bipolarni tranzistorji. Za začetnike

7. Na sl. 4 za R-n-R-tranzistor, ki prikazuje pretok lukenj vbrizgavanja, rekombinacije
in ekstrakcijo
. V diagramu energijskega pasu vsi "tečejo" v valenčnem pasu tranzistorja. Ti tokovi ustvarjajo tok oddajnika lukenj in zbiralec , saj tok elektronov hiti v bazo iz zunanjega vezja
(tok teče iz baze), ki kompenzira izgubo prostih baznih elektronov, ki so izginili v procesu rekombinacije z luknjami
, torej
.

emiterski tok je v bistvu naprej tok polprevodniške diode z enim koncem R-n-prehod (glej 6. točko dela št. 44) in se določi s formulo

Kje je tok oddajnika toplotne luknje, ki ga določa tok
preko EP:
- elementarni naboj; - prednapetost EP (delnice 1V);
- koeficient difuzije lukenj v podstavku; - kvadratni R-n- prehod.

Dinamična (diferencialna) upornost emiterskega spoja je obratno sorazmerna z emiterskim tokom

in pri
in
enaka
.

Kolektorski tok vsebuje dve komponenti. Eden od njih je navaden tok polprevodniške diode z enim koncem R-n- prehod, ko se napetost ponovno vklopi (glej poglavje 7 dela št. 44) in je določen s formulo

kje
- toplotni luknjični tok kolektorja, določen s pretokom
prek CP;
in
. Značilna vrednost toplotnega toka pri T\u003d 300K 2-5 μA za germanij in 0,01 - 0,1 μA za silicijeve tranzistorje. Za vsakih 10°C dvig temperature se toplotni tok praktično podvoji. Ker je odvisna od temperature (toplotna tvorba lukenj ) je zelo močan, potem ima ta tok destabilizirajoč učinek na delovanje tranzistorja. V formuli (4) tok usmerjen proti bazi, tok
poslano od baze do zbiralca. Druga komponenta toka tranzistorja je ekstrakcijski tok
določeno iz pogoja (1):
, torej

V formuli (6) je glavna komponenta tok
, v kolikor
.

Dinamični upor kolektorskega spoja je

Kje
- koeficient, odvisen od koncentracije donorskih atomov v bazi, od širine baze in od difuzijske dolžine
. Pri
in
dobimo
.

Tranzistorska preklopna vezja

8. Tranzistor je mogoče priključiti na zunanje napetostne vire v skladu z eno od treh shem: s »skupno bazo« (slika 6), s »skupnim emiterjem« (slika 7) in s »skupnim kolektorjem« ( Slika 8). H
Pogosto je v tem primeru "skupni" (za vire napetosti) izhod tranzistorja povezan z ohišjem instrumenta (ozemljen). Na sl. 6-8 prikazuje vrednosti prednapetostne napetosti na EP in povratno pristransko napetost
na menjalniku, izraženo z napetostjo virov energije. Pogledali si bomo dve najpogostejši

v praksi naleteli na različice sheme.

A
.Skupno osnovno vezje

Tu je vhod emiterski tok , vhodna napetost - napetost
. Od EP
, potem iz izraza (2) enačba "vhodnih statičnih značilnosti" tranzistorja ustreza običajnim tokovno-napetostnim karakteristikam diode, ko je ta neposredno vklopljena. Vhodna družina

značilnosti odvisnosti

prikazano na sl. 9. Zelo slabo je odvisen od napetosti
, vendar se znatno premakne v levo z naraščajočo temperaturo zaradi povečanja
.

Vhodni dinamični upor tranzistorja se določi iz vhodnih značilnosti kot

Približno je enak upornosti .

V skupni osnovni shemi

izhodi so trenutni in napetost
, in na CP
.

Enačba "izhodne statične karakteristike" je izraz (6), ki kaže, da je tok ni odvisna od napetosti
in jo določajo samo tokovi in
. Takšna "enako oddaljena v prirastku toka » značilnosti morajo biti vzporedne z napetostno osjo
.

Realne izhodne lastnosti

razlikujejo od teoretičnih, najprej s pozitivno vrednostjo na kolektorju
, ko kolektor preneha biti potencialna vrtina za osnovne luknje in je način ekstrakcije kršen.

Z negativno polarnostjo (na kolektorju) napetostjo
, zaradi "modulacije", navedene v odstavku 2, osnovna širina , se koeficient nekoliko poveča
in povečanje toka z naraščajočo napetostjo
. Tokovno-napetostne karakteristike kolektorja dobijo rahel naklon. Družina izhodnih statičnih lastnosti tranzistorja v skupnem osnovnem vezju je prikazana na sliki 10. Ko se temperatura dvigne, se tok poveča.
, in celotna družina značilnosti se premakne navzgor.

S temi značilnostmi lahko najdete dinamično izhodno upornost tranzistorja

nekoliko drugačen od
.

P
od
, v vezju s skupno bazo ni mogoče dobiti tokovnega ojačanja, t.j.
. Tranzistor tukaj deluje kot napetostni ojačevalnik ali kot ojačevalnik moči. Če je napetost
na EP vsebuje spremenljivo komponento
, nato spremenljivka

emiterski tok bo imel tudi komponento: izhaja iz izraza (9) . Zato je v skladu z (12) spremenljiva komponenta kolektorskega toka. Za pridobitev izmenične napetosti
na izhodu tranzistorja je obremenitveni upor vključen v njegovo kolektorsko vezje skozi katerega teče tok
, torej

.

Povečanje napetosti

Upornost obremenitve je izbrana iz pogoja
. Torej, kje
, in
, Ker
. Posledično je povečanje napetosti v tranzistorskem vezju s skupno bazo sorazmerno z razmerjem uporov KP in EP.

UDK 621.382.3.083.8:006.354 Skupina E29

DRŽAVNI STANDARD ZVEZE SSR

TRANSISTORJI

Metoda namere povratnega toka kolektorja

Metoda za merjenje povratnega toka kolektorja

(ST SEV 3998-83)

GOST 10864-68

Z Odlokom Državnega komiteja za standarde Sveta ministrov ZSSR z dne 14. junija 1974 št. 1478 je bilo obdobje uvedbe določeno od 01.01.76.

Preverjeno leta 1984. Z Odlokom državnega standarda z dne 29. 1. 85 št. 184 je bil rok veljavnosti podaljšan na 01. 01. 94.

Neupoštevanje standarda se kaznuje z zakonom

Ta standard velja za bipolarne tranzistorje vseh razredov in določa metodo za merjenje povratnega toka kolektorja od I do bo (tok skozi spoj kolektor-baza pri dani povratni napetosti kolektorja in z odprtim vezjem oddajnika) večji od 0,01 µA.

Standard je skladen s ST SEV 3998-83 glede merjenja povratnega toka kolektorja (referenčni dodatek).

Splošni pogoji za merjenje povratnega toka kolektorja morajo biti v skladu z zahtevami GOST 18604.0-83.

1. OPREMA

1.1. Merilne naprave, v katerih se uporabljajo kazalci, morajo zagotavljati meritve z osnovno napako v območju ± 10 % končne vrednosti delovnega dela lestvice, če ta vrednost ni manjša od 0,1 μA, in znotraj ± 15 % končne vrednosti. delovnega dela lestvice, če je ta vrednost manjša od 0,1 uA.

Pri merilnih napravah z digitalnim odčitkom mora biti glavna merilna napaka znotraj ±5 % izmerjene vrednosti ±1 predznak najmanjše števke diskretnega odčitka.

Uradna objava Ponatis prepovedan

* Ponovna izdaja (december 1985) s spremembami št. 1, 2, odobrenimi avgusta 1977, aprila 1984

GNUS 9-77, 8-84).

Za pulzno metodo merjenja I%bo pri uporabi kazalnih instrumentov mora biti glavna merilna napaka znotraj ± 15 % končne vrednosti delovnega dela lestvice, če ta vrednost ni manjša od 0,1 μA, pri uporabi digitalnih instrumentov , znotraj ± 10 % izmerjenih vrednosti ± 1 predznak najmanjše pomembne števke diskretnega odčitka.

1.2. Dovoljeni so tokovi uhajanja v tokokrogu oddajnika, ki ne vodijo do presežka osnovne merilne napake nad vrednostjo, določeno v točki 1.1.

2. PRIPRAVA NA MERITEV

2.1. Strukturni električni tokokrog za merjenje povratnega toka kolektorja mora ustrezati tistemu, ki je prikazan na risbi.

testni tranzistor

(Prenovljena izdaja, Rev. št. 2).

2.2. Glavni elementi, vključeni v shemo, morajo izpolnjevati spodaj navedene zahteve.

2.2.1. Padec napetosti na notranjem uporu merilnika enosmerne napetosti IP1 ne sme presegati 5 % odčitkov merilnika enosmerne napetosti IP2.

Če padec napetosti na notranjem uporu merilnika DC IP1 presega 5 %, je potrebno napajalno napetost h U s povečati za vrednost, ki je enaka padcu napetosti na notranjem uporu merilnika DC IP1.

2.2.2. Napetost vira DC kolektorja ne sme presegati 2%.

Vrednost napetosti U K je navedena v standardih ali specifikacijah za tranzistorje določenih tipov in jo nadzoruje merilnik enosmerne napetosti IP2.

2.3. Dovoljeno je meriti 1 kbo močnih visokonapetostnih tranzistorjev z impulzno metodo.

Merjenje se izvaja v skladu s shemo, določeno v standardu, medtem ko enosmerni vir nadomešča impulzni generator.

2.3.1. Trajanje impulza t in je treba izbrati iz razmerja

kjer je x \u003d R g -C / s -,

Rr - povezan zaporedno s tranzistorskim spojem, skupnim uporom upora in notranjim uporom generatorja impulzov;

C to je kapacitivnost kolektorskega spoja preizkušanega tranzistorja, katere vrednost je navedena v standardih ali specifikacijah za tranzistorje določenih tipov.

(Spremenjena izdaja, Rev. št. 1, 2).

2.3.2. Delovni cikel impulzov mora biti najmanj 10. Trajanje impulzne fronte generatorja Tf mora biti

t f<0,1т и.

2.3.3. Vrednosti napetosti in toka se merijo z merilniki amplitude.

2.3.4. Parametri impulza morajo biti določeni v standardih ali specifikacijah za tranzistorje določenih tipov.

2.3.5. Temperatura okolice med merjenjem mora biti znotraj (25±10) °C.

(Dodatno uvedeno, sprememba št. 2).

3. MERITEV IN OBDELAVA REZULTATOV

3.1. Kolektorski povratni tok se meri na naslednji način. Na kolektor se iz enosmernega vira dovede povratna napetost U^, z merilnikom enosmernega toka IP1 pa se izmeri povratni kolektorski tok 1tsbo.

Dovoljeno je meriti povratni tok kolektorja z vrednostjo padca napetosti na kalibriranem uporu, vključenem v vezje izmerjenega toka. V tem primeru je treba upoštevati razmerje R K / kbo ^ 0,05 U K. Če padec napetosti na uporu R K presega 0,05 U k, je treba napetost U K povečati za vrednost (enako padcu napetosti na uporu

(Prenovljena izdaja, Rev. št. 1).

3.2. Postopek za merjenje 1w z pulzno metodo je podoben tistemu, ki je določen v točki 3.1.

3.3. Pri merjenju I kbo po pulzni metodi je treba izključiti vpliv napetostnega vala, zato se impulzni tok meri po časovnem intervalu najmanj Ztf od trenutka

Shematski diagram dokaj preprostega testerja tranzistorjev z nizko močjo je prikazan na sl. 9. Gre za avdio frekvenčni generator, ki se z delujočim tranzistorjem VT vzbuja, oddajnik HA1 pa reproducira zvok.

riž. 9. Vezje preprostega testerja tranzistorjev

Napravo napaja baterija tipa 3336L GB1 z napetostjo od 3,7 do 4,1 V. Kot oddajnik zvoka se uporablja telefonska kapsula z visokim uporom. Po potrebi preverite strukturo tranzistorja n-p-n samo obrni polarnost baterije. To vezje se lahko uporablja tudi kot zvočna signalna naprava, ki jo ročno upravljate s tipko SA1 ali s kontakti katere koli naprave.

2.2. Naprava za preverjanje zdravja tranzistorjev

Kirsanov V.

S to preprosto napravo lahko preverite tranzistorje, ne da bi jih spajkali iz naprave, v kateri so nameščeni. Tam morate samo izklopiti napajanje.

Shematski diagram naprave je prikazan na sl. 10.

riž. 10. Shema naprave za preverjanje zdravja tranzistorjev

Če so terminali testiranega tranzistorja V x priključeni na napravo, ta skupaj s tranzistorjem VT1 tvori kapacitivno sklopljeno simetrično multivibratorsko vezje, in če tranzistor deluje, bo multivibrator ustvaril nihanja zvočne frekvence, ki po ojačanju s tranzistorjem VT2, bo reproduciral oddajnik zvoka B1. S stikalom S1 lahko spremenite polarnost napetosti, ki se dovaja na preizkušeni tranzistor, glede na njegovo strukturo.

Namesto starih germanijevih tranzistorjev MP 16 lahko uporabite sodoben silicij KT361 s katerim koli črkovnim indeksom.

2.3. Tester tranzistorjev srednje do visoke moči

Vasiljev V.

S to napravo je mogoče izmeriti povratni tok kolektor-emiter tranzistorja I KE in koeficient prenosa statičnega toka v vezju s skupnim oddajnikom h 21E pri različnih vrednostih osnovnega toka. Naprava vam omogoča merjenje parametrov tranzistorjev obeh struktur. Shema vezja naprave (slika 11) prikazuje tri skupine vhodnih sponk. Skupini X2 in X3 sta zasnovani za povezovanje tranzistorjev srednje moči z različnimi razporeditvami zatičev. Skupina XI - za tranzistorje velike moči.

Gumbi S1-S3 nastavijo osnovni tok preizkušenega tranzistorja: 1,3 ali 10 mA Stikalo S4 lahko spremeni polarnost povezave baterije glede na strukturo tranzistorja. Kazalna naprava PA1 magnetoelektričnega sistema s skupnim odklonskim tokom 300 mA meri kolektorski tok. Napravo napaja baterija tipa 3336L GB1.

riž. enajst. Preskusno vezje za srednje in visoko moč tranzistorja

Preden priključite preizkušeni tranzistor na eno od skupin vhodnih sponk, morate stikalo S4 nastaviti v položaj, ki ustreza strukturi tranzistorja. Po priključitvi bo naprava pokazala vrednost povratnega toka kolektor-emiter. Nato z enim od gumbov S1-S3 vklopite osnovni tok in izmerite kolektorski tok tranzistorja. Statični tokovni prenosni koeficient h 21E se določi tako, da se izmerjeni kolektorski tok deli z nastavljenim osnovnim tokom. Ko je spoj pokvarjen, je kolektorski tok nič, in ko je tranzistor pokvarjen, zasvetijo indikatorske lučke H1, H2 tipa MH2.5–0.15.

2.4. Tester tranzistorjev z indikatorjem

Vardaškin A.

Pri uporabi te naprave je možno izmeriti povratni kolektorski tok I OBE in statični tokovni prenosni koeficient v vezju s skupnim oddajnikom h 21E bipolarnih tranzistorjev majhne in velike moči obeh struktur. Shematski diagram naprave je prikazan na sl. 12.

riž. 12. Shema testerja tranzistorja z indikatorjem

Preizkušeni tranzistor je priključen na sponke naprave, odvisno od lokacije sponk. Stikalo P2 nastavi način merjenja za tranzistorje majhne ali velike moči. Stikalo PZ spreminja polarnost baterije glede na strukturo krmiljenega tranzistorja. Za izbiro načina se uporablja stikalo P1 za tri položaje in 4 smeri. V položaju 1 se izmeri povratni kolektorski tok I OBE z odprtim vezjem oddajnika. Položaj 2 se uporablja za nastavitev in merjenje osnovnega toka I b. V položaju 3 se meri statični tokovni prenosni koeficient v vezju s skupnim oddajnikom h 21E.

Pri merjenju povratnega toka kolektorja močnih tranzistorjev je shunt R3 povezan vzporedno z merilno napravo PA1 s stikalom P2. Osnovni tok se nastavi s spremenljivim uporom R4 pod nadzorom kazalne naprave, ki ga z močnim tranzistorjem ranžira tudi upor R3. Za meritve statičnega tokovnega prenosnega koeficienta s tranzistorji majhne moči je mikroampermeter ranžiran z uporom R1, z močnimi pa z uporom R2.

Preskusno vezje je zasnovano za uporabo kot kazalna naprava mikroampermetra tipa M592 (ali katerega koli drugega) s skupnim deviacijskim tokom 100 μA, nič na sredini lestvice (100-0-100) in okvirjem upor 660 ohmov. Nato priključitev shunta z uporom 70 ohmov na napravo daje mejo merjenja 1 mA, upornost 12 ohmov - 5 mA in 1 ohm - 100 mA. Če uporabljate kazalno napravo z drugačno vrednostjo upora okvirja, boste morali ponovno izračunati upor shuntov.

2.5. Tester močnostnih tranzistorjev

Belousov A.

Ta naprava vam omogoča merjenje povratnega toka kolektor-emiter I KE, reverznega kolektorskega toka I OBE, pa tudi koeficienta prenosa statičnega toka v vezju s skupnim oddajnikom h 21E močnih bipolarnih tranzistorjev obeh struktur. Shema vezja testerja je prikazana na sl. trinajst.

riž. trinajst. Shematski diagram testerja močnostnega tranzistorja

Izhodi preizkušanega tranzistorja so povezani s sponkami ХТ1, ХТ2, ХТЗ, označenimi s črkami "e", "k" in "b". Stikalo SB2 se uporablja za preklapljanje polarnosti napajanja, odvisno od strukture tranzistorja. Pri merjenju se uporabljata stikala SB1 in SB3. Gumbi SB4-SB8 so zasnovani za spreminjanje meja merjenja s spreminjanjem osnovnega toka.

Za merjenje povratnega toka kolektor-emiter pritisnite gumba SB1 in SB3. V tem primeru se baza izklopi s kontakti SB 1.2, shunt R1 pa izklopi s kontakti SB 1.1. Potem je meja meritve toka 10 mA. Za merjenje povratnega toka kolektorja odklopite izhod oddajnika s terminala XT1, nanj priključite izhod baze tranzistorja in pritisnite gumba SB1 in SB3. Polni odklon kazalca spet ustreza toku 10 mA.

Pri tranzistorjih strukture p-p-p je treba polarnost vklopa napajalne baterije GB in merilne naprave RA obrniti.

Reverzni kolektorski tok Ikbo se meri pri dani reverzni napetosti na kolektorskem p-n stičišču in oddajnik je izklopljen (slika 57, a). Manjši kot je, višja je kakovost kolektorskega spoja in stabilnost tranzistorja.

Parameter h21e, ki označuje ojačevalne lastnosti tranzistorja, je definiran kot razmerje med kolektorskim tokom Ik in osnovnim tokom Ib, ki ga je povzročil, (slika 57, b), to je h2le ~ Ik / Iv. Večja kot je številčna vrednost tega parametra, večje je ojačanje signala, ki ga lahko zagotovi tranzistor.

Za merjenje teh dveh glavnih parametrov bipolarnih tranzistorjev z nizko močjo lahko priporočamo, da naredite predpono v krogu do zgoraj opisanega samoizdelanega avometra. Shema takšne predpone je prikazana na sl. 58, a. Preizkušeni tranzistor V je povezan z elektrodnimi vodniki na ustrezne sponke "E", "B" in "K" priključka, povezan (preko sponk XI, X2 in vodnikov z enopolnimi vtiči na koncih) z miliampermetrom. avometra, vklopljenega za mejo merjenja "1 mA". Stikalo S2 je predhodno nastavljeno v položaj, ki ustreza strukturi testiranega tranzistorja. Pri preverjanju tranzistorja strukture p-r-p s "Common." avometer je priključen na priključek XI priključka (kot na sliki 58, a), pri preverjanju tranzistorja strukture p-n-p pa je priključen priključek X2.

S postavitvijo stikala S1 v položaj "I KBO" se najprej izmeri povratni tok kolektorskega spoja, nato pa se s preklopom stikala S1 v položaj "h21e" izmeri statični tokovni prenosni koeficient. Odstopanje kazalca instrumenta na polni lestvici pri merjenju parametra I KB0 bo pokazalo okvaro kolektorskega spoja preskušanega tranzistorja.

Parameter h21e se meri pri fiksnem osnovnem toku, omejenem z uporom R1 na 10 μA. V tem primeru se tranzistor odpre in v njegovem kolektorskem vezju (vključno skozi miliampermeter) teče tok, sorazmeren s koeficientom h21e. Če na primer naprava fiksira tok 0,5 mA (500 μA), bo koeficient h21e testiranega tranzistorja 50 (500: 10 = 50). Tok 1 mA (odklon instrumentalne igle do konca lestvice) torej ustreza koeficientu h21e, ki je enak 100. Če igla instrumenta zapusti lestvico, je treba miliampermeter avometra preklopiti na naslednji tok meja meritve - "10 mA". V tem primeru bo celotna lestvica naprave ustrezala koeficientu h21e, ki je enak 1000, vsaka desetina pa bo ustrezala 100.

Upor R2, ki omejuje tok v merilnem vezju na 3 mA, je potreben za preprečitev poškodb merilne naprave zaradi okvare preizkušanega tranzistorja.
Možna zasnova priključka je prikazana na sl. 58b. Za sprednjo ploščo velikosti približno 130X75 mm je priporočljivo uporabiti list getinax ali textolit debeline 1,5-2 mm.

Sponke "E", "B" in "K> za priključitev sponk tranzistorja tipa "krokodil". Stikalo za vrsto meritev S1 je preklopno stikalo TP2-1, struktura tranzistorja S2 je TP1-2. Napajalna baterija GB1 - 3336L ali sestavljena iz treh elementov 332 je nameščena na plošči od spodaj, tam pa sta nameščena tudi omejevalna upora R1 in R2. Objemke (ali vtičnice) za priključitev priključka na avometer so nameščene na katerem koli priročnem mestu, na primer na zadnji strani škatle. Na vrhu plošče je prilepljeno kratko navodilo za delo z merilnim nastavkom. Zmogljivost in ocenite ojačevalne lastnosti tranzistorjev srednje in velike moči lahko preverite s preprosto napravo, katere vezje je prikazano na sl. 59. Preizkušeni tranzistor V je priključen na sponke, ki ustrezajo njegovim elektrodam. V tem primeru je ampermeter RA1 priključen na kolektorsko vezje tranzistorja za tok celotnega odklona puščice 1A, eden od uporov R1-R4 pa je priključen na osnovno vezje. Upornosti uporov so izbrane tako, da je tok osnovnega vezja tranzistorja mogoče nastaviti na 3, 10, 30 in 50 mA. Tako se preskus tranzistorja izvede pri fiksnih tokovih v osnovnem vezju, ki jih nastavi stikalo S1. Vir napajanja so trije zaporedno povezani elementi 373 ali nizkonapetostni usmernik, ki zagotavlja napetost 4,5 V pri toku obremenitve do 2A.

Številčna vrednost koeficienta prenosa statičnega toka testiranega tranzistorja je določena kot razmerje med kolektorskim tokom in osnovnim tokom, ki ga je povzročil. Na primer, če je stikalo S1 nastavljeno na osnovni tok 10 mA in ampermeter PA 1 beleži tok 500 mA, potem je koeficient h21e tega tranzistorja 50 (500: 10 = 50).

Zasnova takšne naprave - tester tranzistorjev je poljubna. Lahko se izdela kot nastavek na avometer, katerega ampermeter je zasnovan za merjenje enosmernih tokov do več amperov.

Tranzistor je treba čim prej preveriti, saj se že pri kolektorskem toku 250 ... 300 mA začne segrevati in s tem vnašati napake v rezultate meritev.