În unele cazuri, este necesar să se aibă valori mai mari pentru curent câștig tranzistor și impedanța sa de intrare. În acest caz, poate fi util pentru circuitul tranzistor compozit. Atunci când acest câștig curent de bază va fi:
b = b1 + b2 + b1 b2 .Dacă chtob1 considerând >> 1 și b2 >> 1, apoi poluchimb »b1 b2 Pentru a obține maxim T2 Coeficientul b tranzistor este selectat mai puternic, astfel încât curentul său nominal de intrare este egal cu producția curent al tranzistorului T1. Pentru T2 maxim tranzistor koeffitsientab este selectat mai puternic
astfel încât la curentul nominal de intrare este egal cu curentul de ieșire al tranzistorului T1.
Pentru un tranzistor compozit următoarele relații:
rezistență compozit tranzistor colector mai mică decât rezistența tranzistorului. colector de curent inversă devine oarecum mai mare:
tranzistorii compozite utilizate în circuite care necesită valori ridicate ale impedanță de intrare, valorile câștig și de ieșire de rezistență sunt reduse.
Substanțial în tranzistorul compozit este doar un tranzistor de putere T2. deoarece curentul său colector este de multe ori mai mare decât curentul de colector al tranzistorului T1 (raportul dintre acești curenți este determinată de raportul # 946; 2).
tranzistor compozit Tensiunea de intrare asigură (modul de saturație) asupra stării mai mare decât tensiunea normală corespunzătoare a tranzistorului, ca este egală cu suma tensiunilor de intrare ale celor două tranzistoare. Cu toate acestea, ea rămâne destul de mic (mai puțin de câteva volți).
Tensiunea între colector și emitorul tranzistorului în modul de saturație, compozit depășește, de asemenea, tensiunea de tranzistor convențional corespunzător. Motivul este faptul că, în esență, numai tranzistorul T1 funcționează în modul de saturație. și tranzistorul T2 rămâne în modul activ. Tensiunea între colector și baza tranzistorului T2 (adică tensiunea dintre colector și emitorul tranzistorului T1) este modul T1 saturație pozitivă și tranzistor. Cu toate acestea, pentru tensiunea de compozit între colectorul tranzistorului și emițător în modul de saturație este mică (de obicei, nu mai mult de 2 V).
tranzistorii compozite utilizate în circuite care necesită valori ridicate ale impedanță de intrare, valorile câștig și de ieșire de rezistență sunt reduse.
Industria produce, de asemenea, tranzistori de putere bipolare. Acestea sunt proiectate să se ocupe de curenți mari (zeci de amperi sau mai mult) și de înaltă tensiune (sute de volți sau mai mult). tranzistori de putere au fost dezvoltate în curând după inventarea în 1948 de tranzistoare bipolare. In acest grup includ tranzistori cu colector disipate putere Pmax de 1,5 wați. puterea menționată
dispozitive pentru curenți 10A sau mai mult. Marea majoritate a tranzistoarelor de putere de siliciu cu structură plană sau mezaplanarnoy (Figura 36.) Într-o n + gros puternic dopat - substrat strat usor impurificat crescute epitaxial de tip n de difuzie în care se formează impurități acceptor colector p-n joncțiune. Cu utilizarea fotolitografie în oxid, raspolo-
Gennes pe p-strat, deschiderea unei ferestre prin care se realizează prin difuzie donatori care formează n-strat de strat n-emitor colector usor impurificat. Concentrația impurităților în baza de la 2 ordine de mărime mai mare. joncțiunii colector de sub polarizare inversă se lărgește spre rezervor, care împiedică închiderea p-n intersecții și furnizează o tensiune de funcționare ridicată.
tranzistori de putere funcționează în mod avantajos în modul de deplasare, trecerea rapidă de la închis la starea deschisă atunci când un mare colector de curent. În acest caz, colectorul este format dintr-o substanțială găuri de încărcare în exces, ceea ce reduce performanța atunci când tranzistorul este închis.
Pentru a îmbunătăți proprietățile tranzistor de putere creează o structură paralelă de mai multe celule.
Principalii parametri sunt:
1. saturație de tensiune colector-emitor la curenți date
2. Timpul de creștere de întârziere, resorbția și recesiune la o tensiune predeterminată și colector de curent și de bază.
Parametrii maxime: curent 300 A, tensiunea 1400 V,
raport = 5 - 10, timpul de comutare - 2 - 5 microsecunde. Un dezavantaj al puterii bipolare de curent de bază tranzistor este un raport mic de transmisie, ceea ce necesită un curent de control mare (zeci de amperi). Datorită acestei construcții dispozitivul de comandă este obținut irațional.
Circuitele electronice de putere folosesc adesea unități standard (fragmente). Constând dintr-un număr de dispozitive electrice conectate într-un anumit fel. Este convenabil de a plasa aceste componente într-o singură carcasă. Un dispozitiv adecvat numit Modul de alimentare. Un exemplu ar fi modulul de circuit Darlington (Figura 37) În acest caz, # 946; ajunge la 100, controlul este simplificat schema dispozitivului. rezistențe de tranzistori Tranziții oricăror manevre
Fig. 37. Un tranzistor compozit: a - structura; b - circuit electric
formate pe secțiuni longitudinale ale p-bază. Aceste rezistențe crește tensiunea maximă între colector și emițător, a reduce la timp. Diode D furnizează un curent să curgă în direcția de la emițător la colectorul de tranzistori compozit tranzistor atunci când blocat. Acest lucru crește tensiunea de funcționare reduce instabilitatea termică. Un dezavantaj este cheia publică de mare stres rezidual.
Din 1980, tranzistori de putere utilizate în convertoare în comutație. tranzistori de putere sunt utilizate în mod obișnuit în condiții severe de funcționare, aproape de limita. Astfel, există o alocare semnificativă putere în joncțiunea colector. Temperatura maximă admisibilă este de obicei indicată în manual. putere deosebit de mare este eliberată atunci când tranzistorul este în modul activ, de exemplu, în amplificatoare de putere. Acest lucru reduce eficiența dispozitivului și tranzistorul sunt probleme cu răcire.
Cel mai eficient mod de a reduce puterea disipată în colector, este de a folosi un tranzistor în modul de comutare. Astfel, o mare parte din momentul în care tranzistorul funcționează în modul de tăiere și colector de curent este aproape de zero, sau în saturație atunci când tensiunea dintre colector și emițător este aproape de zero. Modul cut-off de alimentare este semnificativ mai mică decât puterea în modul de saturație, de aceea este adesea neglijat. Creșterea puterii alocate are loc numai în condiții tranzitorii.
Lumina zilei tranzistor de la off on și invers nu se produce instantaneu, dar într-un anumit timp datorită inerției procesului de concentrare se schimbă purtătorii de sarcină și prezența în acesta a recipientelor interioare (Fig.). Să presupunem că TT0 tranzistor să fie într-un mod de oprire (OFF). La t = t0 în baza sursei de control primește un impuls de curent, care este mai mare decât valoarea de delimitare (iB1iDsat). Deoarece tensiunea pe capacitatea de intrare nu se poate schimba brusc începe să proceseze tensiunea de încărcare UBEsat .Dacă în care începe tranziția actuală de creștere de bază (momentul t1 instant). La momentul t2 se ajunge la saturație, curentul de colector încetează să crească și continuă să crească în exces de bază, până la taxa timpul t3. Astfel, tranzistorul timp de comutare include timpul de întârziere și timpul de creștere a curentului de colector
Fig. 38. procese dinamice în tranzistorul bipolar
Procesul începe tranzistorul la momentul curent IB2 puls zăvor (t4) baza. Sub influența acestui curent proces de resorbție începe excesul de sarcină. La momentul t5 tranzistor iese din modul de saturație și începe declinul curentului de colector. Total turn-off timp toff = t dvykl. + Tfi, unde TFI - colector durată degradare curentă înainte de modul de decuplare, adică, Lungimea de pe partea din față. Recuperarea tensiunii de ieșire peste punctul de mai târziu, în timpul t6. în cazul în care colectorul de curent devine zero, din cauza propriei sale capacitate de ieșire tranzistor.
Fig. 39. Câmpul tranzistor o funcționare sigură
Fig. 39 prezintă o zonă de operare sigură (SOA) a tranzistorului cu curenți de impulsuri constante și de durată diferită. Plot ab sootvetstvket TOKK valoare limită constantă. Plot bv - limite OBR în conformitate cu pierderea de putere maximă admisă în dispozitiv. porțiunea SH corespunde valorii maxime admisibile a tensiunii colector-emitor. În modul de funcționare în impulsuri de limite OBR sunt extinse, mai scurt pulsul este mai mare poate fi admisibil curent și putere.
Caracteristicile dinamice curent-tensiune a tranzistorului depinde de sarcina comutată. Când opriți tensiunea de sarcină activă inductivă valuri pe elementele cheie. Pentru supratensiunilor se aplică restricții de comutare de circuit formare cale (TSFTP), care în literatura de specialitate sunt uneori nazyvat snubbers. sarcină shunt poate inversa diodă părtinitoare, tranzistor shunitirovat Zener diode sau cu condensatori serie.