Полупроводниковая схемотехника

Не разобранное
Administrator
1 085
15-04-2017, 13:47
0

Какие же режимы являются неприемлемыми для транзисторной схемотехники? Чего "боятся" биполярные транзисторы малой мощности? На рис.8 представлены несколько типичных случаев.

С точки зрения физических основ работы транзисторов схема, изображенная на рис.8,а, собрана совершенно грамотно, а вот с точки зрения электроники она очень далека от идеала!

Во-первых, если подобный узел связан с предыдущей схемой ГАЛЬВАНИЧЕСКИ (без разделительного конденсатора), причем эта схема развивает на своем выходе положительный потенциал порядка 6...12 В, то можно заранее проститься с транзистором, поскольку его переход эмиттер-база немедленно будет пробит!

Во-вторых, даже если на входе узла будет находиться разделительный конденсатор, все равно эту схему применять не стоит, хотя у начинающих радиолюбителей подобная конфигурация порой еще вызывает энтузиазм. Поскольку транзисторы выпускаются с существенным разбросом по Вст, рекомендованный для конкретного экземпляра транзистора (именно таковой оказался под рукой!) R1, как правило, не будет являться подходящим для другого экземпляра транзистора, даже того же самого типа и литера.

Следовательно, узел не может быть рекомендован для повторения. Еще хуже обстоит дело - рис.8,б. Здесь возникает режим работы биполярного транзистора с "разорванной базой". Это происходит всегда, когда база, пусть даже на непродолжительное время (миллисекунды или микросекунды!), оказывается никуда не подключенной, то есть "висящей в воздухе"!

При этом обратный ток коллектора (особенно при повышенной температуре окружающей среды) увеличивается. Появившийся начальный коллекторный ток создает на переходе эмиттер-база некоторое напряжение, приложенное своим "плюсом" к базовой области (для транзистора р-п-р), что еще сильнее приоткроет транзистор, вызывая дальнейшее увеличение обратного коллекторного тока. Это, естественно, приводит к прогрессирующему нагреванию кристалла и новому возрастанию числа неосновных носителей!

Таким образом, поскольку ток нарастает ЛАВИНООБРАЗНО и очень быстро, процесс возрастания тока через структуру транзистора принимает характер "цепной реакции"!

Заканчивается все это в течение десятков миллисекунд ТЕПЛОВЫМ ПРОБОЕМ одного из переходов транзистора, обычно коллектор-базового. Хотя это в немалой степени зависит от технологии изготовления и особенностей структуры (топологии) транзистора. Вот почему схемы, где попадаются (особенно в ключевом режиме) транзисторы, цепь базы которых коммутируется подобным образом с помощью контактов реле, считаются НЕГРАМОТНЫМИ.

Теперь рассмотрим схему, представленную на рис.8,в. Это схема с вольтодобавкой. Разумеется, базовая цепь в данном случае уже не "висит в воздухе", а нормально заведена на предыдущий узел. Импедансы предварительных цепей условно представлены как резисторы Rвн1 и Rвн2.

Пусть при этом на базе присутствует некоторое положительное смещение, определяемое предыдущей схемой, порядка 0,5.2 В. Вольтодобавка поддерживает потенциал на эмиттере практически независимо от базового потенциала. Это означает, что напряжение между базой и эмиттером может принять не только нулевое значение.

Значительно опаснее то, что потенциал база-эмиттер может оказаться приложенным в ОБРАТНОМ направлении. Высококачественные кремниевые планарно-эпитаксиальные биполярные транзисторы (КТ3108, КТ3102, КТ3107, КТ342 и пр.) очень чувствительны к подобным вещам и могут быть легко и быстро пробиты, так как для этого достаточно потенциала 4.5 В.

Похожая ситуация (рис.9) вполне возможна и в схемах линейных стабилизаторов напряжения компенсационного типа.

Самая большая неприятность может случиться в том случае, если неправильно выбрана емкость С2 (С2 БОЛЬШЕ, чем С1). Тогда в случае пропадания входного напряжения и отсутствия нагрузки на выходе стабилизатора величина потенциала (в данном случае положительного) на эмиттере проходного транзистора становится выше, чем на коллекторе!

Разность может достичь десятков вольт. В результате проходной транзистор выходит из строя!

Обсудить на форуме