Tranzystory

- bipolarne i unipolarne (polowe), fototranzystor, IGBT

Tranzystory 2

Rodzaje tranzystorów

Bipolarne:

1. NPN

2. PNP

Polowe:

1. PNFET

2. MOSFET

IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor

Tranzystory 3

Podstawowe struktury tranzystora bipolarnego

E C

B

N NP

P PN

Wymagania: 1.

2.

Tranzystory 4

Charakterystyki I-U tranzystora NPNIC

IC

IC

IC

1 1

2 2

3 3 4 4

0 U 0 U UBE CE*

0 U U*CE

U =U U =constCE BE*

U=U

CE

*

0 IB

1 1

2 2

3 3

4 4I =constBβ

UBE

A

UCE

IC

UBE

A

UCE

IC

A

UCE

IC

IB

A

UCE

IC

IB

Tranzystory 5

Charakterystyka wejściowa tranzystora NPN

UBE

AUCE

IB

IB [μA]

UBE [V]

SiUCE=constUCE>UBE

0 0,7V

Tranzystory 6

Pole elektryczne w strukturze NPN

x

uEB ; uCB

Tranzystory 7

iB

Tranzystory 8

0CB0CB

0CE I1II ⋅β≈α−

=

99889,095,0 ÷=α

Tranzystory 9

Według ↓P.Horowitz i W.Hill: Sztuka Elektroniki. WKŁ 1996

B0CEC iIi β+=

Tranzystory 10

Schemat zastępczy tranzystora NPN w zakresie aktywnym

Tranzystory 11

Tranzystory polowe

Efekt polowy

S D

UDS

I1

E||

S D

UDS

I2

E⊥

;L

UE DS|| = ;AJI 11 = ;EJ ||σ=1 ;GUI DS=1 σ=

LAG

( )⊥= E,UII DS2

Tranzystory 12

PN-FET z kanałem typu N

S

DNP

G

G

D

S ID

U >0DS

U <0GS

I =0G

Tranzystory 13

Charakterystyki PNFET-a (przykład)

UGS

A

UDS

ID

ZLZ. NASYCENIA

Tranzystory 14

MOSFET z kanałem indukowanym typu N

G

D

SB

N+

mie

jsce

na

kanał

D

SiO2P-Si

B

N+S

G

kanał

UGS UDS

ID

Tranzystory 15

Charakterystyki MOSFET-a z kanałem indukowanym typu N (przykład)

ZLZ. NASYCENIA

Tranzystory 16

MOSFET z kanałem wbudowanym typu N

G

D

SB

N+

kanał

D

SiO2P-Si

B

N+S

G

UDS

ID

UGS

Tranzystory 17

Charakterystyki MOSFET-a z kanałem wbudowanym typu N (przykład)

UGS

A

UDS

ID

ZLZ. NASYCENIA

Tranzystory 18

Elektryczny stałoprądowy schemat zastępczy tranzystora polowego

( )( )2TGSD UU

2BI

TUGSUDSU−=

−≥

Tranzystory 19

Fototranzystor

Jf UCE

IC

IC IC

0 UCE1

J =constf ; I =0B

Jf1

Jf2

Jf3

Jf4

UCE

Jf

U =UCE CE1

J J J Jf1 f2 f3 f4

Tranzystory 20

Tranzystor IGBTang. Insulated Gate Bipolar Transistor

p+ - Si

n-p p

n+

SiO2

C CC G G G

G

EE

S

SD

D

B

B

Tranzystory 21

Charakterystyki wyjściowe IGBT

Tranzystory 22

Elementarny wzmacniacz tranzystorowy

u1=U1sinωt; U1=20mV

u2= -U2sinωt

U2=?

Tranzystory 23

IC

0 U UCC CE

U/R

Zaś

L

8V

2mA

IC

2mA

0,7VUBE

t

t=0

t

U1=20mVU2= 5,6V

gm 280UUK

1

2U ==

~4,29mA

15V

Tranzystory 24

LmU RgK −=Uzaś

RLR

Syg.wej.

Syg.wyj.

UBEsp

Uzaś

RL

R

Syg.wej.

Syg.wyj.

UGSsp

Uzaś

RL

Syg.wej.

Syg.wyj.

R

UGSsp

Uzaś

RL

Syg.wej.

Syg.wyj.

RUGSsp

T

C

SPPBE

Cm V

IUIg SPP≈

∂∂

=

SPPSPP SPPSPP

( ) SPPTGS

ZN

SPPGS

Dm UUB

UIg −≈

∂∂

=