Показать меню

Однопереходный транзистор

13.08.2022
26

Однопереходный транзистор (двухбазовый диод, ОПТ) — полупроводниковый прибор с тремя электродами и одним p-n переходом. Однопереходный транзистор принадлежит к семейству полупроводниковых приборов с вольт-амперной характеристикой, имеющей участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Устройство и обозначение

Основой транзистора является кристалл полупроводника (например n-типа), который называется базой . На концах кристалла имеются омические контакты Б1 и Б2, между которыми располагается область, имеющая выпрямляющий контакт Э с полупроводником p-типа, выполняющим роль эмиттера.

Выпускался в СССР и имел обозначение КТ 117А (Б, В, Г). Зарубежные аналоги — 2N6027, 2N6028 — выпускаются и сейчас.

История

Конструкция прибора относится к сплавным структурам на брусках германия, впервые описанным Шокли, Пирсоном и Хайнсом. В то время такая структура называлась нитевидным транзистором. В процессе развития прибор имел объёмную структуру, затем диффузионно-планарную и, наконец, эпитаксиально-планарную. Изменялось и его название от «диода с двойной базой» до последнего «однопереходного транзистора».

Принцип работы

Усилительные и переключающие свойства ОПТ обусловлены изменением сопротивления базы в результате инжекции в неё неосновных носителей зарядa.

Принцип действия однопереходного транзистора удобно рассматривать, воспользовавшись эквивалентной схемой, где верхнее сопротивление R B 1 {displaystyle R_{B1}} и нижнее сопротивление R B 2 {displaystyle R_{B2}} — сопротивления между соответствующими выводами базы и эмиттером, а диодом показан — эмиттерный р-n переход.

Ток, протекающий через сопротивления R B 1 {displaystyle R_{B1}} и R B 2 {displaystyle R_{B2}} , создаёт на первом из них падение напряжения, смещающее диод Д в обратном направлении. Если напряжение на эмиттере Uэ меньше падения напряжения на сопротивлении R B 1 {displaystyle R_{B1}} — диод Д закрыт, и через него течёт только ток утечки. Когда же напряжение Uэ становится выше напряжения на сопротивлении R B 1 {displaystyle R_{B1}} , диод начинает пропускать ток в прямом направлении. При этом падение напряжения на сопротивлении R B 1 {displaystyle R_{B1}} уменьшается, что приводит к увеличению тока в цепи Д- R B 1 {displaystyle R_{B1}} , что в свою очередь, вызывает дальнейшее уменьшение падения напряжения на R B 1 {displaystyle R_{B1}} . Этот процесс протекает лавинообразно. Сопротивление R B 1 {displaystyle R_{B1}} уменьшается быстрее, чем увеличивается ток через р-n переход, в результате на вольт-амперной характеристике однопереходного транзистора, появляется область отрицательного сопротивления. При дальнейшем увеличении тока зависимость сопротивления R B 1 {displaystyle R_{B1}} от тока через р-n переход уменьшается, и при значениях больших некоторой величины Iвыкл сопротивление не зависит от тока (область насыщения).

При уменьшении напряжения смещения Uсм вольт-амперная характеристика смещается влево и при отсутствии его обращается в характеристику открытого р-n перехода.

Параметры ОПТ

Основными параметрами однопереходных транзисторов являются:

  • межбазовое сопротивление R B B = R B 1 + R B 2 {displaystyle R_{BB}=R_{B1}+R_{B2}}
  • коэффициент передачи η {displaystyle eta } , характеризующий напряжение переключения и определяется по формуле
η = R B 1 R B 1 + R B 2 = R B 1 R B B {displaystyle eta ={frac {R_{B1}}{R_{B1}+R_{B2}}}={frac {R_{B1}}{R_{BB}}}}
  • напряжение срабатывания Ucp — минимальное напряжение на эмиттерном переходе, необходимое для перехода прибора из состояния с большим сопротивлением в состояние с отрицательным сопротивлением
  • ток включения Iвкл — минимальный ток, необходимый для включения однопереходного транзистора, то есть перевода его в область отрицательного сопротивления
  • ток выключения Iвыкл — наименьший эмиттерный ток, удерживающий транзистор во включенном состоянии
  • напряжение выключения Uвыкл — напряжение на эмиттерном переходе при токе через него, равном Iвыкл;
  • обратный ток эмиттера Iэо — ток утечки закрытого эмиттерного перехода

Применение

Однопереходные транзисторы получили широкое применение в различных устройствах автоматики, импульсной и измерительной техники — генераторах, пороговых устройствах, делителях частоты, реле времени и т. д. Хотя основной функцией ОПТ является переключатель, в основном функциональным узлом среди большинства схем на ОПТ является релаксационный генератор.

В связи с относительно большим объёмом базы однопереходные транзисторы уступают биполярным по частотным характеристикам.

Еще по этой теме:
Слой обогащения
14:00, 10 июнь
Слой обогащения
Слой обогащения (также: обогащённый слой, или область обогащения) — область в полупроводнике около его поверхности или стыка с другим материалом, концентрация основных носителей заряда в которой
Транзисторно-транзисторная логика
04:01, 17 ноябрь
Транзисторно-транзисторная логика
Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ, TTL) — разновидность цифровых логических микросхем, построенных на основе биполярных транзисторов и резисторов. Название транзисторно-транзисторный возникло
Составной транзистор
20:43, 07 декабрь
Составной транзистор
Составной транзистор — электрическое соединение двух (или более) биполярных транзисторов, полевых транзисторов или IGBT-транзисторов с целью улучшения их электрических характеристик. К этим схемам
Рулетки MMS – незаменимое оборудование в нефтяной отрасли
00:29, 17 март
Рулетки MMS – незаменимое оборудование в нефтяной отрасли
Сегодня практически в каждой промышленной сфере применяется контрольно-измерительное оборудование, и нефтедобывающая отрасль не исключение.
Анализ содержания макрокомпонентов почвенного воздуха (часть 2)
14:28, 13 март
Анализ содержания макрокомпонентов почвенного воздуха (часть 2)
Отечественная промышленность выпускает серию таких приборов под общим названием ПГА (портативный газоанализатор). Для исследования макрокомпонентов почвенного воздуха наиболее подходящими являются
Описание прибора «LANDMAPPER-03» (часть 1)
14:26, 13 март
Описание прибора «LANDMAPPER-03» (часть 1)
Основное предназначение - измерение электрических параметров почв: удельного электрического сопротивления, электропроводности и естественных электрических потенциалов. Прибор проводит эти измерения в
Комментарии:
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail: