход. Ток, протекающий через сопротивления RБ1 и RБ2,
создает на первом из них падение напряжения, смещающее диод Д1 в обратном
направлении. Если напряжение на змиттере Uэ меньше падения напряжения на
сопротивлении RБ1, диод Д1 закрыт, и через него течет только ток
утечки. Когда же напряжение UЭ становится выше напряжения на
сопротивлении RБ1, диод начинает пропускать ток в прямом направлении.
При этом сопротивление RБ1 уменьшается, что приводит к увеличению
тока в цепи Д1 RБ1, а это, в свою очередь, вызывает дальнейшее
уменьшение сопротивления RБ1. Этот процесс протекает лавинообразно.
Сопротивление RБ1 уменьшается быстрее, чем увеличивается ток через
р-п переход, в результате на вольт-амперной характеристике однопереходного
транзистора (рис. 2), появляется область отрицательного сопротивления (кривая
1). При дальнейшем увеличении тока зависимость сопротивления RБ1 от
тока через р-п переход уменьшается, и при значениях, больших некоторой величины
( Iвыкл) оно не зависит от тока (область насыщения).
При уменьшении напряжения смещения Uсм вольт-амперпая характеристика
смещается влево (кривая 2) и при отсутствии его обращается в характеристику
открытого р-п перехода (кривая 3).
Основными параметрами однопереходных транзисторов, характеризующими их как
элементы схем, являются:
межбазовое сопротивление RБ1Б2 — сопротивление между выводами
баз при отключенном эмиттере;
коэффициент передачи :
характеризующий напряжение переключения;
напряжение срабатывания Ucp— минимальное напряжение на эмиттерном
переходе, необходимое для перевода прибора из состояния с большим сопротивлением
в состояние с отрицательным сопротивлением;
ток включения Iвкл — минимальный ток, необходимый для включения
однопереходного транзистора, то есть перевода его в область отрицательного
сопротивления;
ток выключения Iвыкл —наименьший эмиттерный ток, удерживающий транзистор
во включенном состоянии;
напряжение выключения Uвыкл— напряжение на эмиттерном переходе при токе
через него, равном Iвыкл;
обратный ток эмиттера Iэо — ток утечки закрытого эмиттерного
перехода.
Эквивалент однопереходного транзистора может быть построен из двух обычных
транзисторов с разным типом проводимости, как показано на рис. 3.
Здесь ток, протекающий через делитель, состоящий из резисторов R1 и R2,
создает на втором из них падение напряжения, закрывающее эмиттерныи переход
транзистора Т1. При увеличении напряжения на эмиттере транзистор Т1 начинает
пропускать ток в базу транзистора Т2, в результате чего он также открывается.
Это приводит к снижению напряжения на базе транзистора Т1, что, в свою очередь,
вызывает еще большее открывание его и т. д. Другими словами, процесс открывания
транзисторов в таком устройстве также протекает лавинообразно и вольтамперная
характеристика устройства имеет вид, аналогичный характеристике однопереходного
транзистора.
Далее
В. КОНЯЕВ, В. РЕПИН
|
