Работа транзистора в импульсном режиме

 

Работа транзистора в качестве усилителя малых импульсных сигналов в принципе ничем не отличается от работы транзистора как усилителя малых синусоидальных сигналов. Импульс можно в виде суммы ряда гармонических составляющих и, зная частотные свойства транзистора, определить искажения формы импульса, которые могут происходить при усилении. Особый режим работы имеет место в том случае, когда рабочая точка перемещается в значительной области в значительной области выходных характеристик от одного края области к другому. Транзистор может при этом работать в трёх основных режимах (рис.1.23,б):

1.Режим насыщения (точка А). В этом режиме транзистор полностью открыт и протекающий ток равен максимальному значению: .

2.Режим отсечки (точка В). В этом режиме транзистор заперт и ток его близок к нулю.

3.Активный режим - режим работы транзистора, при котором транзистор обладает активными свойствами, т.е способен обеспечивать усиление по мощности. В этом режиме рабочая точка лежит между точками А и В.

Скорость перехода транзистора из открытого состояния в закрытое и обратно главным образом зависит от переходных процессов в базе, связанных с накоплением и рассасыванием неравновесных носителей зарядов. На вход транзистора подаётся управляющий сигнал в виде скачков напряжения, замыкающих и размыкающих транзисторный ключ.

Рассмотрим процессы, происходящие в транзисторе, включённом по схеме с ОБ при подаче через эмиттер импульса длительностью tИМП, в прямом направлении с последующим изменением полярности (рис.1.24, а). В исходном состоянии транзисторный ключ заперт, т.е. эмиттерный и коллекторный переходы заперты, и транзистор работает в режиме отсечки. После подачи через эмиттер импульса в прямом направлении ток коллектора появляется не сразу из-за конечного времени пролета инжектированных носителей до коллекторного перехода и наличия барьерных емкостей (рис.1.24, а). Время, на которое появление коллекторного тока отстает от эмиттерного, называют временем задержки tЗД. Процесс установления тока коллектора характеризуется временем нарастания tНР. Это время затрачивается на диффузионное перемещение через базу инжектированных в неё носителей. Следует заметить, что tЗД относительно мало и во многих случаях при приближенных расчетах им пренебрегают.

При с увеличением эмиттерного тока быстро возрастает и коллекторный ток – это активный режим работы транзистора. Наконец, когда рабочая точка на нагрузочной характеристике достигает точки перегиба статических выходных характеристик, дальнейшее увеличение тока IЭ не вызывает роста коллекторного тока, транзисторный ключ полностью открылся и транзистор работает в режиме насыщения.

Через интервал времени, равный tИМП меняется полярность напряжения, подаваемого на эмиттер. При этом транзистор в течение некоторого времени tРАС (время рассасывания) продолжает находиться в режиме насыщения. Рассасывание заряда происходит вследствие ухода дырок из базы через коллекторный и эмиттерный переходы. До тех пор пока в процессе рассасывания концентрации неосновных носителей около р-n-переходов не достигнут нуля, обратные токи через соответствующие р-n-переходы будут оставаться постоянными, т.е токи эмиттера и коллектора будут неизменными, пока транзистор находится в режиме насыщения. В момент времени tРАС избыточная концентрация неосновных носителей в базе около коллекторного р-n-перехода достигает нуля. С этого момента ток коллектора и ток эмиттера будут уменьшаться. Время рассасывания tРАС определяется как интервал времени с момента выключения входного импульса и связанного с этим изменением направления тока базы до момента, когда концентрация дырок у коллекторного перехода уменьшится до нуля. Величина его зависит от конструкции эмиттера, величины его тока и длительности импульса tИМП. Для уменьшения tРАС на входе цепи в момент окончания действия импульса создают ток обратного направления IЭ2, что ускоряет рассасывание дырок в базе. По истечении времени tРАС, рабочая точка транзистора переходит на границу активной области и начинается спад выходного тока. Длительность спада tСП определяется как время, в течение которого ток уменьшается от 0,9 до 0,1 тока насыщения.

За время tНР в базе транзистора накапливаются неосновные носители, а в процессе рассасывания за время tРАС происходит уменьшение неосновных носителей по ширине базы W в соответствии с диаграммами, представленными на (рис. 1.24, б).

Физические процессы, протекающие в транзисторе при нарастании и спаде напряжения, иллюстрируются диаграммами распределения неосновных носителей Pn, построенными для различных моментов времени 1...9, соответствующих характерным точкам переходного процесса, изображённого на (рис. 1.24, б).








Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 2745;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.