Характеристики и работа схемы лавинного транзистора

Попробуйте наш инструмент устранения неполадок





Транзистор - это устройство, которое используется для регулирования тока и напряжения в цепи. Он действует как переключатель или ворота для электронных сигналов. Транзистор состоит из трех слоев полупроводниковый материал как кремний или германий с трех выводов. Когда ток или напряжение подаются на одну пару выводов транзистора, он управляет током через другую пару выводов. Транзистор - это базовый элемент ИС.

NPN транзистор

NPN транзистор



К Биполярный переходной транзистор (BJT) представляет собой тип транзистора, в котором используются электронные и дырочные носители заряда, в то время как полевой транзистор (FET) использует только один тип носителя заряда. BJT использует для своей работы два перехода, образованные между полупроводниками p-типа и n-типа. Они доступны в Типы NPN и PNP . BJT используются в качестве усилителей и переключателей в электронных схемах.


Транзисторы NPN и PNP

Транзисторы NPN и PNP



Что такое лавинный транзистор?

An Лавинный транзистор - это биполярный переходной транзистор. . Это работает в области характеристик тока коллектора или напряжения между коллектором и эмиттером за пределами напряжения пробоя коллектор-эмиттер, что называется областью лавинного пробоя. Для этой области характерно явление лавинного разрушения.

Лавина

Когда полупроводники p-типа и n-типа входят в контакт, вокруг p-n-перехода образуется обедненная область. Ширина области обеднения уменьшается с увеличением напряжения прямого смещения, в то время как область обеднения увеличивается в состоянии обратного смещения. На рисунке ниже показаны ВАХ p-n переход в условиях прямого и обратного смещения .

Лавина

Лавина

На рисунке показано, что ток через полупроводник увеличивается с увеличением уровня напряжения при прямом смещении. Кроме того, существует определенный минимальный ток, протекающий через p-n переход при обратном смещении. Этот ток называется током обратного насыщения (Is).

На начальном этапе обратный ток насыщения Is не зависит от приложенного напряжения, но при достижении определенной точки соединение выходит из строя, что приводит к сильному протеканию обратного тока через устройство. Это связано с тем, что по мере увеличения обратного напряжения кинетическая энергия неосновного носителя заряда также увеличивается. Эти быстро движущиеся электроны сталкиваются с другими атомами, чтобы отбить у них еще несколько электронов.


Освободившиеся таким образом электроны высвобождают гораздо больше электронов из атомов, разрывая ковалентную связь. Этот процесс известен как умножение несущих, и это приводит к значительному увеличению тока через p-n переход. Это явление называется лавинным пробоем, а напряжение - напряжением лавинного пробоя (VBR).

Лавинный пробой происходит в слаболегированном p-n переходе, когда обратное напряжение превышает 5 В. Кроме того, это явление трудно контролировать, поскольку количество генерируемых носителей заряда нельзя контролировать напрямую. Кроме того, напряжение лавинного пробоя имеет положительный температурный коэффициент, что означает, что напряжение лавинного пробоя увеличивается с увеличением температуры перехода.

Генератор импульсов на лавинных транзисторах

Генератор импульсов способен генерировать импульс с временем нарастания около 300 пс. Следовательно, он очень полезен при измерении полосы пропускания, а также используется в проектах, где требуется импульс с быстрым временем нарастания. Генератор импульсов можно использовать для расчета полосы пропускания осциллографа. Преимущество генератора импульсов на лавинном транзисторе заключается в том, что это намного более дешевый способ, чем использование метода 3D, который требует высокочастотного функционального генератора.

Генератор импульсов на лавинных транзисторах

Генератор импульсов на лавинных транзисторах

Вышеупомянутая схема представляет собой схему генератора импульсов на лавинном транзисторе. Это чувствительная высокочастотная схема с микросхемой LT1073 и транзистором 2N2369. Эта схема использует свойство пробоя транзистора.

Нормальные фишки вроде 555 часов чип или логические вентили не могут генерировать импульсы с быстро нарастающим временем. Но лавинный транзистор помогает производить такие импульсы. Для лавинного транзистора необходим преобразователь на 90 В, поддерживаемый схемой LT1073. 90 В поступает на резистор 1М, соединяющий транзистор 2N2369.

Транзисторный резистор подключен к резистору 10 кОм, поэтому 90 В не могут проходить через него напрямую. Затем ток сохраняется в конденсаторе 2 пФ. Транзистор имеет напряжение пробоя 40 В, а на него подается 90 В постоянного тока. Следовательно, транзистор выйдет из строя, и ток из конденсатора разрядится в базу-коллектор. Это создает импульс с очень быстрым нарастанием. Это длится недолго. Транзистор очень быстро восстанавливается и становится непроводящим. Конденсатор снова накапливает заряд, и цикл повторяется.

Моностабильный мультивибратор

К моностабильный мультивибратор имеет одно стабильное и квазиустойчивое состояние. Когда к схеме применяется внешний триггер, мультивибратор переходит из стабильного состояния в квазисостояние. Через некоторое время он автоматически вернется в стабильное состояние без какого-либо внешнего триггера. Период времени, необходимый для возврата в стабильное состояние, зависит от пассивных элементов, таких как резисторы и конденсаторы, используемых в цепи.

Моностабильный мультивибратор

Моностабильный мультивибратор

Схема работы

Когда в схеме нет внешнего триггера, один транзистор Q2 будет в состоянии насыщения, а другой транзистор Q1 будет в состоянии отсечки. Q1 находится под отрицательным потенциалом до срабатывания внешнего триггера. После подачи внешнего триггера на вход Q1 включится, и когда Q1 достигнет насыщения, конденсатор, подключенный к коллектору Q1 и базе Q2, заставит транзистор Q2 выключиться. Это состояние выключенного транзистора Q2 называется нестабильным или квазисостоянием.

Когда конденсатор заряжается от Vcc, Q2 снова включается, и Q1 автоматически выключается. Таким образом, время, необходимое конденсатору для зарядки через резистор, прямо пропорционально нестабильному состоянию мультивибратора при срабатывании внешнего триггера.

Характеристики лавинного транзистора

Лавинный транзистор имеет характеристики пробоя при работе с обратным смещением, это помогает переключаться между цепями.

Применение лавинного транзистора

  • Лавинный транзистор используется как переключатель, линейный усилитель в электронных схемах.
  • Основное применение лавинных транзисторов - генерация импульсов с очень малым временем нарастания, которые используются для генерации импульса выборки в коммерческом стробоскопическом осциллографе.
  • Одна интересная возможность - это приложение в качестве усилитель класса C . Это включает в себя переключение работы лавинного транзистора и должно использовать полный диапазон напряжения коллектора, а не только небольшую его часть.

Таким образом, речь идет о характеристиках транзистора Avalanche и его применении. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые сомнения относительно этой концепции или реализации проекты электроники пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, Что такое лавинный транзистор?