Биполярные транзисторы с инжекционным питанием
Биполярные транзисторы с инжекционным питанием – класс полупроводниковых приборов, появившихся в результате развития интегральной технологии. На их основе выполняются экономичные логические элементы, запоминающие устройства, аналого-цифровые преобразователи и т.д.
Отличительной особенностью биполярных транзисторов с инжекционным питанием является наличие дополнительной области с электропроводностью того же типа, что и у базы транзистора, т.е.дополнительного pn- перехода. Дополнительная область носит название инжектора.
Таким образом, транзистор с инжекционным питанием представляет собой четырёхслойную структуру p1-n1-p2-n2 , в которой можно выделить два транзистора n2 -p2-n1 и p1-n1-p2, соединённых между собой. Дополнительный pn-переход между областями p1 и n1 называется инжекторным.
Рис.!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Если цепи эмиттера и базы разомкнуты:
к инжекторному pn- переходу подключено напряжение Uиэ, смещающее его в прямом направлении, коллекторный переход смещён в обратном направлении.
Из области инжектора в область эмиттера инжектируются дырки, а из эмиттера в инжектор – электроны. В эмиттерной области у инжекторного pn-перехода возникает избыточная концентрация дырок, которые компенсируются электронами, поступающими в цепь эмиттера из внешнего источника. Вследствие диффузии носители заряда – дырки движутся от инжекторного перехода вглубь эмиттера. Достигнув эмиттерного перехода, дырки захватываются его полем и переходят в область базы, частично компенсируя заряд отрицательно заряженных ионов акцепторной примеси. В свою очередь электроны, пришедшие к переходу вместе с дырками, компенсируют заряды положительно заряженных ионов донорной примеси. Всё это приводит к снижению потенциального барьера эмиттерного pn- перехода и уменьшению его ширины. Эмиттерный pn-переход смещается в прямом направлении, что приводит к преимущественной инжекции электронов из эмиттера в базу. Избыточный заряд дырок в базе вблизи эмиттерного перехода приводит к диффузионному перемещению дырок в сторону коллекторного pn-перехода. При этом происходит частичная компенсация объёмного заряда коллекторного перехода и снижение его потенциального барьера. В результате коллекторный переход смещается в прямом направлении и транзистор оказывается в режиме насыщения.
В режиме насыщения сопротивление транзистора и падения напряжения на нём малы, и его можно рассматривать как замкнутый ключ.
Если базу соединить с помощью ключа с эмиттером,
то дырки, достигшие эмиттерного pn-перехода, проходят в базу и компенсируются электронами из внешней цепи. В этом случае потенциальный барьер эмиттерного перехода остаётся неизменным и инжекция электронов в цепь базы через эмиттерный переход отсутствует. В цепи базы будет протекать ток, вызванный движением электронов, рекомбинирующих с дырками. В коллекторной цепи ток практически отсутствует (равен IКБ0), т.к. коллекторный переход смещён в обратном направлении.
Можно сказать, что транзистор работает на границе активного режима и режима отсечки. Это состояние соответствует разомкнутому ключу. Напряжение UКЭ зависит от сопротивления в коллекторной цепи и источника внешнего напряжения.
Таким образом, биполярный транзистор с инжекционным питанием является ключом, который находится в замкнутом состоянии при разорванной цепи базы и в разомкнутом состоянии, если цепь базы соединена с эмиттером.
Это позволяет представить его в виде эквивалентной схемы с биполярным транзистором и источником тока IГ между эмиттером и базой (рис. )
Рисунок!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Основным достоинством схем, выполненных на биполярных транзисторах с инжекционным питанием, являются низкие питающие напряжения (~0,5-1В), малая потребляемая мощность, высокая степень интеграции, их большая универсальность при построении устройств вычислительной техники. Это позволяет широко использовать транзисторы с инжекционным питанием при построении логических ИС.
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Транзисторы с барьером Шоттки | | | Предмет философии и ее место в современной культуре 1 страница |
Дата добавления: 2016-04-02; просмотров: 1015;