Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Параметри напівпровідникових приладів та режими їх роботи




Для випрямних низькочастотних діодів характерні електричний і експлу-

 

атаційний режими та статичні і динамічні параметри.

 

До основних статичних параметрів діодів відносять:

 

-прямий спад напруги-Uпр при заданому прямому струмові-Iпр;

 

постійний зворотній струм—Ізв,при заданій зворотній напрузі—Uзв.

 

Динамічними параметрами випрямного діоду є середнє за період значення

 

випрямленого струму—Ів.ср;середнє значення прямої напруги—Uпр.ср;

 

середнє значення зворотнього струму за період—Ізв.ср.,значення середнє

 

зворотньої напруги—Uзв.ср. за період змінного струму.

 

Гранична частота,на якій випрямлений струм зменшуеться до встановлено-

 

го рівня—f гр,вона залежить від площі переходу і часу життя носіїв заряду.

 

До параметрів електричного режиму діодів відносять:

 

--диференційний опір діоду—Rдиф,Ом;

 

--ємкість діоду—Сд, пФ.

 

Параметри експлуатаційного режиму:

 

Максимально допустимий струм діоду—Іпр.макс.,мА,А;

 

Допустиме максимальне значення зворотньої напруги—Uзв.доп.,В;

 

Максимально допустима потужність розсіювана діодом—Рмакс.,Вт,кВт;

 

Максимальна і мінімальна температури середовища де експлуатується

 

діод—Тмакс. і Тмін.,град.

 

Високочастотні діоди призначені для перетворення(нелінійного) елекричних

 

сигналів від десятків до сотень мегагерц( детектори,відеодетектори,змішувачі

сигналів,обмежувачі ВЧ сигналів,керовані нелінійні резистори,комутатори

 

сигналів).

 

Достатньо широко застосовують фотогальванічні приймачі випромінювання

 

без внутрішнього підсилення--- фотодіоди.

 

Фоточутливий елемент фотодіоду має структуру звичайного напіпровіднико-

 

вого діоду,але вмикається на зворотню напругу зовнішнього джерела постій-

 

ного струму-- фотодіодний режим.Параметри фотодіоду:

 

інтегральна чутливість: S=Iф/Ф мкА/лм: ( 1)

 

де, Іф-фотострум фотодіоду,мкА;

 

Ф-світловий потік,лм;

Іт-темновий струм при Ф=0;

 

довговічність фотодіоду-термін служби при нормальних умовах експлуатації,

 

годин.

 

Для вимірювання інтегральної чутливості фотодіодів використовують люксмет-

 

ри,які вимірюють освітленість об'єкту,а фотострум—мікроамперметром класу

 

точності не менше 0,5.

 

В схемах сигналізації,оптоелектроніки,автоматики широко використовують

 

світлодіоди—напівпровідникові прилади на основі кремнію,галію,миш'яку в

 



яких рекомбінація неосновних носіїв заряду з основними при вмиканні р-n

 

переходу на пряму напругу супроводжується оптичним випрмінюванням

 

певного спектру( в інфрачервоній,видимій або ультрафіолетовій частині

 

спектру випрмінювання).Експлуатаційні параметри світлодіодів:яскравість

 

світіння,постійна пряма напруга-Uпр,повна потужність випрмінювання-Р,Вт;

 

Ширина діаграми направленості світлового випромінювання,(град.).

 

Для біполярних транзисторів характерні параметри постійного і змінного стру-

 

мів.

 

Параметри постійного струму характеризують величини некерованих струмів-

 

транзистора,зв'язаних із зворотніми струмами р-n переходів.

 

Зворотній струм колектора-Ікб0-струм через зворотньозміщений перехід колек-

 

тор-база при розімкнутому колекторі і заданій напрузі на колекторі.

 

Зворотній струм емітера Іеб0-струм через зворотньозміщений перехід емітер-база

 

при розімкнутому колекторі і заданій напрузі на колекторі.

 

Обидва струми залежать від температури тому їх називають температурни-

Ми.

Одним із основних параметрів транзистора є коефіцієнт передачі струму,який до-

 

рівнює відношенню прирощень струмів колектора і емітера при постійній напрузі

 

на колекторі:

 

α =ΔІк/ΔІе<1, (a=0,95...0,99) ( 2 )

 

Враховуючи,що струм Ікб0 малий,струм колектора буде:

 

Ік=αІе +Ікб.0, Ік=αІе. ( 3 )

 

Тоді транзистор слід розглядати як керований прилад,так як величина його струму



 

колектора залежить переважно від струму емітера-Іе.

 

Незалежно від схеми вмикання транзистори характеризються коефіцієнтом прямої

 

передачі струму,який являє собою відношення прирощення вихідного струму до

 

визваного прирощенням вхідного струму при постійній напрузі у вихідному колі.

 

З врахуванням ( 2 ) для схеми вмикання із спільною базою таким коефіцієнтом мо-

 

же служити коефіцієнт передачі струму емітера:

 

ɑ=ΔІвих/ΔІвх=ΔІк/ΔІе, Ек=постійне, ( 4 ).

 

В схемі із спільним емітером,вхідний сигнал приклалається до виводів бази і емі-

 

ра,а джерело живлення колектора між виводами колектора і емітера,тоді емітер є

 

спільним електродом для вхідного та вихідного кіл транзистора.

 

Основною особливістю схеми із спільним емітером є те, що вхідним струмом в ній

 

є малий струм бази, а вихідним значний струм колектора.

 

Тоді коефіцієнт прямої передачі струму для схеми із спільним емітером буде:

 

β= Δ Івих/ Δ Івх= Δ Ік /Δ Іб ( 5 )

 

Знайдемо співвідношення між α і β. Для цього використаємо рівність:

 

Δіб= ΔІе-- Δ Ік і підставимо його замість ΔІб в формулу ( 6 ):

 

β=ΔІк/Δ Іб=ΔІк/ΔІе- ІкΔ=1/ΔІе/ΔІк-1=ɑ/1-ɑ,так як Δіе/ΔІк=1/α, ( 7 ).

 

Малосигнальні параметри транзистора—це сигнали збільшення амплітуди, яких на

 

50% збільшує вимірюваний параметр на малу величину,яка не перевищує його зна-

 

чення<10% при заданому ступеню точності.

 

У цьому випадку є можливість розглядати транзистор як лінійний активний неси-

 

метричний чотириполюсник.

 

Особливістю цього чотириполюсника є те,що один із зажимів є спільним для входу

 

і виходу,відповідно із спільними:базою,емітером або колектором.

 

До малосигнальних відносять h-параметри(переважно для сигналів низьких частот).

Розглянемо фізичну суть h-параметрів, як приклад,для схеми вмикання транзистора

 

із спільним емітером:

 

h11=U1/І1-вхідний опір,при короткому замиканні виходу(U2=0);

 

h12=U1/U2-коефіцієнт зворотнього звязкку за напругою при розімкнутому вході;

 

h21=І2/І1- коефіцієнт передачі струму при короткому замиканні виходу (U2=0);

 

h22=І2/U2-вихідна електропровідність при розімкнутому вході за змінним струмом.

 

Заради зручності в довідниках, для найчастіше вимірюваних коефіцієнтів підсилен-

 

ня за струмом в схемах із спільними базою та емітером прийняті такі позначення:

 

h21б= --α; β=h21е; зв'язок між β і α,β=α/1-α для f=270...1000 Гц.

 

Для аналітичного розрахунку h-параметрів транзисторів користуються вхідними і

 

вихідними характеристиками—вольтамперними залежностями відповідно між вхі-

 

дними та вихідними напругами і струмами.

 

Вольтамперні характеристики вміщають в себе інформацію про властивості прила-

 

ду у всіх режимах роботи на великих і малих сигналах та зв'язок параметрів між

 

собою.

 

За вольтамперними характеристиками можливо визначити ряд параметрів,які не

 

приводяться в довідниках,а також провести розрахунок кіл зміщення,стабілізації

 

режиму,оцінку роботи транзистора в широкому діапазоні імпульсних і постійних

 

струмів,напруг та потужностей.

 

Найчастіше використовують два сімейства ВАХ:вхідні та вихідні.

 

Вхідні характеристики графічно відображають залежність вхідного струму (бази

 

або емітера) від напрруги між базою і емітером при фіксовому значенні напруги

 

на колекторі.

Вхідними (базовими) характеристиками для схеми вмикання транзистора із

 

спільним емітером,вхідним струмом є струм бази, а вхідною напругою буде

 

напруга база-емітер Uбе при фіксованих значеннях напруги на колекторі-Uке.

 

Вихідні характеристики(колекторні)транзистора—графічні залежності стрму

 

колектору від напруги між колектором і емітером-Ік=f(Uке) при Іб=const.

 

Тиристори—напівпровідниковий прилад сендвічної структури з чергуванням

 

р-n шарів,працює як комутаційний елемет автоматики подачі струмів від оди-

 

ниць десятків міліампер до тисяч ампер.

 

Розрізняють діодні (динистори) та тріодні (тринистори) тиристори.

 

Динистори використовують як порогові комутатори з фіксованими значеннями

 

струмів або напруг,триністори—працюють переважно в імпульсному режимі

 

в перетворювачах частоти змінних струмів,в керованих випрямлячах одно- та

 

трифазного струму промислової та підвищеної частоти,в інверторах і т.п.

 

Основними параметрами тиристорів є:

 

-напруга вмикання—значення анодної напруги ,при якій можливе вмикання тири-

 

стора при розімкнутому колі керуючого електроду;

 

-залишкова напруга-значення напрруги на тиристорі при максимальному анодно-

 

му струмові;

 

-струм вимикання-мінімальнй прямий струм через триністор при Ікер=0;

 

-зворотній струм-струм витоку,який виникає при максимальній зворотній напрузі;

 

-час вмикання—час з моменту подачі пускового імпульсу за який тиристор вмика-

 

ється в роботу;

час вимикання—мінімальний час за який тиристор вимикається, Іапр=0.

 


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2018 год. (0.014 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал