ТРАНЗИСТОРЫ на экран
.docТранзистор
Схемы транзисторных ключей
С общим эмиттером С общей базой С общим коллектором
Принцип действия каскада
.
Стабилизаторы малого напряжения
Токовые критерии насыщения
Iб>= Iбн = Iкн/β = Uп/(β*Rк), где β – коэффициент передачи тока базы, α – коэффициент передачи тока с на эмиттерный вход с общей базы;
β = α/(1-α);
Iкн = βIбн;
Uкэн = Uп — IкнRк;
Iкн = (Uп — Uкн)/Rк;
Uкн < 1В;
Iкн ~= Uп/Rк.
N = (Iб — Iбк)/Iбк = S - 1.
Распределение зарядов в базе биполярного транзистора
Эквивалентная схема ключа в режиме отсечки
Uвых = Uп - Iк0*Rк ~= Uп (Iк0 → 0)
Uбэ = - Ег + Iк0*(Rб+Rг)
Iк0.Т = Iк0*2(ΔT/T*), где ΔT — отклонение температуры от нормальной, Т* - температура удвоения (для кремния Т* = 8С).
Конструкция эпитаксиально-планарного транзистора
Эпитаксия — технологический процесс, представляющий собой выращивание монокристаллического кремния на поверхности монокристаллической подложки термическим разложением органического вещества, в состав которого входит кремний. Пентахлорид кремния.
Остаточные параметры насыщенного транзистора
Составной транзисторный ключ
Принципиальная схема составного транзисторного ключа
Состав:
-
VT1 ключ-звезда;
-
VT3 ключ ОК;
-
VT2 ключ ОЭ;
-
VD — вспомогательный диод, обеспечивающий запирание VT3.
Составной ключ
Eпом = -L diскв/dt
Характеристики сигнала
Искажения выходного сигнала
Многоэмиттерный транзистор
Предназначен для выполнения логических функций И-НЕ в элементе ТТЛ.
Топология МЭТ
Эквивалентная схема
Принцип действия МЭТ
ТТЛ
<p>
На все входы подан высокий уровень
Модификации элементов ТТЛ
Схема маломощного ТТЛ элемента
Параметр |
Маломощные |
Стандартные |
Мощные |
Название |
134 74L |
133/155 74 |
131 74Н |
Iпотр, мА |
0.2 |
2 |
4 |
tз.распростр.ф., нс |
33 |
13 |
6 |
А (энергия переключения), пДж |
6,6 |
26 |
24 |
Ключ с нелинейной обратной связью
Схема транзистора Шоттки
Конструкция транзистора Шоттки
Элементы ТТЛШ
Элементы КМДП
Полевые транзисторы
С каналом n-типа.
С каналом p-типа.
С встроенным каналом
С каналом n-типа.
С каналом p-типа.
С индуцированным каналом
С каналом n-типа.
С каналом p-типа.
.
Принцип действия
Ключи на МДП транзисторах
Ключ на p-канальном транзисторе
Недостатки:
-
Напряжение на выходе значительно меньше напряжения питания. Uвых 1= Uпит * Rс /(Rc + rк) = 10 /(10 + 1) * Uпит ≈ 0.9 Uпит. Rc = 10 кОм.
-
Рассеивание мощности на истоке. Экономичность мала.
Ключ на n-канальном транзисторе
Недостаток с точки зрения помехоустойчивости. Uвых0 = Uпит * rк / (Rc + rк) Невысокое быстродействие. Изменение заряда на емкости нагрузки происходит через пассивное сопротивление Rс (стока) в обоих ключах. Емкости затворов, паразитные емкости монтажа. Могут достигать десятков пФ. Rc = 10 кОм Сн = Свх + См = 30пФ. Tф01 = 2.2 * Rc * Cн = 2.2 * 10 * 103 * 30 * 10-12 = 0.66 мкс (fmax = 1.5 МГц); В микросхемотехнике не используются.
Инвертор КМДП. Комплементарный ключ
Принцип действия КМДП ключа
Двунаправленный ключ
Uвых = E * (Rн / (Ri + Rкл + Rн)
Особенность использования в аналоговых схемах
Типы реализаций логических элементов дополнительный
Эмиттерно-связанная логика
Транзисторная логика с непосредственными связями (ТЛНС)
Интегральная инжекционнаялогика
Спец материал радиаппаратчикам
9.2.1. Геометрия биполярного транзистора СВЧ
Рис. 3.1 Устройство биполярного СВЧ-транзистора.
Рис. 3.2. Структуры СВЧ-транзисторов: а — гребенчатая; б — многоэмиттерная; 1 — вывод эмиттера; 2 — вывод базы
Рис. 3.3. СВЧ-транзисторы с ленточными выводами в металлокерамических корпусах.
9.2.2. Основные характеристики и параметры СВЧ транзисторов
9.2.2.1. Граничная частота
, (9.1)
где
(9.2)
где tэ — время зарядки барьерной емкости эмиттерного перехода Сэ; tб — время пролета носителей заряда через базовую область; tкп — время задержки в коллекторном переходе, связанное с временем пролета;tк — время зарядки емкости коллекторного перехода.
Время перезарядки емкости эмиттерного перехода определяется как:
, (9.3)
где rэ - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода; jт - температурный потенциал, Iэ- рабочий ток.
(9.4)
где lк - ширина коллекторного перехода, а скорость дрейфа принята равной скорости насыщения vнас.
(9.5)
9.2.2.2. Коэффициент усиления и максимальная частота генерации
(9.6)
где rб — объемное сопротивление базы; CК — емкость коллекторного перехода;a0 — коэф-фициент передачи тока эмиттера (h21б).
:
(9.7)
(9.8)
9.2.2.3. Коэффициент шума
(9.9)
где Pш — мощность теплового шума в сопротивлении rг , Pшc — мощность собственных шумов транзистора.
Рис. 9.4. Зависимость коэффициента шума от частоты
9.3. Высокочастотные полевые транзисторы. Геометрия, характеристики и параметры
Рис. 9.5. Структура полевого СВЧ-транзистора с затвором Шоттки (а), топологическая схема транзистора гребенчатого типа (б) и транзистора с двумя выводами затвора (в):1-подложка; 2 - канал; 3 - области n+ - вывода истока и стока;4 - исток; 5 - затвор; 6 - сток; 7 -обедненная область
(9.10)
где tпр - время пролета электронов через канал.
tпр = L/vнас. (9.11)
где L — длина канала; L = l1 + l2 +l3 ;
(9.12)
где Rcи - дифференциальное выходное сопротивление, Rзи - сопротивление части канала между истоком и затвором, неперекрытой обедненным слоем барьера Шоттки
Определяем частоту fтax из условия Кр (fmах) = 1:
(9.13)
(9.14)
где S - крутизна транзистора, rз—сопротивление металлизации затвора, Rи- сопротивление части эпитаксиального n-слоя на участках И-3, которые включает в себя сопротивления контактов И.