Устройство и основные физические процессы биполярного транзистора
Маркировка и система обозначений тиристоров
Первый элемент (буква или цифра) обозначает исходный материал:
Г, или 1, - германий;
К, или 2, - кремний;
А, или 3, - арсенид галлия.
Второй элемент (буква) – вид прибора:
Н – диодный тиристор (динистор);
У – триодный тиристор (тринистор).
Третий элемент (число) – основные функциональные возможности и номер разработки:
От 101 до 199 – диодные и не запираемые триодные тиристоры малой мощности (Iос ср < 0,3,Iос ср – средний ток в открытом состоянии);
От 201 до 299 – диодные и не запираемые триодные тиристоры средней мощности Iос ср от 0,3 до 10 А;
От 301 до 399 – триодные запираемые тиристоры малой мощности Iос ср менее 0,3 А;
От 401 до 499 – триодные запираемые тиристоры средней мощности Iщс ср от 0,3 до 10 А;
От 501 до 599 – симметричные не запираемые тиристоры малой емкости Iос ср менее 0,3 А;
От 601 до 699 – симметричные не запираемые тиристоры средней мощности Iос ср от 0,3 до 10 А.
ГОСТ 20859.1 – 89.
Первый элемент (буква), обозначающий вид прибора:
Т – тиристор;
ТЛ – лавинный тиристор;
ТС – симметричный тиристор (симистор);
ТО – оптотиристор;
ТЗ – запираемый тиристор;
ТБК – комбинированно выключаемый тиристор;
ТД – тиристор – диод.
Втрой элемент – буква, обозначающая подвид тиристора по коммуникационным характеристикам:
Ч – высокочастотный (быстро включающийся тиристор;
Б – быстродействующий;
И – импульсный тиристор.
Третий элемент – цифра от 1 до 9, обозначающая порядковый номер разработки.
Четвертый элемент – цифра от 1 до 9, обозначающая классификационный размер корпуса прибора;
Пятый элемент – цифра от 1 до 9, обозначающая конструктивное исполнение.
Шестой элемент – число, равное значению максимально допустимого среднего тока в открытом состоянии для тиристоров, лавинных тиристоров, оптотиристоров, комбинированно включаемых тиристоров, максимально допустимого импульсного тока для импульсных тиристоров, максимально допустимого действующего тока для симисторов и импульсного тока для запираемых тиристоров. Для тиристоров - диодов шестой элемент состоит из дроби, в числителе которой – значение максимально допустимого среднего тока в открытом состоянии, а в знаменателе – значение максимально допустимого среднего тока в обратном проводящем состоянии.
Седьмой элемент – буква Х для приборов с обратной полярностью (основание корпуса – катод).
Восьмой элемент – число, обозначающее класс по повторяющемуся импульсному напряжению в закрытом состоянии (сотни вольт).
Девятый элемент – группа цифр, обозначающая сочетание классификационных параметров.
Пример: ТЛ 175 – 320 – 10 - 6
Глава 4. Биполярные транзисторы (БТ)
Биполярный транзистор (БТ) – ПП с двумя взаимодействующими переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции не основных носителей заряда.
Резкое увеличение диффузии ОН через переход, при котором в каждую из областей вводятся дополнительные НЗ, являющиеся для нее НН, называется инжекцией (прямое включение p-n перехода).
Снижение диффузии ОН, при котором в каждую область вводится небольшое количество НЗ, являющиеся для нее ОН, называется экстракцией.
Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый кристалл, имеющий три области с чередующимся типом проводимости. Две крайние области имеют одинаковый тип проводимости, а средняя, находящаяся между ними, - противоположный. Согласно структуре существуют транзисторы структур p-n-p и n-p-n (рис.15 и 16)
Рис. 15 БТ типа n-p-n
| 
Рис. 16 БТ типа p-n-p
|
.
Концентрация ОН в трех областях различна по своей величине. В соответствии с концентрацией ОН и процессами, происходящими в транзисторе, области называют эмиттер (Э), база (Б), коллектор (К), таким образом, создаются два p-n перехода: эмиттерный (ЭП) – между эмиттером и базой и коллекторный (КП) – между коллектором и базой.
При использовании транзисторов в качестве элементов схем к каждому его p-n переходу подключается внешнее постоянное напряжение, смещающее переход в том или ином направлении.
Имеются три основных режима работы транзисторов:
- активный, когда эмиттерный переход смещают в прямом направлении, а коллекторный – в обратном ((рис.17);
- насыщения, когда оба перехода смещены в прямом направлении;
- отсечки, когда оба перехода смещены в обратном направлении.
Рис. 17 Схема включения БТ по схеме с общей базой в активном режиме
При этом через p-n переходы протекают токи, которые находятся межу собой в следующих соотношениях как показано на энергетической диаграмме (рис.18):
Iэ = Iк + Iб; Iб << Iк; Iэ = Iк.
|  | |||
Рис. 18 Энергетическая диаграмма распределения носителей зарядов БТ в активном режиме
Выводы
1. Биполярный транзистор (БТ) – ПП с двумя взаимодействующими переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции не основных носителей заряда.
2. При прямом включении p-n перехода возникает явление инжекции.
3. При обратном включении p-n перехода возникает явление экстракции.
4. При использовании транзисторов в качестве элементов схем к каждому его p-n переходу подключается внешнее постоянное напряжение, смещающее переход в том или ином направлении.
5. Биполярный транзистор может работать в трех режимах: активном, насыщения и отсечки.
Контрольные вопросы
1. Для чего предназначен биполярный транзистор?
2. Какова структура биполярного транзистора?
3. Как должны быть подключены внешние источники питания для активного режима, режима отсечки, режима насыщения?
4. В каком соотношении находятся величины токов, протекающих через p-n переходы?