Процесс включения транзистора

В промежутке времени от 0 до t0 транзистор находится в режиме отсечки. При этом ток коллектора практически равен нулю. Поэтому можно считать, что транзистор­ный ключ разомкнут, напряжение на коллекторе равно напряжению источника питания Еи.п и режим работы определяется точкой А (рис. 4.37, в). В момент вре­мени t0 напряжение импульсного генератора скачком изменяется от значения Uг0 до Uг1, и в базовой цепи возникает ток Процесс включения транзистора - student2.ru . В интервале времени от t0 до tt происходит заряд барьерных емкостей эмиттерного и коллекторного переходов.

Интервал времени от t0 до t1 называют временем задержки включения и определя­ют соотношением

Процесс включения транзистора - student2.ru (4.142)

Здесь Сэ и Ск — усредненные барьерные емкости эмиттерного и коллекторного переходов соответственно. Чем больше ток I61 и меньше емкости транзистора, тем меньше время задержки включения.

В момент времени t1 напряжение на эмиттерном переходе достигает порогового значения Uпор ≈ 0,7 В, переход отпирается, транзистор переходит в активный ре­жим, начинается инжекция электронов в базу (рис. 4.38, а и б) и в цепи коллекто­ра появляется ток iк (рис. 4.37, г). Если RK = 0, то напряжение икэ сохраняется не­изменным, при этом ток iк в интервале времени от t1, до t3 увеличивается но закону:

Процесс включения транзистора - student2.ru (4.143)

Здесь Процесс включения транзистора - student2.ru .

Процесс включения транзистора - student2.ru

Если RK ≠ 0, то рост тока iк сопровождается уменьшением напряжения икэ. Рабо­чая точка перемещается из положения А в положение В (см. рис. 4.37, в). При этом скорость нарастания тока определяется постоянной времени Процесс включения транзистора - student2.ru . По мере уменьшения напряжения uкэ уменьшается напряжение на коллекторном перехо­де и в момент, когда станет выполняться условие Процесс включения транзистора - student2.ru , транзистор перей­дет в режим насыщения, в базу начнут инжектироваться электроны из коллекто­ра, а в коллектор — дырки из базы. В момент времени t2 транзистор оказывается в режиме глубокого насыщения и коллекторный ток достигает значения Процесс включения транзистора - student2.ru . Ток Процесс включения транзистора - student2.ru является минимальным током базы, при котором наступает глубокое насыщение. Если I61 < Iб.нас, то точка пересечения нагрузочной линии с выходной характеристикой располагается правее и режим глубокого насыщения не насту­пает. Если же I61 > Iб.нас, то после наступления глубокого насыщения положение точки В не изменяется и дальнейший рост тока коллектора прекращается, а база продолжает заполняться электронами. При этом увеличивается концентрация электронов в сечении x'p при сохранении градиента концентрации в этом сечении (рис. 4.38, б). Поскольку коллекторный переход открыт, то одновременно с накоп­лением электронов в базе происходит накопление дырок в коллекторе. Процесс накопления избыточных зарядов завершается в момент времени t3.

Интервал времени от t, до t2 называют временем нарастания тока:

Процесс включения транзистора - student2.ru (4.144)

Чем больше ток базы, тем быстрее нарастает ток коллектора. Суммарное время Процесс включения транзистора - student2.ru называют временем включения. Для уменьшения времени включения необходимо увеличивать ток Iб1 и повышать граничную частоту транзистора.

Наши рекомендации