Смекни!
smekni.com

Основные качества полупроводников (стр. 6 из 9)


3. Биполярные транзисторы

Биполярным транзистором называют трехполюсный электропреобразовательный полупроводниковый прибор с двумя выпрямляющими электрическими переходами, способный усиливать мощность за счет инжекции и экстракции неосновных носителей заряда.

Транзисторы называются биполярными так как их работа основана на использовании носителей обеих полярностей – электронов и дырок.

Устройство транзистора схематично показано на рисунке 3.1

Рисунок 3.1

Транзистор представляет собой пластину полупроводника, в которой создано три области различной проводимости, разделенные двумя p-n переходами.

Одну из крайних областей транзистора легируют значительно сильнее, чем две другие. Эту область используют для инжекции свободных носителей и называют эмиттером. Промежуточную область называют базой. Основное назначение третей области – коллектора – экстракция и выведение неосновных носителей из базы. Поэтому размеры коллектора больше, чем эмиттера.

В зависимости от порядка чередования областей различают транзисторы n-p-n и p-n-p типов. Их обозначения приведены на рисунке 3.2


Рисунок 3.2

С точки зрения технологии изготовления различают сплавные, диффузионные и планарные транзисторы. В сплавных и диффузионных транзисторах крайние области создают с помощью вплавления или диффузии соответствующих примесей в базовую пластину полупроводника. В планарных (плоских) транзисторах чередование областей создают с помощью последовательной диффузии различных примесей (рис.3.3).

Рисунок 3.3

Коллектор двухслойный типа n+n. Область n+ обеспечивает малое сопротивление коллекторной области, область n – малую емкость и высокое пробивное напряжение коллектора.

Классификация биполярных транзисторов

Условные обозначения биполярных транзисторов, выпущенных до 1964 года, состоят из букв (П или МП) и цифр, определяющих тип исходного материала, допустимую рассеиваемую мощность и граничную частоту:

от 1 до 99 — германиевые маломощные низкой частоты;

от 101 до 199 — кремниевые маломощные низкой частоты;

от 201 до 299 — германиевые мощные низкой частоты;

от 301 до 399 — кремниевые мощные низкой частоты;

от 401 до 499 — германиевые маломощные высокой и сверхвысокой частот;

от 501 до 599 — кремниевые маломощные высокой и сверхвысокой частот;

от 601 до 699 — германиевые мощные высокой и сверхвысокой частот;

от 701 до 799 — кремниевые мощные высокой и сверхвысокой частот.

После цифр может стоять буква, определяющая разбраковку транзисторов по параметрам.

После 1964 года маркировка проводилась по ГОСТ 10862 - 64, ГОСТ 10862 - 72, а затем по ОСТ 11.336.038 - 77, ОСТ 11.396.419 - 81. Согласно ГОСТ 10862 - 64 обозначения полупроводниковых приборов состоят из четырёх элементов:

Первый элемент – буква или цифра обозначает исходный материал полупроводника Г или 1 – германий. К или 2 – кремний.

Второй элемент – буква, указывающая класс и группу приборов.

Т – транзисторы,

П – полевые транзисторы.

Третий элемент – число указывающее назначение или электрические свойства транзисторов. Первая цифра этой комбинации определяет допустимую рассеиваемую мощность и граничную частоту транзистора в соответствии с таблицей 3.1.

Таблица 3.1. Определение допустимой рассеиваемой мощности и граничной частоты транзистора .

P &bsol;f < 3 МГц НЧ 3 … 30 МГц СрЧ > 30 МГц ВЧ и СВЧ
Малой мощности < 0,3 Вт 1 2 3
Средней мощности 0,3 … 3 Вт 4 5 6
Мощные > 3 Вт 7 8 9

Четвертый элемент – буква, указывает подтип прибора (модификация по параметрам).

Основные параметры транзисторов

fгр - граничная частота коэффициента передачи тока. Частота, при которой модуль коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером экстраполируется к единице. Частота, равная произведению модуля коэффициента передачи тока на частоту измерения, которая находится в диапазоне частот, где справедлив закон изменения модуля коэффициента передачи тока 6 дБ на октаву.

fh21 - предельная частота коэффициента передачи тока биполярного транзистора. Частота, на которой модуль коэффициента передачи тока падает на 3 дБ по сравнению с его низкочастотным значением.

h21Э - статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора. Отношение постоянного тока коллектора к постоянному току базы при заданных постоянном обратном напряжении коллектор - эмиттер и токе эмиттера в схеме с общим эмиттером.

h21э - коэффициент передачи тока биполярного транзистора в режиме малого сигнала в схеме с общим эмиттером. Отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению входного тока в режиме короткого замыкания выходной цепи по переменному току в схеме с общим эмиттером.

Ік - ток коллектора транзистора.

Ікбо - обратный ток коллектора. Ток через коллекторный переход при заданном обратном напряжении коллектор - база и разомкнутом выводе эмиттера.

Ік.макс - максимально допустимый постоянный ток коллектора транзистора. Ік.и.макс - максимально допустимый импульсный ток коллектора транзистора.

Ікэк - обратный ток коллектор - эмиттер при короткозамкнутых выводах базы и эмиттера. Ток в цепи коллектор - эмиттер при заданном обратном напряжении коллектор - эмиттер и короткозамкнутых выводах эмиттера и базы.

Ікэо - обратный ток коллектор - эмиттер при разомкнутом выводе базы. Ток в цепи коллектор - эмиттер при заданном напряжении коллектор - эмиттер и разомкнутом выводе базы.

ІкэR- обратный ток коллектор - эмиттер при заданном сопротивлении в цепи база - эмиттер. Ток в цепи коллектор - эмиттер при заданном обратном напряжении коллектор - эмиттер и заданном сопротивлении в цепи база - эмиттер.

Ікэх - обратный ток коллектор - эмиттер заданном обратном напряжении база - эмиттер.

Іэ - ток эмиттера транзистора.

Іэбо - обратный ток эмиттерного перехода при разомкнутом выводе коллектора транзистора.

Іэ.макс - максимально допустимый постоянный ток эмиттера транзистора.

Іэ.и.макс - максимально допустимый импульсный ток эмиттера транзистора.

Кш - коэффициент шума транзистора. Для биполярного транзистора это отношение мощности шумов на выходе транзистора к той её части, которая вызвана тепловыми шумами сопротивления источника сигнала.

Рмакс - максимально допустимая постоянно рассеиваемая мощность.

Рк.макс - максимально допустимая постоянная мощность, рассеивающаяся наколлекторе транзистора.

Рк.и.макс - максимально допустимая импульсная мощность, рассеивающаяся на коллекторе транзистора.

Рк.ср.макс - максимально допустимая средняя мощность, рассеивающаяся на коллекторе транзистора.

Q - скважность.

Rтп-с - тепловое сопротивление от перехода к окружающей среде.

Rтп-к - тепловое сопротивление от перехода к корпусу транзистора.

tвкл - время включения биполярного транзистора. Интервал времени, являющийсясуммой времени задержки и времени нарастания.

tвыкл - время выключения биполярного транзистора. Интервал времени между моментом подачи на базу запирающего импульса и моментом, когда напряжение на коллекторе транзистора достигнет значения, соответствующего 10 % его амплитудного значения.

Тмакс - максимальная температура корпуса транзистора.

Тп.макс - максимальная температура перехода транзистора.

tрас - время рассасывания биполярного транзистора. Интервал времени между моментом подачи на базу запирающего импульса и моментом, когда напряжение на коллекторе транзистора достигает заданного уровня.

Uкб - напряжение коллектор - база транзистора.

Uкбо.макс - максимально допустимое постоянное напряжение коллектор - база при токе эмиттера, равном нулю.

Uкбо.и.макс - максимально допустимое импульсное напряжение коллектор - база при токе эмиттера, равном нулю.

Uкэо.гр - граничное напряжение между коллектором и эмиттером транзистора при разомкнутой цепи базы и заданном токе эмиттера.

UкэR макс - максимальное напряжение между коллектором и эмиттером при заданном (конечном) сопротивлении в цепи база - эмиттер транзистора.

Uкэх.и.макс - максимально допустимое импульсное напряжение между коллектором и эмиттером при заданных условиях в цепи база - эмиттер.

Uкэ - напряжение коллектор - эмиттер транзистора.

Uкэ.нас - напряжение насыщения между коллектором и эмиттером транзистора. Uэбо.макс - максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер - база при токе коллектора, равном нулю.


Класификация биполярных транзисторов относительно основных параметров


Тип прибора
Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, мА Ік.и.макс,мА UкэR.гр, {Uкэо.макс}, B Uэбо. макс,B Рк.макс, {Рк.и.макс}, мВт h21, {h21Э} Uкб, {Uкэ}, B Iэ, {Iк}, мА Uкэ. нас, B Ікбо, мкА fгp, {fh21}, МГц
1Т102 6 - 5 5 30 20 5 1 - 10 1
КТ214Е-1 50 100 {20} 20 50 40 1 0,04 0,6 1 -
М5А 70 150 {15} 10 75 {20.50} 1 10 0,15 20 1
МП42А 100 200 15 - 200 {30.50} {1} {10} 0,2 25 1
П41 20 150 15 10 150 30.100 5 1 - 15 1
П40А 20 150 30 5 150 20.80 5 1 - - -
Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, мА Ік.и.макс,мА Uкэя.макс, {икэо.гр}, B Uкбо. макс,B Рк.макс, {Р макс}, мВт h21,{h21Э} Uкб, {икэ}, B 1э, {Ік}, мА Uкэ.нас, B Ікбо, {1кэк}, мкА fгp, {fh21}, МГц
2Т127А-1 50 - {25} 25 15 {15.60} {5} 1 0,5 1 0,1
2Т127Б-1 50 - {25} 25 15 {40.200} {5} 1 0,5 1 0,1
М3А 50 100 {15} 15 75 {18.55} 1 10 0,5 {20} 1
МП9А 20 150 {15} 15 {150} 15.45 5 1 - 30 {1}
МП113 20 100 10 10 {150} 15.45 5 1 - 3 {1}
ТМ3А 50 100 {15} 15 75 {18.55} 1 10 0,5 {20} 1
Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, мА Ік.и.макс,мА UкэR.гр, {Uкэо.макс}, B Uэбо. макс,B Рк.макс, {Рк.и.макс}, мВт h21, {h21Э} Uкб, {Uкэ}, B Iэ, {Iк}, мА Uкэ. нас, B Ікбо, мкА fгp, {fh21}, МГц
1Т101Б 10 - 15 15 50 {60.120} 5 1 - 15 {5}
2Т203В 10 50 15 15 150 {60.200} 5 1 - - 10
КТ208Б 150 300 20 20 200 40.120 1 30 0,4 - 5
КТ209А 300 500 15 15 200 20.60 1 30 0,4 - 5
П28 6 - 5 5 30 {33.100} 5 0,5 - 3 {5}
П406 5 - {6} 6 30 {20} 6 1 - 6 {10}
Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, мА Ік.и.макс,мА UкэR.гр, {Uкэо.макс}, B Uэбо. макс,B Рк.макс, {Рк.и.макс}, мВт h21, {h21Э} Uкб, {Uкэ}, B Iэ, {Iк}, мА Uкэ. нас, B Ікбо, мкА fгp, {fh21}, МГц
П307 30 120 80 80 250 16.50 20 10 - 3 20
П307А 30 120 80 80 250 30.90 20 10 - 3 20
П307Б 15 120 80 80 250 50.150 20 10 - 3 20
П307Г 15 120 80 80 250 16.50 20 10 - 3 20
П308 30 120 120 120 250 30.90 20 10 - 3 20
Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, мА Ік.и.макс, мА Uкэя.макс, {Uкэо.гр}, [Uкэо.макс], B Uкбо. макс, B Uэбо. макс, B Рк.макс, мВт h21, {h21Э} Uкб, {икэ}, B Iэ, {Iк}, мА Uкэ. нас, B Ікбо, мкА fгр, {fмакс}, МГц Кш, дБ
2Т3117А 400 800 60 60 4 {300} 40.200 5 200 0,5 5 200 -
ГТ311Б 50 - 12 - 2 150 30.180 3 15 0,3 5 - -
КТ312Б 30 60 35 - 4 {225} 25.100 2 20 0,8 10 - -
КТ315И 50 - 60 - 6 100 30 {10} {1} - 1 250 -
КТ339А 25 - {25} 40 4 260 25 10 7 - 1 300 -
КТ3102В 100 200 {30} 30 5 {250} 200.500 5 2 - 0,01 - 10
Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, мА Ік.и.макс, мА Uкэя.макс, {Uкэо.гр}, [Uкэо.макс], B Uкбо. макс, B Uэбо. макс, B Рк.макс, мВт h21, {h21Э} Uкб, {икэ}, B Iэ, {Iк}, мА Uкэ. нас, B Ікбо, мкА fгр, {fмакс}, ГГц Кш, дБ
1Т313А 50 - {7} 12 0,7 100 10.230 {3} 15 0,7 5 0,3.1 8
ГТ376А 10 - {7} 7 0,25 35 10.150 5 2 - 5 1 4
КТ326А 50 - 15 20 4 200 20.70 2 10 1,2 0,5 0,4 -
КТ3127А 20 - 20 20 3 100 25.150 5 3 - 1 0,6 5
КТ3128А 20 - 20 20 3 100 15.150 5 3 - 1 0,8 5
П418Г 10 - {7} 10 0,3 50 8.70 1 10 - 3 0,4 -

Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, мА Ік.и.макс, мА UкэR.макс, {Uкэо.гр}, [Uкэо.макс], B Uкбо. макс, B Uэбо. макс, B Рк.макс, мВт h21, {h21Э} Uкб, {икэ}, B Iэ, {Iк}, мА Uкэ. нас, B Ікбо, мкА fгр, {fмакс}, ГГц Кш, дБ
1Т311А 50 - 12 12 2 {150} 15.180 3 15 0,3 5 0,3 8
2Т368Б 30 60 15 15 4 {225} 50.300 1 {10} - 0,5 0,9 3,3
2Т396А-2 40 40 10 15 3 {30} 40.250 2 {5} - 0,5 2,1 -
КТ325Б 30 60 15 15 4 {225} 70.210 5 {10} - 0,5 0,8 -
КТ325В 30 60 15 15 4 {225} 160.400 5 {10} - 0,5 1 -
КТ366В 45 70 {10} 15 4,5 {90} 50.200 {1} 15 0,25 0,1 1 -
Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, А UкэR. макс, В Рк.макс, Вт Т,°С Тп.макс, °С Тмакс, °С h21Э Uкб, {Uкэ}, B Iэ,мА Ікбо, мкА fh21, МГц Rтп-с, °С / Вт
ГТ402А 0,5 25 0,6 - 85 55 30.80 1 3 20 1 100
ГТ402Б 0,5 25 0,6 - 85 55 60.150 1 3 20 1 100
ГТ402В 0,5 40 0,6 - 85 55 30.80 1 3 20 1 100
КТ502А 0,15 25 0,35 25 125 85 40.120 5 10 1 5 214
КТ502Б 0,15 25 0,35 25 125 85 80.240 5 10 1 5 214
КТ502В 0,15 40 0,35 25 125 85 40.120 5 10 1 5 214
Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, А UкэR. макс, В Рк.макс, Вт Т,°С Тп.макс, °С Тмакс, °С h21Э Uкб, {Uкэ}, B Iэ,мА Ікбо, мкА fh21, МГц Rтп-с, °С / Вт
ГТ404Е 0,5 25 0,6 25 85 55 60.150 1 3 25 1 100
ГТ404Ж 0,5 40 0,6 25 85 55 30.80 1 3 25 1 100
ГТ404И 0,5 40 0,6 25 85 55 60.150 1 3 25 1 100
КТ503А 0,15 {25} 0,35 - 125 - 40.120 5 {10} 1 5 214
КТ503Б 0,15 {25} 0,35 - 125 - 80.240 5 {10} 1 5 214
КТ503В 0,15 {40} 0,35 - 125 - 40.120 5 {10} 1 5 214

Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, мА Ік.и.макс, мА Uкэя.макс, {Uкэо.гр}, [Uкэо.макс], B Uкбо. макс, B Uэбо. макс, B Рк.макс, мВт h21, {h21Э} Uкб, {икэ}, B Iэ, {Iк}, мА Uкэ. нас, B Ікбо, мкА fгр, {fмакс}, МГц
2Т313А 0,6 0,7 [50] 60 5 1,5 30.120 10 1 0,5 0,5 200
2Т629АМ-2 1 - 50 50 4,5 1 25.80 1,5 500 0,8 5 250
2Т632А 0,1 0,35 [120] 120 5 0,5 50 {10} 1 0,5 1 200
КТ644Г 0,6 1 40 60 5 1 100.300 10 150 0,4 0,1 200
П607А 0,3 0,6 25 30 1,5 {1,5} 60.200 {3} {250} 2 300 60
П608 0,3 0,6 25 30 1,5 {1,5} 40.120 {3} {250} 2 300 90
Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, мА Ік.и.макс, мА Uкэя.макс, {Uкэо.гр}, [Uкэо.макс], B Uкбо. макс, B Uэбо. макс, B Рк.макс, мВт h21, {h21Э} Uкб, {икэ}, B Iэ, {Iк}, мА Uкэ. нас, B Ікбо, мкА fгр, {fмакс}, МГц
2Т608Б 0,4 0,8 60 60 4 0,5 50.160 5 200 1 10 200
КТ601А 0,03 - 100 100 2 0,5 16 {20} 10 - {500} 40
КТ603Е 0,3 0,6 10 10 3 0,5 60.200 2 150 1 1 200
КТ605А 0,1 0,2 250 300 5 0,4 10.40 40 20 8 [20] 40
КТ645Б 0,3 0,6 40 40 4 0,5 80 10 2 0,5 10 200
КТ646А 1 1,2 50 60 4 1 40.200 5 200 0,85 10 200
Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, А Ік.и.макс, А Uкэя.макс, {Uкэо.гр}, [Uкэо.макс], B Uкбо. макс, B Uэбо. макс, B Рк.макс, Вт h21, {h21Э} Uкб, {икэ}, B Iэ, {Iк}, А Uкэ. нас, B Ікбо, мА fгр, {fмакс}, МГц
1Т702В 30 - {40} 60 4 150 15.100 {1,5} 30 0,6 12 0,12
2Т818А 15 20 80 100 5 100 20 {5} {5} 1 - 3
ГТ703Д 3,5 - [40] - - 15 20.45 1 0,05 0,6 0,5 0,01
КТ814А 1,5 3 25 - 5 10 40 {2} {0,15} 0,6 0,05 3
КТ835А 3 - 30 30 - - 25 {1} {1} 0,35 0,1 3
П210 12 - {60} - - 60 15 - - - 12 {0,1}

Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, А Ік.и.макс,А UкэR.гр, {Uкэо.макс}, B Uэбо. макс,B Рк.макс, {Рк.и.макс}, Вт h21, {h21Э} Uкб, {Uкэ}, B Iэ, {Iк}, А Uкэ. нас, B Ікбо, мА fгp, {fh21}, МГц
2ТК235-40-1 25 40 90 6 {3300} 10 5 20 1,5 5 -
2Т704А 2,5 4 [1000] 4 15 10.100 15 1 5 [5] 3
2Т819В-2 15 20 40 5 40 20 {5} {5} 1 - 3
2Т848А 15 - 400 7 35 20 5 15 1,5 5 3
ГТ705Д 3,5 - {20} - 15 90.250 1 {0,5} 1 [1,5] {0,01}
КТ815А 1,5 3 25 5 10 40 2 0,15 0,6 {0,05} 3
Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, А Ік.и.макс,А UкэR.гр, {Uкэо.макс}, B Uэбо. макс,B Рк.макс, {Рк.и.макс}, Вт h21, {h21Э} Uкб, {Uкэ}, B Iэ, {Iк}, А Uкэ. нас, B Ікбо, мА fгp, {fh21}, МГц
1Т910АД 10 20 25 - 35 50.320 10 {10} 0,6 6 30
2Т505А 1 2 250 5 5 25.140 {10} {0,5} 1,8 0,1 20
ГТ906АМ 10 - 75 1,4 15 30.150 {10} {5} 0,5 {8} -
КТ837А 7,5 - {60} 15 30 10.40 5 2 2,5 0,15 -
КТ865А 10 - 160 6 100 40.200 {4} {2} 2 0,1 15
П601АИ - 1,5 25 0,7 3 40.100 3 0,5 2 1,5 20
Тип прибора Предельные значения параметров при Тп = 25 °С Значения параметров при Тп = 25 °С
Ік.макс, А Ік.и.макс,А UкэR.гр, {Uкэо.макс}, B Uэбо. макс,B Рк.макс, {Рк.и.макс}, Вт h21, {h21Э} Uкб, {Uкэ}, B Iэ, {Iк}, А Uкэ. нас, B Ікбо, мА fгp, {fh21}, МГц
2Т504Б 1 2 150 250 10 15.140 {5} {0,5} 1 0,1 20
2Т803А 10 - [60] - 60 18.80 10 5 2,5 1 20
П701Б 0,5 - [40] 40 10 30.100 {10} 0,5 7 0,1 20
П702 2 - {60} 60 40 25 {10} {1,1} 2,5 5 4
ТК135-25-0,5 16 25 {30} {50} 80 10.100 5 12,5 2 10 6
ТК135-25-1 16 25 {60} {100} 80 10.100 5 12,5 2 10 6

4.Интегральная микросхема