bipolární tranzistory. Pro figuríny

7. Na Obr. 4 pro R-n-R-tranzistor zobrazující díry vstřikování, rekombinace
a extrakce
. V energetickém pásmovém diagramu všechny "tečou" ve valenčním pásmu tranzistoru. Tyto toky vytvářejí proud emitoru díry a sběratel , protože tok elektronů spěchá do báze z vnějšího obvodu
(proud teče z báze), kompenzující ztrátu volných elektronů báze, které zmizely v procesu rekombinace s dírami
, tak
.

emitorový proud je v podstatě propustný proud polovodičové diody s jedním koncem R-n-přechod (viz bod 6 práce č. 44) a je určen vzorcem

Kde je proud emitoru tepelné díry, určený tokem
přes EP:
- elementární náboj; - dopředné předpětí EP (sdílí 1V);
- koeficient difúze otvorů v základně; - náměstí R-n-přechod.

Dynamický (diferenciální) odpor přechodu emitoru je nepřímo úměrný proudu emitoru

a při
a
se rovná
.

Kolektorový proud obsahuje dvě složky. Jedním z nich je obyčejný proud polovodičové diody s jedním koncem R-n- přechod při opětovném zapnutí napětí (viz kapitola 7 práce č. 44) a je určen vzorcem

kde
- proud tepelného otvoru kolektoru, určený průtokem
přes CP;
a
. Charakteristická hodnota tepelného proudu při T\u003d 300K 2-5 μA pro germanium a 0,01 - 0,1 μA pro křemíkové tranzistory. S každým zvýšením teploty o 10°C se tepelný proud prakticky zdvojnásobí. Vzhledem k jeho závislosti na teplotě (tepelné vytváření děr ) je velmi silný, pak má tento proud destabilizační vliv na činnost tranzistoru. Ve vzorci (4) proud směřující k základně, proud
odeslány ze základny ke sběrateli. Druhou složkou tranzistorového proudu je proud extrakční
určeno z podmínky (1):
, tak

Ve vzorci (6) je hlavní složkou proud
, pokud
.

Dynamický odpor kolektorového přechodu je

Kde
- koeficient závislý na koncentraci donorových atomů v bázi, na šířce báze a na difúzní délce
. Na
a
dostaneme
.

Tranzistorové spínací obvody

8. Tranzistor lze připojit k externím zdrojům napětí podle jednoho ze tří schémat: se „společnou bází“ (obr. 6), se „společným emitorem“ (obr. 7) a se „společným kolektorem“ ( Obr. 8). H
Často je v tomto případě „společný“ (pro zdroje napětí) výstup tranzistoru připojen ke skříni přístroje (uzemněný). Na Obr. 6-8 ukazuje hodnoty dopředného předpětí na EP a zpětném předpětí
na převodovce, vyjádřeno napětím napájecích zdrojů. Podíváme se na dva nejčastější

se v praxi setkáváme s variantami schématu.

A
.Obvod společné báze

Vstupem je zde emitorový proud , vstupní napětí - napětí
. Od EP
, pak z výrazu (2) rovnice "vstupní statické charakteristiky" tranzistoru odpovídá obvyklým proudově-napěťovým charakteristikám diody při jejím přímém zapnutí. Vstupní rodina

charakteristiky závislosti

znázorněno na Obr. 9. Je velmi slabě závislý na napětí
, ale posouvá se výrazně doleva s rostoucí teplotou v důsledku zvýšení v
.

Vstupní dynamický odpor tranzistoru je určen ze vstupních charakteristik jako

Je přibližně rovna odporu .

Ve společném základním schématu

výstupy jsou aktuální a napětí
a na CP
.

Rovnice "statické charakteristiky výstupu" je výraz (6), který ukazuje, že proud nezávisí na napětí
a je určen pouze proudy a
. Takové „stejně vzdálené v aktuálním přírůstku » charakteristiky musí být rovnoběžné s osou napětí
.

Reálné výstupní charakteristiky

se od teoretických liší především kladnou hodnotou na kolektoru
, kdy kolektor přestává být potenciálním vrtem pro základové otvory a je narušen režim těžby.

Se zápornou polaritou (na kolektoru) napětí
, v důsledku „modulace“ uvedené v odstavci 2, šířka základny , dochází k určitému zvýšení koeficientu
a aktuální nárůst s rostoucím napětím
. Charakteristiky proudového napětí kolektoru mají mírný sklon. Rodina výstupních statických charakteristik tranzistoru v obvodu se společnou bází je na obr. 10. Obr. Jak teplota stoupá, proud se zvyšuje.
a celá rodina charakteristik se posune nahoru.

Pomocí těchto charakteristik můžete zjistit dynamický výstupní odpor tranzistoru

poněkud odlišné od
.

P
od té doby
, v obvodu se společnou bází nelze dosáhnout zesílení proudu, tzn.
. Tranzistor zde funguje jako napěťový zesilovač nebo jako výkonový zesilovač. Pokud napětí
na EP obsahuje variabilní složku
, pak proměnná

proud emitoru bude mít také složku: vyplývá z výrazu (9) . Proto je v souladu s (12) proměnná složka kolektorového proudu. Chcete-li získat střídavé napětí
na výstupu tranzistoru je v jeho kolektorovém obvodu zařazen zatěžovací odpor kterým protéká proud
, tak

.

Napěťový zisk

Odolnost zátěže se volí z podmínky
. Proto, kde
, a
, protože
. V důsledku toho je napěťové zesílení v tranzistorovém obvodu se společnou bází úměrné poměru odporů KP a EP.

UDC 621.382.3.083.8:006.354 Skupina E29

STÁTNÍ NORMA SVAZU SSR

TRANSISTORY

Kolektorová metoda záměrného zpětného proudu

Metoda měření zpětného proudu kolektoru

(ST SEV 3998-83)

GOST 10864-68

Výnosem Státního výboru pro normy Rady ministrů SSSR ze dne 14. června 1974 č. 1478 bylo zaváděcí období stanoveno od 1.1.76.

Kontrolováno v roce 1984. Výnosem státní normy ze dne 29.1.85 č. 184 byla doba platnosti prodloužena do 1.1.94.

Nedodržení normy se trestá zákonem

Tato norma platí pro bipolární tranzistory všech tříd a specifikuje metodu měření kolektorového zpětného proudu I až bo (proud přes přechod kolektor-báze při daném zpětném napětí kolektoru a s otevřeným emitorovým obvodem) větším než 0,01 µA.

Norma odpovídá ST SEV 3998-83 z hlediska měření zpětného proudu kolektoru (referenční příloha).

Všeobecné podmínky pro měření zpětného proudu kolektoru musí odpovídat požadavkům GOST 18604.0-83.

1. VYBAVENÍ

1.1. Měřicí zařízení, ve kterých se používají ukazovací přístroje, musí poskytovat měření se základní chybou v rozmezí ± 10 % konečné hodnoty pracovní části stupnice, pokud tato hodnota není menší než 0,1 μA, a v rozmezí ± 15 % konečné hodnoty. pracovní části stupnice, pokud je tato hodnota menší než 0,1 uA.

U měřicích instalací s digitálním odečtem musí být hlavní chyba měření v rozmezí ±5 % naměřené hodnoty ±1 znaménko nejnižší platné číslice diskrétního odečtu.

Oficiální publikace Dotisk zakázán

* Nové vydání (prosinec 1985) s dodatky č. 1, 2, schváleno v srpnu 1977, duben 1984

GNUS 9-77, 8-84).

U pulzní metody měření I%bo při použití ukazovacích přístrojů by měla být hlavní chyba měření v rozmezí ± 15 % konečné hodnoty pracovní části stupnice, pokud tato hodnota není menší než 0,1 μA, při použití digitálních přístrojů , v rozmezí ± 10 % naměřených hodnot ± 1 znaménko nejnižší platné číslice diskrétní hodnoty.

1.2. Jsou povoleny svodové proudy v obvodu emitoru, které nevedou k překročení základní chyby měření nad hodnotu uvedenou v článku 1.1.

2. PŘÍPRAVA NA MĚŘENÍ

2.1. Strukturální elektrický obvod pro měření zpětného proudu kolektoru musí odpovídat obvodu uvedenému na výkresu.

zkušební tranzistor

(Upravené vydání, rev. č. 2).

2.2. Hlavní prvky zahrnuté ve schématu musí splňovat požadavky uvedené níže.

2.2.1. Pokles napětí na vnitřním odporu měřiče stejnosměrného napětí IP1 by neměl překročit 5 % odečtů měřiče stejnosměrného napětí IP2.

Pokud úbytek napětí na vnitřním odporu stejnosměrného měřiče IP1 překročí 5 %, pak je nutné zvýšit napájecí napětí h U s o hodnotu rovnou úbytku napětí na vnitřním odporu stejnosměrného měřiče IP1.

2.2.2. Zvlnění stejnosměrného napětí zdroje kolektoru by nemělo překročit 2 %.

Hodnota napětí U K je uvedena v normách nebo specifikacích pro tranzistory konkrétních typů a je řízena měřičem stejnosměrného napětí IP2.

2.3. Pulzní metodou je povoleno měřit 1 kbo výkonných vysokonapěťových tranzistorů.

Měření se provádí podle schématu uvedeného v normě, přičemž zdroj stejnosměrného proudu je nahrazen pulzním generátorem.

2.3.1. Doba trvání pulsu t a by měla být zvolena ze vztahu

kde x \u003d Rg -C / s -,

Rr - zapojen do série s tranzistorovým přechodem, celkovým odporem rezistoru a vnitřním odporem generátoru impulsů;

C to je kapacita kolektorového přechodu testovaného tranzistoru, jejíž hodnota je uvedena v normách nebo specifikacích pro tranzistory konkrétních typů.

(Změněné vydání, Rev. č. 1, 2).

2.3.2. Pracovní cyklus pulsů musí být alespoň 10. Doba trvání pulsu čela generátoru Tf musí být

t f<0,1т и.

2.3.3. Hodnoty napětí a proudu jsou měřeny amplitudovými metry.

2.3.4. Parametry impulsů musí být uvedeny v normách nebo specifikacích pro tranzistory konkrétních typů.

2.3.5. Okolní teplota během měření by měla být v rozmezí (25±10) °C.

(Vloženo dodatečně, změna č. 2).

3. MĚŘENÍ A ZPRACOVÁNÍ VÝSLEDKŮ

3.1. Zpětný proud kolektoru se měří následovně. Na kolektor je přivedeno zpětné napětí U^ ze zdroje stejnosměrného proudu a pomocí měřiče stejnosměrného proudu IP1 se měří zpětný kolektorový proud 1tsbo.

Je povoleno měřit zpětný proud kolektoru hodnotou úbytku napětí na kalibrovaném rezistoru zahrnutém v obvodu měřeného proudu. V tomto případě je třeba dodržet poměr R K / kbo ^ 0,05 U K. Pokud úbytek napětí na rezistoru R K překročí 0,05 U k, pak je nutné zvýšit napětí U K o hodnotu (rovnou úbytku napětí na rezistoru

(Upravené vydání, rev. č. 1).

3.2. Postup měření 1w pulzní metodou je podobný postupu uvedenému v článku 3.1.

3.3. Při měření I kbo pulzní metodou by měl být vyloučen vliv napěťového rázu, proto se pulzní proud měří po časovém intervalu minimálně Ztf od okamžiku.

Schematický diagram docela jednoduchého testeru tranzistorů s nízkým výkonem je na obr. 9. Jedná se o generátor audio frekvence, který je při pracovním tranzistoru VT buzen a emitor HA1 reprodukuje zvuk.

Rýže. 9. Obvod jednoduchého tranzistorového testeru

Zařízení je napájeno baterií 3336L typu GB1 s napětím 3,7 až 4,1 V. Jako zvukový emitor je použita vysokoodporová telefonní kapsle. V případě potřeby zkontrolujte strukturu tranzistoru n-p-n stačí obrátit polaritu baterie. Tento obvod lze použít i jako zvukové signalizační zařízení, ručně ovládané tlačítkem SA1 nebo kontakty libovolného zařízení.

2.2. Zařízení pro kontrolu stavu tranzistorů

Kirsanov V.

Pomocí tohoto jednoduchého zařízení můžete kontrolovat tranzistory bez jejich pájení ze zařízení, ve kterém jsou instalovány. Tam stačí vypnout proud.

Schéma zařízení je znázorněno na Obr. 10.

Rýže. 10. Schéma zařízení pro kontrolu stavu tranzistorů

Jsou-li k zařízení připojeny vývody testovaného tranzistoru V x, tvoří spolu s tranzistorem VT1 kapacitně vázaný symetrický multivibrátorový obvod a pokud je tranzistor funkční, multivibrátor bude generovat oscilace audio frekvence, které po zesílení tranzistorem VT2, bude reprodukován zvukovým emitorem B1. Pomocí přepínače S1 můžete měnit polaritu napětí přiváděného do testovaného tranzistoru podle jeho struktury.

Místo starých germaniových tranzistorů MP 16 můžete použít moderní křemíkové KT361 s libovolným písmenným indexem.

2.3. Zkoušečka tranzistorů středního až vysokého výkonu

Vasiliev V.

Pomocí tohoto zařízení je možné měřit zpětný proud kolektor-emitor tranzistoru I KE a koeficient přenosu statického proudu v obvodu se společným emitorem h 21E při různých hodnotách proudu báze. Zařízení umožňuje měřit parametry tranzistorů obou struktur. Schéma zapojení zařízení (obr. 11) ukazuje tři skupiny vstupních svorek. Skupiny X2 a X3 jsou určeny pro připojení tranzistorů středního výkonu s různým uspořádáním pinů. Skupina XI - pro vysoce výkonné tranzistory.

Tlačítka S1-S3 nastavují základní proud testovaného tranzistoru: 1,3 nebo 10 mA Přepínač S4 může měnit polaritu připojení baterie v závislosti na struktuře tranzistoru. Ukazatel PA1 magnetoelektrického systému s celkovým vychylovacím proudem 300 mA měří kolektorový proud. Zařízení je napájeno baterií typu 3336L GB1.

Rýže. jedenáct. Zkušební obvod středního a vysokého výkonu tranzistorů

Před připojením testovaného tranzistoru k jedné ze skupin vstupních svorek je nutné nastavit přepínač S4 do polohy odpovídající struktuře tranzistoru. Po jeho připojení zařízení zobrazí hodnotu zpětného proudu kolektor-emitor. Poté jedním z tlačítek S1-S3 zapněte proud báze a změřte kolektorový proud tranzistoru. Koeficient přenosu statického proudu h 21E se určí vydělením naměřeného kolektorového proudu nastaveným základním proudem. Při porušení přechodu je kolektorový proud nulový a při porušení tranzistoru se rozsvítí kontrolky H1, H2 typu MH2,5–0,15.

2.4. Zkoušečka tranzistorů s úchylkoměrem

Vardashkin A.

Při použití tohoto zařízení je možné měřit zpětný kolektorový proud I OBE a koeficient přenosu statického proudu v obvodu se společným emitorem h 21E nízkovýkonových a vysokovýkonových bipolárních tranzistorů obou struktur. Schéma zařízení je znázorněno na Obr. 12.

Rýže. 12. Schéma zkoušečky tranzistorů s číselníkem

Testovaný tranzistor je připojen ke svorkám zařízení v závislosti na umístění svorek. Přepínač P2 nastavuje režim měření pro nízkopříkonové nebo vysoce výkonné tranzistory. Spínač PZ mění polaritu baterie v závislosti na struktuře řízeného tranzistoru. Pro volbu režimu slouží přepínač P1 pro tři polohy a 4 směry. V poloze 1 se měří zpětný kolektorový proud I OBE s otevřeným obvodem emitoru. Pozice 2 slouží k nastavení a měření základního proudu Ib. V poloze 3 se měří koeficient statického přenosu proudu v obvodu se společným emitorem h 21E.

Při měření zpětného proudu kolektoru výkonných tranzistorů je paralelně zapojen bočník R3 s měřicím přístrojem PA1 přepínačem P2. Proud báze je nastavován proměnným rezistorem R4 pod řízením ukazovacího zařízení, které je u výkonného tranzistoru rovněž bočníkem rezistoru R3. Pro měření koeficientu přenosu statického proudu u nízkovýkonových tranzistorů je mikroampérmetr bočníkován rezistorem R1, u výkonných rezistorem R2.

Zkušební obvod je určen pro použití jako ukazovací zařízení mikroampérmetru typu M592 (nebo libovolného jiného) s celkovým odchylkovým proudem 100 μA, nulou uprostřed stupnice (100-0-100) a rámečkem odpor 660 ohmů. Potom připojení bočníku s odporem 70 ohmů k zařízení poskytuje limit měření 1 mA, odpor 12 ohmů - 5 mA a 1 ohm - 100 mA. Pokud použijete ukazovací zařízení s jinou hodnotou odporu rámu, budete muset odpor bočníků přepočítat.

2.5. Tester výkonových tranzistorů

Belousov A.

Toto zařízení umožňuje měřit zpětný kolektor-emitorový proud I KE, zpětný kolektorový proud I OBE a také koeficient statického přenosu proudu v obvodu se společným emitorem h 21E výkonných bipolárních tranzistorů obou struktur. Schéma zapojení testeru je na obr. třináct.

Rýže. třináct. Schematické schéma testeru výkonových tranzistorů

Výstupy testovaného tranzistoru jsou připojeny na svorky ХТ1, ХТ2, ХТЗ, označené písmeny „e“, „k“ a „b“. Přepínač SB2 slouží k přepínání polarity napájecího zdroje v závislosti na struktuře tranzistoru. V procesu měření se používají spínače SB1 a SB3. Tlačítka SB4-SB8 jsou určena ke změně mezí měření změnou základního proudu.

Pro měření zpětného proudu kolektor-emitor stiskněte tlačítka SB1 a SB3. V tomto případě je báze vypnuta kontakty SB 1.2 a bočník R1 je vypnut kontakty SB 1.1. Potom je limit měření proudu 10 mA. Pro měření zpětného proudu kolektoru odpojte výstup emitoru od terminálu XT1, připojte k němu výstup tranzistorové báze a stiskněte tlačítka SB1 a SB3. Úplná výchylka ukazatele opět odpovídá proudu 10 mA.

U tranzistorů struktury p-p-p je nutné přepólovat zapínání napájecí baterie GB a měřicího přístroje RA.

Zpětný kolektorový proud Ikbo se měří při daném zpětném napětí na kolektorovém p-n přechodu a emitor je vypnutý (obr. 57, a). Čím je menší, tím je kvalitnější kolektorový přechod a stabilita tranzistoru.

Parametr h21e, který charakterizuje zesilovací vlastnosti tranzistoru, je definován jako poměr kolektorového proudu Ik k proudu báze Ib, který jej způsobil, (obr. 57, b), tj. h2le ~ Ik / Iv. Čím větší je číselná hodnota tohoto parametru, tím větší zesílení signálu může tranzistor poskytnout.

Pro měření těchto dvou hlavních parametrů nízkovýkonových bipolárních tranzistorů lze doporučit udělat předponu v kruhu k výše popsanému vlastnoručně vyrobenému avometru. Schéma takové předpony je znázorněno na obr. 58, a. Zkoušený tranzistor V je připojen vývody elektrod na odpovídající svorky "E", "B" a "K" nástavce, připojené (přes svorky XI, X2 a vodiče s jednopólovými zástrčkami na koncích) s miliampérmetrem avometru, zapnutého pro limit měření "1 mA". Přepínač S2 je předběžně nastaven do polohy odpovídající struktuře testovaného tranzistoru. Při kontrole tranzistoru struktury p-r-p pomocí „Common“. avometr je připojen ke svorce XI přílohy (jako na obr. 58, a) a při kontrole tranzistoru struktury p-n-p je připojena svorka X2.

Nastavením přepínače S1 do polohy "I KBO" se nejprve změří zpětný proud kolektorového přechodu a poté přepnutím přepínače S1 do polohy "h21e" změří koeficient statického přenosu proudu. Výchylka ukazatele přístroje na plné stupnici při měření parametru I KB0 bude indikovat poruchu kolektorového přechodu testovaného tranzistoru.

Parametr h21e je měřen při pevném proudu báze, omezeném rezistorem R1 na 10 μA. V tomto případě se tranzistor otevře a v jeho kolektorovém obvodu (včetně miliampérmetru) protéká proud úměrný koeficientu h21e. Pokud zařízení zafixuje např. proud 0,5 mA (500 μA), pak koeficient h21e testovaného tranzistoru bude 50 (500:10 = 50). Proud 1 mA (odchylka ručičky přístroje na konec stupnice) tedy odpovídá koeficientu h21e rovnému 100. Pokud ručička přístroje sejde mimo stupnici, je nutné přepnout miliampérmetr avometru na další proud limit měření - „10 mA“. V tomto případě bude celá stupnice zařízení odpovídat koeficientu h21e rovnému 1000 a každá jeho desetina bude odpovídat 100.

Rezistor R2, který omezuje proud v měřicím obvodu na 3 mA, je nutný pro zabránění poškození měřicího zařízení v důsledku poruchy testovaného tranzistoru.
Možné provedení uchycení je na Obr. 58b. Pro přední panel o velikosti cca 130X75 mm je vhodné použít plech getinax nebo textolit o tloušťce 1,5-2 mm.

Svorky "E", "B" a "K> pro připojení vývodů tranzistoru typu "krokodýl". Přepínač pro typ měření S1 je páčkový přepínač TP2-1, struktura tranzistoru S2 je TP1-2. Napájecí baterie GB1 - 3336L nebo složená ze tří prvků 332 je osazena na panelu zespodu a jsou tam osazeny i omezovací odpory R1 a R2. Svorky (nebo zdířky) pro připojení nástavce k avometru jsou umístěny na libovolném vhodném místě, například na zadní boční stěně krabičky. Na horní straně panelu je nalepen stručný návod pro práci s měřícím nástavcem. Výkon a vyhodnocení zesilovacích vlastností tranzistorů středního a vysokého výkonu můžete zkontrolovat pomocí jednoduchého zařízení, jehož zapojení je na Obr. 59. Testovaný tranzistor V je připojen na svorky odpovídající jeho elektrodám. V tomto případě je ampérmetr RA1 zapojen do kolektorového obvodu tranzistoru pro proud celkové výchylky šipky 1A a jeden z rezistorů R1-R4 je připojen k obvodu báze. Odpory rezistorů jsou voleny tak, aby proud základního obvodu tranzistoru mohl být nastaven na hodnotu 3, 10, 30 a 50 mA. Test tranzistoru se tedy provádí při pevných proudech v obvodu báze, nastavených přepínačem S1. Zdrojem energie jsou tři prvky 373 zapojené do série nebo nízkonapěťový usměrňovač, který poskytuje napětí 4,5 V při zatěžovacím proudu až 2A.

Číselná hodnota koeficientu přenosu statického proudu testovaného tranzistoru je určena jako poměr kolektorového proudu k proudu báze, který jej způsobil. Pokud je například přepínač S1 nastaven na základní proud 10 mA a ampérmetr PA 1 zaznamenává proud 500 mA, pak je koeficient h21e tohoto tranzistoru 50 (500:10 = 50).

Konstrukce takového zařízení - zkoušečky tranzistorů je libovolná. Lze jej vyrobit jako nástavec k avometru, jehož ampérmetr je určen k měření stejnosměrných proudů až do několika ampér.

Tranzistor je nutné co nejdříve zkontrolovat, protože již při kolektorovém proudu 250 ... 300 mA se začíná zahřívat a tím zanášet chyby do výsledků měření.