Электроника:Полупроводники/Биполярные транзисторы/Особенности транзисторов с биполярным переходом (ТБП)

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak)
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Особенности транзисторов с биполярным переходом (ТБП)[1]

Идеальный транзистор показал бы 0% искажений при усилении сигнала. При этом сие эталонное усиление распространяется на все частоты. Он мог бы контролировать ток в сотни ампер при сотнях градусов Цельсия. Но в унылой реальности имеющиеся устройства дают искажения. Усиление ограничено в высокочастотном конце спектра. Реальные детали выдерживают только десятки ампер, да и те нужно подавать аккуратно. Следует соблюдать осторожность при параллельном подключении транзисторов для получения более высокого тока. Работа при повышенных температурах может привести к выходу из строя транзисторов, если проявить беспечность.

Нелинейность

Усилитель с общим эмиттером класса A (аналогичный показанному в предыдущем разделе) почти полностью управляется до отсечки (рисунке 1 ниже). Обратите внимание, что положительный пик более плоский, чем отрицательный. Это искажение недопустимо во многих приложениях, например если на выходе нужно высококачественное аудио.

Рис. 1. Искажения большого сигнала в усилителе с общим эмиттером.
Рис. 1. Искажения большого сигнала в усилителе с общим эмиттером.

Усилители малых сигналов относительно линейны, поскольку они используют небольшой линейный диапазон значений характеристик транзистора. Усилители больших сигналов не являются на 100% линейными, поскольку характеристики транзисторов, такие как β, не являются постоянными, а изменяются в зависимости от коллекторного тока. β высокое при низком коллекторном токе и низкое при очень низком или высоком токе. Однако в первую очередь мы сталкиваемся с уменьшением β с увеличением тока коллектора.

Список соединений SPICE: для анализа переходных процессов и анализа Фурье:

common-emitter amplifier
Vbias 4 0 0.74
Vsig 5 4 sin (0 125m 2000 0 0)
rbias 6 5 2k
q1 2 6 0 q2n2222
r 3 2 1000
v1 3 0 dc 10
.model q2n2222 npn (is=19f bf=150
+ vaf=100 ikf=0.18 ise=50p ne=2.5 br=7.5
+ var=6.4 ikr=12m isc=8.7p nc=1.2 rb=50
+ re=0.4 rc=0.3 cje=26p tf=0.5n
+ cjc=11p tr=7n xtb=1.5 kf=0.032f af=1)
.fourier 2000 v(2)
.tran 0.02m 0.74m
.end
spice -b ce.cir;
Fourier analysis v(2):
THD: 10.4688 %
Гармоника Частота Norm Mag
1 2000 1
2 4000 0,0979929
3 6000 0,0365461
4 8000 0,00438709
5 10000 0,00115878
6 12000 0,00089388
7 14000 0,00021169
8 16000 3.8158e-05
9 18000 3.3726e-05

Анализ Фурье показывает 10% полных гармонических искажений.

Код SPICE (и результаты анализа Фурье для него) иллюстрируют, как количественно оценивать величину искажения. Команда «.fourier 2000 v(2)» указывает SPICE выполнить анализ Фурье на частоте 2000 Гц на выходе v(2). В командной строке с помощью директивы типа «spice -b имя_цепи.cir» выводится результат анализа Фурье, указанный в таблице. Анализ выдаёт значение THD (от англ. total harmonic distortion т.е. полное гармоническое искажение), которое равно более 10%. В таблице – вклад отдельных гармоник в общее искажение.

Частично преодолеть это искажение можно, если уменьшить коллекторный ток или задействовать усилитель на меньшей части линии нагрузки. Окончательное решение – использовать отрицательную обратную связь (см. раздел «Обратная связь» в этой же главе).

Температурный дрейф

Температура влияет на характеристики транзисторов по переменному и постоянному току. Двумя аспектами этой проблемы являются изменение температуры окружающей среды и самонагрев. Некоторые приложения (например, связанные с военной сферой или и автомобилестроением), требуют работы в расширенном температурном диапазоне. Цепи в благоприятных условиях подвержены самонагреву, особенно это касается цепей большой мощности.

Ток утечки IК0 и β увеличиваются с увеличением температуры. Бета-коэффициент по постоянному току (hFE) увеличивается экспоненциально. Бета-коэффициент по переменному току (hfe) тоже увеличивается, но не так прытко. Он удваивается при повышении температуры от -55° до 85°C. По мере увеличения температуры увеличение hfe приведёт к увеличению выходного сигнала с общим эмиттером, который в пограничных случаях может быть ограничен. Увеличение hFE сдвигает точку смещения, возможно, срезая один пик. Сдвиг точки смещения усиливается в многокаскадных усилителях с прямой связью. Решением является некоторая форма отрицательной обратной связи для стабилизации точки смещения. Это также стабилизирует усиление переменного тока.

Повышение температуры на рисунке 1.а ниже снизит VБЭ с номинальных 0,7 В для кремниевых транзисторов. Уменьшение VБЭ увеличивает коллекторный ток в усилителе с общим эмиттером, дополнительно смещая точку смещения. Переключения VБЭ «лечится» парой транзисторов, сконфигурированных как дифференциальный усилитель. Если оба транзистора на рисунке 1.б ниже имеют одинаковую температуру, VБЭ будет отслеживать изменение температуры и создавать компенсирующий эффект.

Рис. 2. (а) несимметричный (односторонний) усилитель с общим эмиттером или же (б) дифференциальный усилитель с компенсирующим VБЭ.
Рис. 2. (а) несимметричный (односторонний) усилитель с общим эмиттером или же (б) дифференциальный усилитель с компенсирующим VБЭ.

Максимальная рекомендуемая температура перехода для кремниевых устройств часто составляет 125°C. Однако для большей надёжности её следует снизить. Действие транзистора прекращается при температуре выше 150°C. Транзисторы из карбида кремния и алмаза работают на значительно более высоких температурах.

Тепловой разгон

Проблема с увеличением температуры, вызывающей увеличение коллекторного тока, заключается в том, что увеличение тока увеличивает мощность, рассеиваемую транзистором, что, в свою очередь, увеличивает его температуру. Этот самоусиливающийся цикл известен как тепловой разгон, который может разрушить транзистор. Опять же, решением является схема смещения с некоторой формой отрицательной обратной связи для стабилизации точки смещения.

Ёмкость перехода

Между выводами транзистора есть некоторая ёмкость (другими словами – между ними устанавливается паразитная ёмкостная «связь»). Ёмкость коллектор/база CКБ и ёмкость эмиттер/база CЭБ снижают усиление схемы общего эмиттера на более высоких частотах. В усилителе с общим эмиттером ёмкостная обратная связь от коллектора к базе эффективно умножает CКБ на β. Количество отрицательной обратной связи, снижающей усиление, связано как с усилением по току, так и с ёмкостью коллектор/база. Это так называемый эффект Миллера.

Шум

Конечная чувствительность усилителей слабого сигнала ограничена шумом из-за случайных изменений тока. Двумя основными источниками шума в транзисторах являются дробовой шум (возникает из-за потока носителей электрического заряда в базе) и тепловой шум. Источником теплового шума является сопротивление устройства, которое увеличивается с температурой:

Рис. 3. Формула, показывающая изменение напряжения под воздействием шума.
Рис. 3. Формула, показывающая изменение напряжения под воздействием шума.

Шум в транзисторном усилителе определяется как избыточный шум, генерируемый усилителем. Этот не тот шум, который усиливается от входа к выходу, а тот, что генерируется внутри усилителя. Это определяется путём измерения соотношения сигнал / шум (S / N) на входе и выходе усилителя. Выходное напряжение переменного тока усилителя с малым входным сигналом соответствует S + N, сигнал плюс шум. Напряжение переменного тока при отсутствии сигнала соответствует шуму N. Коэффициент шума, обозначенный как «F», определяется в терминах соотношения сигнал / шум на входе и выходе усилителя:

Рис. 4. Формула для расчёта коэффициента шума.
Рис. 4. Формула для расчёта коэффициента шума.

Коэффициент шума F для РЧ (радиочастотных) транзисторов обычно указывается в технических паспортах транзисторов в децибелах, FдБ. Хороший коэффициент шума УКВ (очень высокая частота, от 30 МГц до 300 МГц) составляет < 1 дБ. Коэффициент шума на частотах выше УВЧ значительно увеличивается, на 20 дБ за декаду:

Рис. 5. Зависимость коэффициента шума слаботочного транзистора от частоты.
Рис. 5. Зависимость коэффициента шума слаботочного транзистора от частоты.

На этом графике также показано, что шум на низких частотах увеличивается на 10 дБ за декаду с уменьшением частоты. Этот шум известен как шум 1 / f.

Коэффициент шума зависит от типа транзистора (нужно смотреть на номер детали и сверяться с техпаспортом компонента). РЧ-транзисторы с малым сигналом, используемые на входе антенны радиоприёмника, специально разработаны с учётом низкого коэффициента шума. Коэффициент шума зависит от тока смещения и согласования импеданса. Наилучший коэффициент шума для транзистора достигается при более низком токе смещения и, возможно, при несовпадении импеданса.

Тепловое рассогласование (проблема с параллельным включением транзисторов)

Если два идентичных силовых транзистора подключить параллельно (при более высоких токах), можно было бы ожидать, что они будут делить ток поровну. Однако из-за различий в характеристиках транзисторы ток поровну не распределяют.

Рис. 6. Для транзисторов, подключённых параллельно для увеличения мощности, требуются эмиттерные балластные резисторы.
Рис. 6. Для транзисторов, подключённых параллельно для увеличения мощности, требуются эмиттерные балластные резисторы.

Подбирать одинаковые транзисторы нецелесообразно. Коэффициент β для слаботочных транзисторов обычно находится в диапазоне 100–300, для мощных транзисторов: 20–50. Если бы каждый из них мог быть подобран, один всё равно может разогреться сильнее, чем другой из-за условий окружающей среды. Более горячий транзистор потребляет больше тока, что приводит к тепловому разгону. Решением при параллельном подключении биполярных транзисторов является установка эмиттерных резисторов, известных как балластные резисторы, с сопротивлением менее 1 Ом. Если более горячий транзистор потребляет больше тока, падение напряжения на балластном резисторе увеличивается – ввиду отрицательной обратной связи. Это уменьшает ток. Установка всех транзисторов на одном радиаторе также способствует выравниванию тока.

Высокочастотные эффекты

Характеристики транзисторного усилителя относительно постоянны до определённого момента, что показано на рисунке 7 ниже (график по коэффициенту усиления по току с общим эмиттером слабого сигнала при увеличении частоты). Ну а после критической точки характеристики транзистора ухудшаются с увеличением частоты.

Граничная частота

Граничная частота (частота отсечки для β или бета-отсечка), fT – это частота, на которой коэффициент усиления по току для слабого сигнала с общим эмиттером (hfe) падает до единицы. Практический усилитель должен иметь коэффициент усиления > 1. Таким образом, транзистор нельзя использовать в практическом усилителе на частоте fT. Более приемлемый предел для транзистора – это 0,1 × fT:

Рис. 7. Зависимости от частоты для коэффициент усиления по току для слабого сигнала с общим эмиттером (hfe).
Рис. 7. Зависимости от частоты для коэффициент усиления по току для слабого сигнала с общим эмиттером (hfe).

Некоторые кремниевые биполярные РЧ-транзисторы (радиочастотные) могут использоваться в качестве усилителей до нескольких ГГц. Кремний-германиевые устройства расширяют верхний диапазон до 10 ГГц.

Предельная частота

Предельная частота (частота отсечки для α или альфа-отсечка), fα – это частота, при которой α падает до 0,707 × α при низких частотах. Альфа-отсечка (предельная частота) и бета-отсечка (граничная частота) почти равны: fα ≅ fT. Бета-отсечка fT является более предпочтительным показателем качества высокочастотных характеристик.

Максимальная частота

Максимальная частота, fМакс. – это самая высокая частота колебаний, возможная при наиболее благоприятных условиях смещения и согласования импеданса. Это частота, при которой коэффициент усиления равен единице. Весь выход возвращается на вход для поддержания колебаний. fМакс. – это верхний предел частоты работы транзистора как активного устройства. Однако практический усилитель не будет использоваться при fМакс..

Эффект Миллера

Эффект Миллера – это предел высокой частоты для транзистора, связанный с ёмкостями перехода. Например, модель PN2222A имеет входную ёмкость CВх.КБ = 9pF и выходную ёмкость СВых.БЭ = 25pF для переходов коллектор/база и эмиттер/база соответственно. Хотя выходная ёмкость СВых.БЭ = 25 пФ якобы больше, она на самом деле меньше, чем входная ёмкость CВх.КБ = 9 пФ, из-за эффекта Миллера. Ёмкость в усилителе с общим эмиттером влияет на базу, она эквивалентна бета, умноженной на ёмкость. Почему так происходит? Усилитель с общим эмиттером инвертирует сигнал от базы к коллектору. Обратный коллекторный сигнал, подаваемый обратно на базу, противодействует входу на базе. Коллекторный сигнал в бета раз больше входного. Для модели PN2222A β варьируется в диапазоне 50–300. Таким образом, ёмкость CВх.КБ = 9 пФ на самом деле варьируется от 9 × 50 = 450 пФ до 9 × 300 = 2700 пФ.

Решением проблемы ёмкости перехода является выбор высокочастотного транзистора для широкополосных РЧ-приложений или микроволнового транзистора. Полоса пропускания может быть дополнительно расширена за счёт использования конфигурации с общей базой вместо конфигурации с общим эмиттером. Заземлённая база экранирует вход эмиттера от ёмкостной обратной связи коллектора. Двухтранзисторная каскодная схема даст ту же полосу пропускания, что и схема с общей базой, но с более высоким входным сопротивлением, чем у генератора с общим эмиттером.

Итог

  • Транзисторные усилители демонстрируют искажения из-за изменения β в зависимости от коллекторного тока.
  • IК, VБЭ, β и ёмкость перехода зависят от температуры.
  • Повышение температуры может вызвать повышение IК, вызывая дальнейшее повышение температуры. Этот порочный круг известен как тепловой разгон.
  • Ёмкость перехода ограничивает высокочастотное усиление транзистора. Эффект Миллера заставляет CКБ выглядеть в β раз больше на базе усилителя c с общим эмиттером.
  • Транзисторный шум ограничивает возможность усиления слабых сигналов. Коэффициент шума является показателем качества транзисторного шума.
  • При параллельном подключении силовых транзисторов для увеличения тока последовательно с эмиттерами используйте дополнительные балластные резисторы для выравнивания тока.
  • fT – абсолютный верхний предел частоты для усилителя, коэффициент усиления по току малого сигнала падает до единицы, hfe = 1.
  • fМакс. – это верхний предел частоты для генератора в условиях, максимально приближённых к идеальным.

См.также

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

Внешние ссылки

  1. ↑ www.allaboutcircuits.com - BJT Quirks
Теория по электронике
Постоянный ток
Основные концепты электричества • Статическое электричество • Проводники, диэлектрики и поток электронов • Что такое электрические цепи? • Напряжение и электроток • Сопротивление • Напряжение и электроток в реальной цепи • Условный ток и поток электронов
Закон Ома • Закон Ома – Как напряжение, сила тока и сопротивление связаны друг с другом • Аналогия для закона Ома • Мощность в электрических цепях • Расчёт электрической мощности • Резисторы • Нелинейная проводимость • Построение цепи • Полярность перепада напряжения • Компьютерная симуляция электрических цепей
Правила электробезопасности • Важность правил электробезопасности • Воздействие электричества на психологическое состояние • Путь, который ток проходит перед ударом • Закон Ома (снова!) • Техника безопасности • Первая медицинская помощь при ударе током • Распространённые источники опасности • Проектирование электроцепей с учётом требований безопасности • Безопасное использование приборов для измерения электрических показателей • Данные о влиянии удара током на тело человека
Экспоненциальная запись и метрические приставки • Экспоненциальная запись • Арифметические операции для экспоненциальной записи • Метрические обозначения • Преобразование метрических приставок • Используем ручной калькулятор • Экспоненциальная форма в программе SPICE
Последовательные и параллельные электрические цепи • Что такое «последовательные» и «параллельные» электрические цепи • Простая последовательная цепь • Простая параллельная цепь • Электропроводность • Рассчитываем мощность • Правильно используем закон Ома • Анализ отказов компонентов цепи • Строим простые резистивные цепи
Схемы с делителями напряжения и правила Кирхгофа • Схемы с делителем напряжения • Правило напряжений Кирхгофа (ПНК) • Цепи – делители тока и формула делителя тока • Правило Кирхгофа для силы тока (ПКТ)
Комбинированные последовательно-параллельные схемы • Что такое последовательно-параллельная цепь • Методы анализа последовательно-параллельных резисторных цепей • Перерисовываем избыточно усложнённые схемы • Анализ отказов компонентов (продолжение) • Построение простых резисторных цепей
Измерения в электрических цепях постоянного тока • Что такое измеритель? • Как устроен вольтметр • Как вольтметр влияет на измеряемую цепь • Как устроен амперметр • Как амперметр влияет на измеряемую цепь • Как устроен омметр • Высоковольтный омметр • Мультиметры • Кельвиновское 4-проводное измерение сопротивления • Мостовые схемы • Как устроен ваттметр • Как самостоятельно сделать ручной калибратор
Сигналы электрического оборудования • Аналоговые и цифровые сигналы • Системы сигналов напряжения • Системы сигналов силы тока • Тахогенераторы • Теромопары • Измерения pH • Тензодатчики
Анализ сети постоянного тока • Что такое сетевой анализ? • Метод токов ветвей • Аналитический метод контурных токов • Метод узловых потенциалов • Введение в сетевые теоремы • Теорема Миллмана • Теорема о суперпозиции • Теорема Тевенена • Теорема Нортона • Эквивалентность схем Тевенена и Нортона • И вновь о теореме Миллмана • Теорема о передаче максимальной мощности • Δ-Y и Y-Δ преобразования
Батареи и системы питания • Поведение электронов при химических реакциях • Батарейные конструкции • Рейтинг батарей • Батареи специального назначения • Практические рекомендации при использовании батарей
Физика проводников и диэлектриков • Введение в физику проводников и диэлектриков • Размеры проводов• Допустимые токовые нагрузки на провода • Предохранители • Удельное сопротивление • Температурный коэффициент сопротивления • Сверхпроводимость • Пробивное напряжение диэлектрика
Конденсаторы • Электрическое поле и ёмкость • Конденсаторы и дифференциальное исчисление • Факторы, влияющие на ёмкость конденсатора • Последовательное и параллельное соединение конденсаторов • Практические соображения - Конденсаторы
Магнетизм и электромагнетизм • Постоянные магниты • Электромангетизм • Единицы измерения магнитных величин • Магнитная проницаемость и насыщение • Электромагнитная индукция • Взаимная индукция
Катушки индуктивности • Магнитные поля и индуктивность • Катушки индуктивности и дифференциальное исчисление • Факторы, влияющие на индуктивность • Катушки индуктивности в последовательных и параллельных соединениях • Практические соображения – Катушки индуктивности
Постоянные времени в RC и L/R цепях • Переходные процессы в электрических цепях • Переходные процессы в цепях с конденсатором • Переходные процессы в цепях с катушкой индуктивности • Расчёт напряжения и силы тока • Почему L/R, а не LR? • Комплексные расчёты напряжения и тока • Сложные схемы • Расчёт неизвестного времени
Переменный ток
Основы теории переменного тока • Что такое переменный ток? • Формы волн переменного тока • Измерение величин переменного тока • Расчёт простейшей цепи переменного тока • Фаза переменного тока • Принципы радио
Комплексные числа • Введение в комплексные числа • Векторы и волны переменного тока • Сложение простых векторов • Сложение сложных векторов • Полярная и алгебраическая запись комплексных чисел • Арифметика комплексных чисел • И ещё по поводу полярности переменного тока • Несколько примеров с цепями переменного тока
Реактанс и импеданс – Индуктивность • Резистор в цепи переменного тока (Индуктивность) • Катушка индуктивности в цепи переменного тока • Последовательные резистивно-индуктивные цепи • Параллельные резистивно-индуктивные цепи • Особенности катушек индуктивности • Что такое «скин-эффект»?
Реактанс и импеданс – Ёмкость • Резистор в цепи переменного тока (Ёмкость) • Конденсатор в цепи переменного тока • Последовательные резистивно-ёмкостные цепи • Параллельные резистивно-ёмкостные цепи • Особенности конденсаторов
Реактанс и импеданс – R/L/C-цепи • Обзор R, X и Z (сопротивление, реактанс и импеданс) • Последовательные R/L/C-цепи • Параллельные R/L/C-цепи • Последовательно-параллельные R/L/C-цепи • Реактивная проводимость и адмиттанс • R/L/C-цепи – что в итоге?
Резонанс • Электрический маятник • Простой параллельный резонанс (колебательный контур) • Простой последовательный резонанс • Применение резонанса • Резонанс в последовательно-параллельных цепях • Добротность и полоса пропускания резонансной цепи
Сигналы переменного тока смешанной частоты • Сигналы переменного тока смешанной частоты - Введение • Прямоугольные волновые сигналы • Другие волновые формы • Подробнее о спектральном анализе • Эффекты в электрических цепях
Фильтры • Что такое фильтр? • Низкочастотные фильтры • Высокочастотные фильтры • Полосовые фильтры • Полосно-заграждающие фильтры • Резонансные фильтры • Подводя итоги по фильтрам
Трансформаторы • Взаимная индуктивность и основные операции • Повышающие и понижающие трансформаторы • Электрическая изоляция • Фазировка • Конфигурации обмотки • Регулировка напряжения • Специальные трансформаторы и приложения • Практические соображения – Трансформаторы
Многофазные цепи переменного тока • Однофазные системы питания • Трёхфазные системы питания • Чередование фаз • Устройство многофазного двигателя • Трёхфазные Y- и дельта-конфигурации • Трёхфазные цепи с трансформатором • Гармоники в многофазных энергосистемах • Гармонические фазовые последовательности
Коэффициент мощности • Мощность в резистивных и реактивных цепях переменного тока • Истинная, реактивная и полная мощность • Расчёт коэффициента мощности • Практическая коррекция коэффициента мощности
Измерение цепей переменного тока • Вольтметры и амперметры переменного тока • Измерение частоты и фазы • Измерение мощности • Измерение качества электроэнергии • Мостовые схемы переменного тока • Измерительные преобразователи переменного тока
Двигатели переменного тока • Введение в двигатели переменного тока • Синхронные двигатели • Синхронный конденсатор • Двигатель с магнитным сопротивлением • Шаговые двигатели • Бесщёточный двигатель постоянного тока • Многофазные асинхронные двигатели Теслы • Асинхронные двигатели с фазным ротором • Однофазные асинхронные двигатели • Прочие специализированные двигатели • Сельсин-двигатели (синхронизированные двигатели) • Коллекторные двигатели переменного тока
Линии передачи • Кабель на 50 Ом? • Электрические цепи и скорость света • Характеристический импеданс • Линии передачи конечной длины • «Длинные» и «короткие» линии передачи • Стоячие волны и резонанс • Преобразование импеданса • Волноводы
Полупроводники
Усилители и активные устройства • От электрики к электронике • Активные и пассивные устройства • Усилители • Коэффициент усиления • Децибелы • Абсолютные дБ-шкалы • Аттенюаторы
Теория твердотельных приборов • Введение в теорию твердотельных устройств • Квантовая физика • Валентность и кристаллическая структура • Зонная теория твёрдых тел • Электроны и «дырки» • P-N-переход • Полупроводниковые диоды • Транзисторы с биполярным переходом • Полевые транзисторы • Полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) • Тиристоры • Методы производства полупроводников • Сверхпроводящие устройства • Квантовые устройства • Полупроводниковые приборы в SPICE
Диоды и выпрямители • Диоды и выпрямители – Введение • Проверка диодов мультиметром • Номинальные характеристики диодов • Схемы выпрямителей • Пиковый детектор • Схемы ограничителей напряжения • Схемы фиксаторов уровня • Умножители напряжения (удвоители, утроители, учетверители и т.д.) • Схемы коммутации индуктивных нагрузок • Диодные схемы коммутации • Что такое диод Зенера (стабилитрон)? • Диоды специального назначения • Прочие диодные технологии • Модели диодов в SPICE
Биполярные транзисторы • Транзисторы с биполярным переходом (ТБП) – Введение • Транзистор с биполярным переходом (ТБП) как переключатель • Проверка транзистора с биполярным переходом (ТБП) с помощью мультиметра • Активный режим работы транзистора с биполярным переходом (ТБП) • Усилительный каскад с общим эмиттером • Усилительный каскад с общим коллектором • Усилительный каскад с общей базой • Каскодный усилитель • Методы смещения для транзисторов с биполярным переходом (ТБП) • Расчёт смещения для транзисторов с биполярным переходом (ТБП) • Взаимодействие входа и выхода в транзисторах с биполярным переходом (ТБП) • Обратная связь в транзисторах с биполярным переходом (ТБП) • Импеданс усилителя • Токовые зеркала в транзисторах с биполярным переходом (ТБП) • Параметры и корпуса транзисторов с биполярным переходом (ТБП) • Особенности транзисторов с биполярным переходом (ТБП)
Полевые транзисторы • Полевые транзисторы (JFET) – Введение • Полевой транзистор (JFET) как переключатель • Проверка полевого транзистора (JFET) с помощью мультиметра • Активный режим работы полевого транзистора (JFET)
Полевые транзисторы с изолированным затвором • Полевые транзисторы с изолированным затвором – Введение • Обедняющие полевые транзисторы с изолированным затвором • Биполярные транзисторы с изолированным затвором
Тиристоры • Гистерезис • Газоразрядные лампы • Диод Шокли (динистор) • DIAC (симметричный динистор) • Управляемый кремниевый выпрямитель (SCR-тиристор) • TRIAC (симметричный тринистор, триак) • Оптотиристоры • Однопереходной транзистор • Управляемый кремниевый коммутатор (SCS-тиристор) • Тиристоры с полевым управлением
Операционные усилители • Операционные усилители (ОУ) – Введение • Несимметричные и дифференциальные усилители • «Операционный» усилитель • Отрицательная обратная связь • Делитель напряжения в цепи обратной связи • Аналогия для делителя напряжения в цепи обратной связи • Преобразование сигнала напряжения в сигнал тока • Схемы усреднителя и сумматора • Построение дифференциальных усилителей • Инструментальный (измерительный) усилитель • Схемы дифференциатора и интегратора • Положительная обратная связь • Практические аспекты ОУ • Модели операционных усилителей
Практические аналоговые полупроводниковые схемы • Электростатический разряд • Схемы источников питания • Схемы усилителей • Осцилляторные схемы • Радиосхемы • Вычислительные схемы • Измерительные схемы
Приводы двигателей постоянного тока • Широтно-импульсная модуляция
Электронные лампы • Электронные лампы – Введение • История электронных ламп – с чего всё началось • Триод • Тетрод • Силовой лучевой тетрод • Пентод • Комбинированные электронные лампы • Характеристики электронных ламп • Ионизированные (газовые) электронные лампы • Индикаторные электронные лампы • Микроволновые электронные лампы • Сравниваем электронные лампы и полупроводники
Цифровая электроника
Системы счисления • Числа и способы их выражения • Системы счисления • Сравниваем десятеричные и двоичные числа • Восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления • Восьмеричные и шестнадцатеричные числа преобразовываем в десятеричные • Преобразование из десятеричной системы счисления
Двоичная арифметика • Числа и системы счисления • Двоичное сложение • Отрицательные двоичные числа • Двоичное вычитание • Двоичное переполнение • Наборы битов
Логические вентили • Цифровые сигналы и вентили • Вентили «НЕ» • «Буферные» вентили • Вентили с более чем одним входом • Транзисторно-транзисторная логика вентилей «И-НЕ» и «И» • Транзисторно-транзисторная логика вентилей «ИЛИ-НЕ» и «ИЛИ» • Схемы КМОП-вентилей • Специальные выходы в вентилях • Универсальность вентилей «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ» • Уровни напряжения для «высоких» и «низких» логических сигналов • Вентильные DIP корпусы
Переключатели • Типы переключателей • Как устроены контакты переключателей • «Нормальное» состояние контакта и последовательное замыкание/размыкание • «Дребезжание» контактов
Электромеханические реле • Устройство реле • Контакторы • Реле с задержкой времени • Защитные реле • Твердотельные реле
Релейная логика • «Лестничные» диаграммы • Функции цифровой логики • Разрешающие и блокирующие схемы • Схемы управления двигателем • Отказоустойчивость • Программируемые логические контроллеры (ПЛК)
Булева алгебра • Булева алгебра – Введение • Логическая арифметика • Булевы алгебраические тождества • Булевы алгебраические свойства • Логические правила для упрощения • Примеры упрощения схем • Функция «Исключающее ИЛИ»: вентиль XOR • Законы де Моргана • Преобразование таблиц истинности в логические выражения
Карты Карно • Карты Карно – Введение • Диаграммы Венна и множества • Булевы соотношения на диаграммах Венна • Преобразование диаграмм Венна в карты Карно • Карты Карно, таблицы истинности и логические выражения • Упрощение логики с помощью карт Карно • Бо́льшие карты Карно с 4-мя переменными • Минтермы и макстермы в реализациях • Обозначения сумм и произведений • Поля «безразличия» на картах Карно • Бо́льшие карты Карно с 5-ю и 6-ю переменными
Функции комбинационной логики • Функции комбинационной логики – Введение • Неполный сумматор • Полный сумматор • Декодер • Кодер • Демультиплексоры • Мультиплексоры • Совместное использование множественных комбинационных схем
Мультивибраторы • Цифровая логика с обратной связью • SR-защёлка • Вентильная SR-защёлка • D-защёлка • Защёлки с запуском по фронту сигнала: триггеры • JK-триггер • Триггеры с асинхронными входами • Моностабильные мультивибраторы
Схемы последовательностей • Двоичная счётная последовательность • Асинхронные счётчики • Синхронные счётчики • Конечные автоматы
Сдвиговые регистры • Сдвиговые регистры – Введение • Сдвиговые регистры: последовательный вход, последовательный выход (SISO) • Сдвиговые регистры: параллельный вход, последовательный выход (PISO) • Сдвиговые регистры: последовательный вход, параллельный выход (SIPO) • Универсальные сдвиговые регистры: параллельный вход, параллельный выход (PIPO) • Кольцевые счётчики
Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразования • Цифро-аналоговые (ЦАП) и аналого-цифровые (АЦП) преобразования – Введение • ЦАП R/2nR: цифро-аналоговый преобразователь с двоично-взвешенным входом • ЦАП R/2R: (цифро-аналоговый преобразователь) • Параллельные АЦП • Цифровые ступенчатые АЦП • АЦП с последовательным приближением • Отслеживающий АЦП • Скатные (интегрирующие) АЦП • Дельта-сигма АЦП • Практические аспекты схем АЦП
Цифровая связь • Цифровая связь – Введение • Сети и шины • Потоки данных • Типы электрических сигналов • Оптическая передача данных • Топология сети • Сетевые протоколы • Практические аспекты цифровой связи
Цифровое хранилище (память) • Почему «цифровое»? • Понятия и концепции цифровой памяти • Современная немеханическая память • Устаревшие немеханические технологии памяти • Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) • Память с движущимися частями: «Приводы»
Принципы цифровых вычислений • Двоичный сумматор • Таблицы поиска • Конечные автоматы • Микропроцессоры • Микропроцессорное программирование
Справочные материалы
Полезные уравнения и коэффициенты пересчёта • Уравнения и законы для цепей постоянного тока • Правила последовательных цепей • Правила параллельных цепей • Эквивалентные значения компонентов в последовательных и параллельных цепях • Уравнение ёмкости конденсатора • Уравнение катушки индуктивности • Уравнения постоянной времени • Уравнения цепей переменного тока • Уравнения для децибел • Метрические приставки и преобразования единиц измерения
Цветовая маркировка • Цветовая маркировка резисторов • Цветовая маркировка проводки • Инфографика цветовой маркировки проводки
Таблицы проводников и диэлектриков • Таблица калибров медной проволоки • Таблица допустимых нагрузок для медного провода • Коэффициенты удельного сопротивления • Таблица температурных коэффициентов сопротивления • Критические температуры для сверхпроводников • Диэлектрическая прочность изоляторов
Справочник по алгебре • Основные алгебраические тождества • Основные свойства арифметики • Свойства степеней • Извлечение корней • Важные константы • Логарифмы • Формулы сокращённого умножения • Квадратное уравнение • Прогрессии • Факториалы • Решение систем уравнений: метод подстановки и метод сложения
Справочник по тригонометрии • Тригонометрия прямоугольного треугольника • Тригонометрия произвольного треугольника • Тригонометрические формулы • Гиперболические функции
Справочник по исчислению • Формулы вычисления пределов • Производная числа • Общие производные • Производные показательных функций с основанием e • Производные простых тригонометрических функций • Правила вычисления производных • Первообразная (неопределённый интеграл) • Общие первообразные • Первообразные показательных функций от числа e • Правила вычисления первообразных • Определённые интегралы и основная теорема исчисления • Дифференциальные уравнения
Использование программы SPICE для моделирования электрических схем • Программа моделирования электрических цепей SPICE — Введение • История программы SPICE • Основы программирования в SPICE • Интерфейс командной строки • Компоненты электрических схем • Опции для проведения анализа • Странные особенности программы SPICE • Примеры электрических цепей и списков связей
Устранение неполадок – теория и практика • Вопросы, которые следует задать, прежде чем продолжить • Общие советы по устранению неполадок • Конкретные методы устранения неполадок • Вероятные сбои в проверенных системах • Вероятные сбои в непроверенных системах • Возможные ментальные ловушки
Схематические обозначения элементов цепи • Провода и соединения • Источники питания • Типы резисторов • Типы конденсаторов • Катушки индуктивности • Взаимные катушки индуктивности • Переключатели с ручным управлением • Управляемые процессом переключатели • Переключатели с электрическим приводом (реле) • Соединители • Диоды • Биполярные транзисторы • Переходные транзисторы с полевым эффектом (JFET) • Транзисторы с полевым эффектом с изолированным затвором (IGFET или MOSFET) • Гибридные транзисторы • Тиристоры • Интегральные схемы • Электронные лампы
Периодическая таблица химических элементов • Таблица Менделеева
Эксперименты
Введение • Электроника как точная наука • Обустраиваем домашнюю лабораторию
Основные концепции и испытательное оборудование • Использование вольтметра • Использование омметра • Очень простая схема • Использование амперметра при измерении силы тока • Закон Ома • Нелинейное сопротивление • Рассеяние мощности • Цепь с переключателем • Эксперимент по электромагнетизму • Эксперимент с электромагнитной индукцией
Электрические цепи постоянного тока • Электрические цепи постоянного тока – Введение • Последовательные источники питания • Параллельные источники питания • Делитель напряжения • Делитель тока • Потенциометр как делитель напряжения • Потенциометр как реостат • Прецизионный потенциометр • Ограничение диапазона реостата • Термоэлектричество • Мультиметр своими руками • Чувствительный детектор напряжения • Потенциометрический вольтметр • 4-проводное измерение сопротивления • Простейший компьютер • Картошка-батарейка • Зарядка и разрядка конденсатора • Индикатор скорости изменения
Электрические цепи переменного тока • Электрические цепи переменного тока – Введение • Трансформатор – блок питания • Сборка трансформатора • Переменный индуктор • Чувствительный аудиодетектор • Обнаружение магнитных полей переменного тока • Обнаружение электрических полей переменного тока • Альтернатор – автомобильный генератор • Асинхронный двигатель • Асинхронный двигатель побольше • Фазовый сдвиг • Погашение звука • Музыкальный синтезатор как генератор сигналов • ПК-осциллограф • Анализ волновых сигналов • Колебательный контур • Сигнальная связь
Дискретные полупроводниковые схемы • Дискретные полупроводниковые схемы – Введение • Коммутирующий диод • Полупериодный выпрямитель • Двухполупериодный мостовой выпрямитель • Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом • Цепь «выпрямитель/фильтр» • Регулятор напряжения • Транзистор как переключатель • Датчик статического электричества • Датчик импульсного света • Повторитель напряжения • Усилитель с общим эмиттером • Многокаскадный усилитель • Как построить схему токового зеркала • JFET – регулятор тока • Дифференциальный усилитель • Простой операционный усилитель • Аудио осциллограф • Ламповый аудио усилитель
Аналоговые интегральные схемы • Аналоговые интегральные схемы – Введение • Компаратор напряжения • Прецизионный повторитель напряжения • Неинвертирующий усилитель • Высокоимпедансный вольтметр • Интегратор • Аудио осциллограф на таймерной схеме 555 • Наклонный генератор на таймерной схеме 555 • ШИМ-контроллер мощности • Аудиоусилитель класса B
Цифровые интегральные схемы • Цифровые интегральные схемы – Введение • Основная функция вентилей • SR-защёлка на основе вентилей «ИЛИ-НЕ» • SR-защёлка на основе вентиля «И-НЕ» с входом разрешения • SR-триггер на основе вентиля «И-НЕ» • Светодиодный секвенсор • Простейший кодовый замок • 3-битный двоичный счётчик • 7-сегментный дисплей
Таймерные схемы 555 • Интегральный таймер 555 • Триггер Шмитта на интегральном таймере 555 • Гистерезисный осциллограф на интегральном таймере 555 • Моностабильный мультивибратор на интегральном таймере 555 • Минимальное количество комплектующих для КМОП-схемы 555 проблескового прибора длительного действия на красных светодиодах • КМОП-схема 555 проблескового прибора длительного действия на синих светодиодах • КМОП-схема 555 проблескового прибора длительного действия на светодиодах обратного хода • КМОП-схема 555 проблескового прибора длительного действия на красных светодиодах

Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Электроника:Полупроводники/Биполярные_транзисторы/Особенности_транзисторов_с_биполярным_переходом_(ТБП)&oldid=2290649