Site Loader
Posted on 30.05.2023

Характеристики и параметры транзисторов | Основы электроакустики

 

Характеристики и параметры транзисторов

 

Транзисторы разделяются на типы (подтипы) по классификационным параметрам. Например,маломощные низкочастотные и среднечастотные транзисторы классифицируются по таким параметрам, как коэффициент усиления по току и предельная частота усиления или генерации. В отдельных случаях особо выделяют шумовые свойства транзисторов, характеризуемые коэффициентом шума, или способность транзисторов работать при повышенных напряжениях на коллекторе.

Маломощные высокочастотные транзисторы классифицируются по статическому коэффициенту усиления тока в схеме с общим эмиттером (ОЭ) и модулю коэффициента усиления тока на частоте 10…20 МГц.

Мощные низкочастотные транзисторы классифицируются по максимальному обратному напряжению между коллектором и базой и статическому коэффициенту усиления тока в схеме с ОЭ.

При практическом использовании транзисторов используются следующие параметры.

Параметры постоянного тока используются для расчета режима транзистора по постоянному току. К этим параметрам относятся:

  •  Обратный ток коллекторного перехода Iко — ток через переход коллектор—база при отключенном эмиттере и заданном напряжении на коллекторе.
  • Обратный ток эмиттерного перехода Iэо — ток через переход эмиттер—база при отключенном коллекторе и заданном напряжении на эмиттере.
  • Начальный ток коллектора Iкн — ток в цепи коллектора при замкнутых эмиттере и базе и заданном напряжении на коллекторе. В некоторых случаях указывается начальный ток коллектора при включении между базой и эмиттером заданного сопротивления.
  •  Ток коллектора запертого транзистора Iкз — ток коллектора при обратном смещении эмиттерного перехода и заданных напряжениях на эмиттере и коллекторе.

Параметры малого сигнала характеризуют работу транзисторов в различных усилителях. Переменные токи и напряжения на электродах транзисторов при измерениях этих параметров должны быть малыми по сравнению с постоянными токами и напряжениями, определяющими выбор начальной рабочей точки (начальное смещение). Сигнал считается малым, если при изменении (увеличении) переменного тока (или напряжения) в два раза значение измеряемого параметра остается неизменным в пределах точности измерений. Так как транзисторы имеют резко выраженные нелинейные свойства, параметры малого сигнала сильно зависят от выбора начального смещения. Для характеристики таких параметров чаще всего используется система Н-параметров в следующем составе:

  • входное сопротивление Н11 — отношение напряжения на входе к вызванному им изменению входного тока;
  • коэффициент обратной связи по напряжению h22 — отношение изменения напряжения на входе к вызвавшему его приращению напряжения на выходе;
  • выходная проводимость Н22 — отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению выходного напряжения при условии холостого хода по переменному току на входе;
  • коэффициент усиления тока h31 — отношение изменения выходного тока к вызвавшему его приращению входного при условии короткого замыкания выходной цепи.

В зависимости от схемы включения к цифровым индексам добавляется буквенный: б — для схемы с ОБ, э — в схеме ОЭ, к — для схемы с ОК. Применяются и другие символы для обозначения коэффициента усиления по току: для схемы с ОБ — а, а для схемы с ОЭ — В или р.

Измерение Н-параметров, как правило, производится на низкой частоте (50… 1000 Гц). Они используются при расчетах низкочастотных усилителей, преимущественно первых каскадов, работающих на малых сигналах. На высокой частоте коэффициенты усиления тока становятся комплексными величинами (так же как и другие Н-параметры). Усилительные свойства транзисторов на высокой частоте характеризуются модулем коэффициента усиления тока ¦а¦, ¦h31б] или ¦В¦. Частота, на которой значение ¦h31бl уменьшается на 3 дБ (около 30%) по сравнению с Наш, измеренным на низкой частоте, называется предельной частотой усиления тока fa.

Модуль усиления тока в схеме ОЭ уменьшается с ростом частоты более заметно, чем в схеме ОБ. В некоторой области частот параметр ¦h31э¦ обратно пропорционален частоте: ¦h31э¦=Fт/F.

Частота F, — граничная частота усиления тока базы. На этой частоте модуль ¦Н21э¦ равен 1. Имеет место приближенное соотношение: fа=mFт где т=2 для бездрейфовых и т=1,6 для дрейфовых транзисторов.

К малосигнальным параметрам относятся также емкости переходов транзистора.

  •  Емкость коллекторного перехода Ск — емкость, измеренная между коллекторным и базовым выводами транзистора при отключенном эмиттере и обратном смещении на коллекторе.
  •  Емкость эмиттерного перехода Сэ — емкость, измеренная между выводами эмиттера и базы при отключенном коллекторе и обратном смещении на эмиттере. Значения емкостей Ск и Сэ зависят от приложенного напряжения. Если, например, указано значение Ск при напряжении U, то емкость Скх при напряжении U, можно найти из приближенной формулы: Скх = Cк(U/Uх)m, где m определяется таким же образом, как и в формуле .
  • Максимальная частота генерации Fмакс — наибольшая частота автоколебаний в генераторе на транзисторе. С достаточной точностью можно считать, что Fмакc — частота, на которой коэффициент усиления транзистора по мощности равен единице.
  • Коэффициент шума Кш — отношение полной мощности шумов на выходе транзистора к части мощности, вызываемой тепловыми шумами сопротивления источника сигнала. Коэффициент шума выражается в децибелах. Его значение дается для определенного частотного диапазона. Для большинства транзисторов минимальные шумы наблюдаются при работе на частотах 1000.. .4000 Гц. На высоких и низких частотах шумы увеличиваются. Обычно минимальное значение Рш соответствует малым токам коллектора (0,1…0,5 мА) и малым коллекторным напряжениям (0,5… 1,5 В). Шумы резко увеличиваются при повышении температуры. Приводимые в справочных данных значения Рд, относятся к оптимальному внутреннему сопротивлению источника сигнала и режиму работы, которые и следует использовать при проектировании малошумящих усилителей.

Параметры большого сигнала характеризуют работу в режимах, при которых токи и напряжения между выводами транзистора меняются в широких пределах. Эти параметры используются для расчета ключевых схем, предоконечных и оконечных усилителей низкой и высокой частоты, автогенераторов.

  • Статический коэффициент усиления по току
    : Вcт=(Iк-Iко)/(Iб+Iко). В рассматриваемом случае ток коллектора и ток базы существенно превосходят тепловой ток коллектора 1„„, поэтому на практике пользуются формулой: Вст=Iк/Iб.
  • Статическая крутизна прямой передачи Sст — отношение постоянного тока коллектора к постоянному напряжению на входе транзистора. Параметр Sст используется для транзисторов средней и большой мощности, работающих в схемах, где источник входного сигнала имеет малое внутреннее сопротивление. Напряжение между коллектором и эмиттером транзистора в режиме насыщения измеряется при определенном значении коллекторного и базового токов или определенной глубине насыщения.
  • Глубина насыщения — это отношение прямого тока базы к току, при котором транзистор находится на границе насыщения.
    Напряжение между базой и эмиттером транзистора в режиме насыщения измеряется при тех же условиях, что и напряжение между коллектором и эмиттером транзистора в режиме насыщения.
  • Время рассасывания Тр — интервал времени между моментом подачи на базу транзистора запирающего импульса и моментом, когда напряжение на коллекторе достигает уровня (0,1…0,3)Е„ — напряжение питания коллекторной цепи). Время рассасывания зависит от глубины насыщения транзистора и измеряется при определенном значении коллекторного и базового токов.

Параметры предельных режимов работы.

  •  Максимальная мощность, рассеиваемая прибором — Раакс- Так как в транзисторах подавляющая часть рассеиваемой мощности выделяется в области коллекторного перехода, то эта мощность практически равна максимальной мощности, рассеиваемой на коллекторном переходе.
  • Максимальный ток коллектора — определяет максимальный ток коллектора при максимальном напряжении на коллекторе и максимально допустимой рассеиваемой мощности.
  • Максимальное обратное напряжение между коллектором и базой транзистора — Этот параметр используется обычно для расчета режима работы запертого транзистора или при включении его по схеме ОБ и генератора тока в цепи эмиттера.
  • Максимальное обратное напряжение на переходе эмиттер—база . Этот параметр используется для расчета режима работы, когда на входе действует запирающее напряжение (усилители в режиме В, различные импульсные схемы).
  • Максимальное напряжение между коллектором и эмиттером транзистора Uкэ макс при условии короткого замыкания эмиттера с базой. В ряде случаев этот параметр приводится при условии включения между базой и эмиттером резистора заданного сопротивления.Параметр Uкэ макс используется при расчетах режима работы транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером и при отсутствии запирающего напряжения или когда оно мало, например, менее 1 В.
  • Максимальные значения токов, напряжений и мощности определяют границы области гарантированной надежности работы. Так как работа в предельном режиме соответствует самой низкой надежности, то использование предельных режимов в схемах, от которых требуется высокая надежность, не допускается.

Практика показывает, что при использовании полупроводниковых приборов в облегченных режимах надежность их работы повышается в десятки раз по сравнению с надежностью в предельном режиме.

Тепловые параметры полупроводниковых приборов устанавливают допустимые пределы или диапазоны температуры окружающей среды и самих приборов, при которых гарантируется их надежная работа Параметры предельных режимов устанавливают­ся исходя из условий обеспечения надежной работы транзисторов. Чтобы радиотехнические устройства на транзисторах работали безот­казно, рабочие режимы транзисторов выбирают такими, при которых ток, напряжения и мощность не превышают 0,8 их максимально до­пустимых значений.

характеристики (параметры), схема, советские аналоги

Главная » Транзистор

2SD5072 — кремниевый NPN транзистор, разработанный для систем горизонтальной развертки цветных телевизионных приемников. Конструктивное исполнение TO-3MPL.

Содержание

  1. Цоколевка и корпус
  2. Характерные особенности
  3. Предельные эксплуатационные характеристики  (при Ta=25°C)
  4. Электрические характеристики (при Ta=25°C)
  5. Модификации транзистора D5072
  6. Аналоги
  7. Советское производство
  8. Зарубежное производство
  9. Графические данные

Цоколевка и корпус

 

Характерные особенности
  • Высокое напряжение пробоя коллекторного перехода UCBO ≥ 1500 В;
  • Высокая скорость переключений;
  • Высокая надежность;
  • Встроенный защитный диод;
  • Малый разброс основных параметров выпускаемых изделий от партии к партии.

Предельные эксплуатационные характеристики  (при Ta=25°C)

ХарактеристикаСимволЗначение
Напряжение коллектор-база, В UCBO1500
Напряжение коллектор-эмиттер, В UCEO800
Напряжение база-эмиттер, В UEBO6
Ток коллектора постоянный, А ICO5
Ток коллектора импульсный, А ICM16
Мощность рассеяния на коллекторе, Вт PC60
Предельная температура кристалла, °С TJ150
Диапазон температур при хранении, °С TSTG от -55 до 150

Электрические характеристики (при Ta=25°C)

ХарактеристикаСимволПараметры при измеренияхЗначение
Напряжение насыщения коллектор-эмиттер, ВUCE(sat)IC=4А, IB=0,8А≤ 5,0
Напряжение насыщения база-эмиттер, ВUBE(sat)IC=4А, IB=0,8А≤ 1,5
Ток коллектора выключения, мкАICBOUCB=800В, IE=0≤ 10
Ток эмиттера выключения, мАIEBOUEB=800В, IC=0 от 40 до 200
Коэффициент усиления статическийhFEUCE=5В, IC=1А≥ 8
Падение напряжения на защитном диоде, ВUECF IF=5А≤ 2,0
Частота среза, МГцfTUCE=10В, IC=1А Типовое значение = 3
Время спада, мксекtfIC=1А, IB1=0,8А,
IB2=-1,6А,
RL=50 Ом, UCC=200В		≤ 0,4

Модификации транзистора D5072

(по материалам компании-производителя ISC Inchange Semiconductor)

В таблице представлены только те параметры, которые изменяются от модели к модели.

МодельPCICO/ICMIEBOUCE(sat)КорпусЗащитный диод
2SD5072605/16От 40 до 2005TO-3MPLЕсть
2SD5070502,5/10От 40 до 2008TO-3MPL
2SD5071503,5/10От 40 до 2008TO-3MPL
2SD5074502,5/1018TO-3MPLНет
2SD5075503,5/1018TO-3MPL
2SD5075T753,5/1018TO-220C
2SD5076605/1615TO-3MPL

Аналоги

Транзисторы кремниевые, NPN, переключательные, высоковольтные. Разработаны для применения в генераторах строчной развертки видеомодулей повышенной информационной емкости и источниках вторичного электропитания. Данные получены из даташитов производителей.

Советское производство

МодельPCfTUCBOUEBOIChFEКорпус
2SD507260≥ 3150065/168TO-3MPL
КТ8107-2 (А/Б/В/Г/Д/Е) 50 — 125≥ 71000 — 15005 – 65 – 102 – 12TO-3 (КТ-9)
КТ846А/Б/В12,5≥ 21200 — 15005 – 75 – 7,5TO-3 (КТ-9)
КТ838А/Б12,5≥ 31200 — 15005 — 75 – 7,5≥ 4TO-3 (КТ-9)
КТ839А50≥ 51500510≥ 5TO-3 (КТ-9)
КТ872А/Б/В100≥ 71200 — 150068/15≥ 6TO-218 (КТ-43-1)
КТ886А1/Б175—1400 — 1000710/156 — 25TO-218

Зарубежное производство

Источник информации — даташит производителей.

МодельPCfTUCBOUEBOIChFEКорпус
2SD507260≥ 3150065/168TO-3MPL
2SC4923701500688TO-3MPL
2SC49247015006108
2SC494165815007615
2SC50028041500678
2SC50038041500678
2SC50426016006715
2SC5124100315006108
2SC52966015006815
2SC52976015006820
2SC529970150061020
2SD25786015006815
2SD25796015006820
2SD258070150061015
TT21426515008810TO-3PMLH

Графические данные

Рис. 1. Зависимость коллекторного тока IC от напряжения коллектор-эмиттер UCE при различных значениях тока базы IB.

 

Рис. 2. Передаточная характеристика: зависимость тока коллектора IC от управляющего напряжения база-эмиттер UBE.

 

Рис. 3. Зависимость статического коэффициента усиления по току от величины тока коллектора IC.

 

Рис. 4. Зависимость напряжения насыщения коллектор-эмиттер UCE(sat) от тока коллектора IC.

 

Рис. 5. Ограничение тепловой нагрузки PC транзистора при возрастании температуры корпуса TC.

 

Что такое параметры транзистора?

Последняя обновленная дата: 01 -й апреля 2023

•

Общее представление: 198,9K

•

Просмотр сегодня: 1,73K

Ответ

Проверено

198,9K+ виды

HINT: 9003 Эта проблема, мы должны сначала получить некоторое представление о транзисторе. Транзистор – трехвыводной полупроводниковый прибор, используемый в электрических цепях для усиления и переключения. Один набор клемм подает входное напряжение/ток, а другая пара используется для создания управляемого выходного тока/напряжения.

Полное пошаговое решение:
Сегодня на рынке существуют тысячи транзисторов. Параметры транзистора помогают нам выбрать наиболее подходящий транзистор для приложения.
Ниже приведены некоторые из наиболее важных параметров транзистора:
Коэффициент усиления по току: Коэффициент усиления по току транзистора является мерой способности транзистора усиливать сигналы. Его часто записывают как $\beta $ или \[{h_{fe}}.\]Усиление по току определяется как отношение тока коллектора к току базы.
Напряжение коллектор-эмиттер \[\left( {{V_{CEO}}} \right)\]: VCEO — максимальное напряжение, которое может выдержать переход коллектор-эмиттер транзистора. \[{V_{CEO}}\] для большинства транзисторов равно \[30{\text{}}V\].
Напряжение эмиттер-база (\[{V_{EBO}}\]): максимальное напряжение, которое может быть приложено к напряжению эмиттер-база, измеряется VEBO. \[{V_{EBO}}\] — это уменьшенная версия \[{V_{CEO}}\].
Ток коллектора (\[{I_c}\]): Наибольший ток, который может протекать через коллектор, измеряется \[{I_c}\]. Миллиампер – это единица измерения силы тока.

Примечание: Параметр — это характеристика или качество транзистора, которое идентифицирует и отличает его от других транзисторов того же типа. Сравнение параметров — это способ, с помощью которого можно выбрать наиболее подходящий компонент при выборе определенного транзистора для выполнения данной работы.

Недавно обновленные страницы

Большинство эубактериальных антибиотиков получено из биологического материала Rhizobium класса 12 NEET_UG

Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологического материала класса A 12 NEET_UG

Какое из следующих утверждений относительно бакуловирусов класса 12 биологии NEET_UG

Канализационные или городские канализационные трубы не должны быть непосредственно классом биологии 12 NEET_UG

Очистка сточных вод осуществляется микробами A Микробы B Удобрения класса 12 биологии NEET_UG

Ферментная иммобилизация активный фермент класса 12 биологии NEET_UG

Большинство эубактериальных антибиотиков получают из биологии класса 12 ризобий NEET_UG

Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологии класса А 12 NEET_UG

Какое из следующих утверждений относительно бакуловирусов класса 12 биологии NEET_UG

Канализационные или городские канализационные трубы не должны быть непосредственно классом биологии 12 NEET_UG

Очистка сточных вод осуществляется микробами A Микробы B Удобрения класса 12 биологии NEET_UG

Ферментная иммобилизация активный фермент биологии класса 12 NEET_UG

Актуальные сомнения

Определения МОП-транзисторов

Определения МОП-транзисторов
  • МОП n-типа: основными носителями являются электроны.
  • МОП p-типа: большинство носителей представляют собой дырки.

  • Положительное/отрицательное напряжение, приложенное к затвору (по отношению к подложке), увеличивает количество электронов/дырок в канале и увеличивает проводимость между истоком и стоком.

  • В т определяет напряжение, при котором МОП-транзистор начинает проводить. Для напряжений менее В т (пороговое напряжение), канал отключается.
  • При нормальной работе положительное напряжение между истоком и стоком (V дс ).
  • Ток между истоком и стоком не течет (I дс = 0) с V гс = 0 из-за встречно-параллельных pn-переходов.

  • Для n-MOS с V гс > В тн , электрическое поле притягивает электроны, создавая канал.
  • Канал представляет собой кремний p-типа, который инвертируется в n-тип электронами, притягиваемыми электрическим полем.
  • Три моды, основанные на величине V гс : накопление, истощение и инверсия.
  • С В дс ненулевой, канал становится меньше ближе к стоку.

  • Когда V дс <= В гс — В т (например, V дс = 3В, В гс = 5В и В т = 1В), канал доходит до стока (так как V гд > В т ).

  • Это называется линейный , резистивный или ненасыщенный область, край. я дс является функцией как V гс и В дс .
  • Когда V дс > В гс — В т (например, V дс = 5В, В гс = 5В и В т = 1В), канал ущипнул близко к сливу (начиная с V гд < В т ).

  • Это называется насыщенной областью. я дс является функцией V гс , почти не зависит от V дс .
  • МОП-транзисторы можно смоделировать как переключатель, управляемый напряжением. я дс — важный параметр, определяющий поведение, например, скорость переключения.

  • Какие параметры влияют на величину I ? дс ? (Предположим, V гс и В дс фиксированы, т. е. 5В).
  • Расстояние между истоком и стоком (длина канала).
    • тип=диск>
  • Ширина канала.
    • тип=диск>
  • Пороговое напряжение.
    • тип=диск>
  • Толщина оксидного слоя затвора.
    • тип=диск>
  • Диэлектрическая проницаемость изолятора затвора.
    • тип=диск>
  • Подвижность носителей (электронов или дырок).
    • тип=диск>

  • Сводка характеристик нормальной проводимости:
  • Отсечка : накопление, я дс по существу равен нулю.
    • тип=диск>
  • Ненасыщенный : слабая инверсия, I дс зависит от обоих V гс и В дс .
    • тип=диск>
  • Насыщенный : сильная инверсия, I дс идеально не зависит от V дс .
    • тип=диск>
  • В т тоже важный параметр. Что влияет на его стоимость?

  • Большинство из них связано со свойствами материала. Другими словами, V т во многом определяется на момент изготовления, а не условиями схемы, как у I дс .

  • Например, параметры материала, влияющие на V т включают:
  • Материал проводника затвора (полиэтилен против металла).
    • тип=диск>
  • Изоляционный материал затвора (SiO 2 ).
    • тип=диск>
  • Толщина материала ворот.
    • тип=диск>
  • Концентрация легирования канала.
    • тип=диск>

  • Однако В т также зависит от
  • В сб (напряжение между источником и подложкой), которое обычно равно 0 в цифровых устройствах.
    • тип=диск>
  • Температура: изменяется на -2 мВ/градус C для низких уровней легирования подложки.
    • тип=диск>
  • Выражение для порогового напряжения дается как:
  • Пороговое напряжение (продолжение):

  • Типичные значения V т для n- и p-канальных транзисторов +/- 700мВ.
  • Из уравнений можно изменить пороговое напряжение, изменив:
  • Концентрация легирования (N А ).
    • тип=диск>
  • Оксидная емкость (C бык ).
    • тип=диск>
  • Заряд состояния поверхности (Q фк ).
    • тип=диск>

  • Как видите, корректировать V приходится часто. т .
  • Распространены два метода:
  • Изменить Q фк введением небольшой легированной области на границе раздела оксид/подложка с помощью ионной имплантации.
    • тип=диск>

  • Изменить С бык с использованием другого изоляционного материала для ворот.
    • тип=диск>
    • Слой Si 3 N 4 (нитрид кремния) с относительной диэлектрической проницаемостью 7,5 сочетается со слоем диоксида кремния (относительная диэлектрическая проницаемость 3,9).
    • Это приводит к относительной диэлектрической проницаемости около 6,9.0073

    • Для диэлектрического слоя той же толщины C бык больше с использованием комбинированного материала, который снижает V т .
  • В цифровых схемах подложка обычно удерживается на нуле.
    • Истоки n-канальных устройств, например, также удерживаются на нуле, за исключением случаев последовательного соединения, например,
  • Источник-подложка (V сб ) может увеличиться в этом соединении, например. В сбн1 = 0, но V сбн2 /= 0,
  • В сб добавляет к потенциалу канала-подложки:
  • Идеальное уравнение первого порядка для отсечка регион:

  • Идеальное уравнение первого порядка для линейный регион:

  • Идеальное уравнение первого порядка для насыщенность регион:
  • со следующими определениями:
  • Факторы, зависящие от процесса: .

  • Факторы, зависящие от геометрии: W и L.

  • Вольт-амперные характеристики n- и p-транзисторов.
  • Пример расчета бета транзистора:
    • Типичные значения для n-транзистора по технологии 1 микрон:

    • Вычислительная бета:

    • Как эта бета соотносится с p-устройствами:

  • Коэффициент усиления n-транзистора примерно в 2,8 раза больше, чем у p-транзистора.
  • Характеристики инвертора постоянного тока
  • Регион C является наиболее важным регионом. Небольшое изменение входного напряжения, В в , приводит к БОЛЬШОМУ изменению выходного напряжения, В из .

  • Это поведение описывает усилитель, вход усиливается на выходе. Усиление называется усилением транзистора, которое обозначается бета.

  • И у n-, и у p-транзисторов есть бета. Изменение их соотношения изменит характеристики выходной кривой.
  • Таким образом,
  • НЕ влияет на производительность переключения.

  • Какой фактор будет аргументом в пользу отношения 1 к ?
    • Емкость нагрузки!

  • Время, необходимое для заряда или разряда емкостной нагрузки, равно .

  • Поскольку бета зависит от W и L, мы можем регулировать соотношение, изменяя размеры ширины каналов транзисторов, делая p-канальные транзисторы шире чем n-канальные транзисторы.
  • Параметр, определяющий максимум шум напряжение на входе затвора, которое позволяет выходу оставаться стабильным.

  • Два параметра, низкий уровень шума (NM Л ) и высокий запас по шуму (NM Н ).

  • НМ Л = разница в величине между максимальным НИЗКИМ выходным напряжением ведущего затвора и максимальным НИЗКИМ входным напряжением, распознаваемым управляемым затвором.
  • Идеальная характеристика: V ИХ = В Ил = (В ОН +В ПР )/2.

  • Это означает, что передаточная характеристика должна переключаться резко (высокий коэффициент усиления в переходной области).

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *