Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы (n— электронный тип примесной проводимости, p — дырочный). В биполярном транзисторе, в отличие от других разновидностей, основными носителями являются и электроны, и дырки.
Устройство и принцип действия
Биполярный транзистор состоит из трех различным образом легированных полупроводниковых зон: эмиттера E, базы B и коллектора C. В зависимости от типа проводимости этих зон различают NPN (эмиттер − n-полупроводник, база − p-полупроводник, коллектор − n-полупроводник) и PNP транзисторы. К каждой из зон подведены проводящие контакты. База расположена между эмиттером и коллектором и изготовлена из слаболегированного полупроводника, обладающего большим сопротивлением. Общая площадь контакта база-эмиттер значительно меньше площади контакта коллектор-база, поэтому биполярный транзистор общего вида является несимметричным устройством (невозможно путем изменения полярности подключения поменять местами эмиттер и коллектор и получить в результате абсолютно аналогичный исходному биполярный транзистор).
1. Входные характеристики – это зависимость входного тока от входного напряжения при постоянстве напряжения на выходе:
 ;
| (3.22) |
2. Выходные характеристики – это зависимость выходного тока от выходного напряжения при фиксированном значении входного тока:
 ;
| (3.23) |
Усилители электрических сигналов. Класификация и основные параметры усилителей.
Обратные связи в усилителях. Коэффициент усиления усилителя, охваченного обратной отрицательной связью.
Понятие операционного усилителя. Основные схемы на ОУ: инвертирующий масштабный усилитель, неинвертирующий масштабный усилитель, повторитель напряжения, инвертирующий сумматор напряжений, компаратор напряжений.
Схемы включения
Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:
Коэффициент усиления по току Iвых/Iвх.
Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх
Схема включения с общей базой
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iк/Iэ=α [α<1]
Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iэ.
Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и не превышает 100 Ом для маломощных транзисторов, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.
Недостатки схемы с общей базой:
малое усиление по току, так как α < 1
Малое входное сопротивление
Два разных источника напряжения для питания.
Достоинства:
Хорошие температурные и частотные свойства.
Высокое допустимое напряжение
Схема включения с общим эмиттером
I вых = I к
I вх = I б
U вх = U бэ
U вых = U кэ
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iк/Iб=Iк/Iэ-Iк = α/1-α = ß [ß>>1]
Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iб
Достоинства:
Большой коэффициент усиления по току
Большой коэффициент усиления по напряжению
Наибольшее усиление мощности
Можно обойтись одним источником питания
Выходное переменное напряжение инвертируется относительно входного.
Недостатки:
Худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой
Схема с общим коллектором
I вых = I э
I вх = I б
U вх = U бк
U вых = U кэ
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iэ/Iб=Iэ/Iэ-Iк = 1/1-α = ß [ß>>1]
Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Iвх=(Uбэ+Uвых)/Iб
Достоинства:
Большое входное сопротивление
Малое выходное сопротивление
Недостатки:
Коэффициент усиления по напряжению меньше 1.
Схему с таким включением также называют «эмиттерным повторителем»
Основные схемы выпрямления переменного тока: однополупериодный выпрямитель, двухполупериодный выпрямитель со средней точкой трансформатора, двухполупериодный выпрямитель по мостовой схеме, выпрямитель с удвоением напряжения.
