Моделирование характеристик однопереходного транзистора

Однопереходный транзистор (ОПТ) - это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и тремя выводами, переключающие и усилительные свойства которого обусловлены модуляцией сопротивления базы в результате инжекции в неё неосновных носителей заряда.

Основой транзистора является кристалл полупроводника (например n-типа), который называется базой . На концах кристалла имеются омические контакты Б1 и Б2, между которыми располагается область, имеющая выпрямляющий контакт Э с полупроводником p-типа, выполняющим роль эмиттера.

Усилительные и переключающие свойства ОПТ обусловлены изменением сопротивления базы в результате инжекции в неё неосновных носителей заряда.

Принцип действия однопереходного транзистора удобно рассматривать, воспользовавшись эквивалентной схемой, где верхнее сопротивление и нижнее сопротивление - сопротивления между соответствующими выводами базы и эмиттером, а Д - эмиттерный р-п переход.

Ток, протекающий через сопротивления и , создаёт на первом из них падение напряжения, смещающее диод Д в обратном направлении. Если напряжение на эмиттере Uэ меньше падения напряжения на сопротивлении - диод Д закрыт, и через него течёт только ток утечки. Когда же напряжение Uэ становится выше напряжения на сопротивлении , диод начинает пропускать ток в прямом направлении. При этом сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению тока в цепи Д-, что в свою очередь, вызывает дальнейшее уменьшение сопротивления . Этот процесс протекает лавинообразно. Сопротивление уменьшается быстрее, чем увеличивается ток через р-n переход, в результате на вольт-амперной характеристике однопереходного транзистора, появляется область отрицательного сопротивления. При дальнейшем увеличении тока зависимость сопротивления от тока через р-n переход уменьшается, и при значениях больших некоторой величины Iвыкл сопротивление не зависит от тока (область насыщения).

При уменьшении напряжения смещения Uсм вольт-амперная характеристика смещается влево и при отсутствии его обращается в характеристику открытого

р-n перехода. Если посмотреть на кривую на графике зависимости тока эмиттера однопереходного транзистора напряжения (см. рисунок (a)), видно, что напряжение VE поднимается, ток IЕ возрастает до значения IP в точке включения. За пределами точки включения, ток возрастает, а напряжение падает в области отрицательного сопротивления. Напряжение становится минимальным в так называемой точке впадины. Сопротивление RB1, - сопротивление насыщения, - будет наименьшим в точке впадины.

Рис. 49. Схема для моделирования ВАХ однопереходного транзистора

Параметры моделирования:

.DC LIN I_I1 0 100mA 0.001mA

.TEMP -60 125

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 50. ВАХ однопереходного транзистора

На рисунке хорошо виден падающий участок - участок отрицательного дифференциального сопротивления.

Читайте также

Проектирование междугородной магистрали между г. Кемерово – г. Лениск-Кузнецкий с использованием симметричного кабеля
Наше время, в особенности последние десять лет, характеризуется бурным развитием телекоммуникационных технологий. Наряду с появлением новых форм передачи информации, совершенствуются тра ...

Проектирование релейной защиты и автоматики
В электрической системе имеются следующие источники: ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ТЭЦ-3, ТЭЦ-4, ТЭЦ-5, ГРЭС, СарГЭС и БАЭС. ТЭЦ-1, ГРЭС допускается отдельно не учитывать, так как их мощность по сравнению с ...

Проектирование цифрового устройства для реализации типовых микроопераций
Разработать функциональную и принципиальную схему операционного устройства исходя из основных параметров по вариантам. Также требуется предоставить блок схемы алгоритмов выполнения опе ...