Физические основы электроники

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Методические указания и расчетные задания

 

Для студентов очного и заочного факультетов специальности 140604 -

«Электропривод и автоматика промышленных установок

и технологических комплексов» (ЭГП)

направления 140600 – «Электротехника, электромеханика

и электротехнологии»

Часть 2

 

Екатеринбург

 

 

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

Уральский государственный горный университет

 

ОДОБРЕНО

Методической комиссией

Горномеханического факультета

«___» ____________ 2007г.

Председатель комиссии

__________ проф. Н.Б. Ситников

 

 

 

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Методические указания и расчетные задания

 

Для студентов очного и заочного факультетов специальности 140604 -

«Электропривод и автоматика промышленных установок

и технологических комплексов» (ЭГП)

направления 140600 – «Электротехника, электромеханика

и электротехнологии»

 

Часть 2

 

 

Издание УГГУ Екатеринбург, 2007

Маругин А.П. Физические основы электроники. Методические указания и расчетные задания для студентов очного и заочного факультетов специальности 140604 – «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов». Часть 2 Екатеринбург: Изд- во УГГУ, 2007 г., 58 с.

Методические указания по дисциплине «Физические основы электроники» составлены в соответствии с программой и включают справочные материалы к расчетным заданиям по разделам: «Полупроводниковые приборы», «Усилительные устройства» и <Импульсная техника».

Расчетные задания предназначены для развития у студентов специальности навыков самостоятельно решать сложные технические вопросы, работать с технической литературой.

Методические указания рассмотрены на заседании кафедры Электрификации горных предприятий «___»____________ 2007 года (протокол № ___) и рекомендованы для издания в УГГУ.

Рецензент: С.Н.Скобцов, канд.техн.наук, доцент кафедры АКТ УГГУ.

 

© Маругин А.П., 2007

© Уральский государственный

Горный университет, 2007

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

1.1.Классификация и система обозначений транзисторов..…… 4

1.2. Функциональное назначение и параметры транзисторов…..7

2. Приложения……………………………………………………… 10

 

1.1.Классификация и система обозначений транзисторов

 

Классификация транзисторов по их назначению, физическим свойствам, основным электрическим параметрам, конструктивно-технологическим признакам, роду исходного полупроводникового материала находит свое отражение в системе условных обозначений их типов. В соответствии с появлением новых классификационных групп транзисторов совершенствуется и система их условных обозначений.

Система обозначений современных типов транзисторов установлена отраслевым стандартом ОСТ 11336.919—81 и базируется на ряде классификационных признаков. В основу системы обозначений положен буквенно-цифровой код.

Первый элемент обозначает исходный полупроводниковый материал, на основе которого изготовлен транзистор. Для обозначения исходного материала используются следующие символы:

Г или 1—для германия и его соединений:

К или 2 — для кремния или его соединений;

А или 3 —для соединений галлия (практически для арсенида галлия, используемого для создания полевых транзисторов);

И или 4 —для соединений индия (эти соединения для производства транзисторов пока в качестве исходного материала не применяются).

Второй элемент обозначения — буква, определяющая подкласс (или группу) транзисторов. Для обозначения подклассов используется одна из двух букв: Т — для биполярных и П — для полевых транзисторов.

Третий элемент — цифра, определяющая основные функциональные возможности транзистора (допустимое значение рассеиваемой мощности и граничную либо максимальную рабочую частоту).

Для обозначения наиболее характерных эксплуатационных признаков транзисторов применяются следующие цифры,

Для транзисторов малой мощности (максимальная мощность, рассеиваемая транзистором, не более 0,3 Вт);

I—с граничной частотой коэффициента передачи тока или максимальной рабочей частотой (далее граничной частотой) не более 3 МГц:

2 — с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

3 — с граничной частотой более 30 МГц.

Для транзисторов средней мощности (максимальная мощность, рассеиваемая транзистором, более 0,3, но не более 1,5 Вт):

4 —с граничной частотой более 3 МГц;

5 —с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

6 —с граничной частотой более 30 МГц.

Для транзисторов большой мощности (максимальная мощность, рассеиваемая транзистором, более 1,5 Вт):

7 —с граничной частотой не более 3 МГц;

8 —с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

9 —с граничной частотой более 30 МГц.

Четвертый элемент — число, обозначающее порядковый номер разработки технологического типа транзисторов. Для обозначения порядкового номера используют двузначные числа от 01 до 99. Если порядковый номер разработки превысит число 99, то применяют трехзначные числа от 001 до 999.

Пятый элемент — буква, условно определяющая классификацию по параметрам транзисторов, изготовленных по единой технологии. В качестве классификационной литеры применяют буквы русского алфавита (за исключением 3, О, Ч, Ы, Ш, Щ, Ют Ь, Ъ. Э).

Стандарт предусматривает также введение в обозначение ряда дополнительных знаков при необходимости отметить отдельные существенные конструктивно-технологические особенности приборов.

В качестве дополнительных элементов обозначения используют следующие символы:

цифра от 1 до 9 — для обозначения модернизаций транзистора, приводящих к изменению его конструкции или электрических параметров;

буква. С — для обозначения наборов в общем корпусе однотипных транзисторов (транзисторы сборки);

цифра, написанная через дефис,— для безкорпусных транзисторов.

Эти цифры соответствуют следующим модификациям конструктивного исполнения:

1—с гибкими выводами без кристаллодержателя (подложки);

2—с гибкими выводами на кристаллодержателе (подложке);

3—с жесткими выводами без кристаллодержателя (подложки);

4—с жесткими выводами на кристаллодержателе (подложке);

5 — с контактными площадками без кристаллодержателя (подложки) и без выводов (кристалл);

6 — с контактными площадками на кристаллодержателе (подложке), но без выводов (кристалл на подложке).

Таким образом, современная система обозначений позволяет по наименованию типа получать значительный объем информации о свойствах транзистора.

Примеры обозначений некоторых транзисторов:

КТ604А — кремниевый биполярный, средней мощности, низкочастотный, номер разработки 04, группа. А;

2Т920А — кремниевый биполярный, большой мощности, высокочастотный, номер разработки 20, группа. А;

КТ937А-2—кремниевый биполярный, большой мощности, высокочастотный, номер разработки 37, группа. А, бескорпусный, с гибкими выводами на кристаллодержателе;

2ПС202А-2 — набор маломощных кремниевых полевых транзисторов средней частоты, номер разработки 02, группа. А, безкорпусный, с гибкими выводами на кристаллодержателе.

Для большинства транзисторов использована система обозначений согласно ранее действовавшим ГОСТ 10862—64 и ГОСТ 10862—72, которая в своей основе не отличается от описанной. Однако у биполярных транзисторов, разработанных до 1964 г. и выпускаемых до настоящего времени, условные обозначения типа состоят из двух или трех элементов,

Первый элемент обозначения — буква П, характеризующая класс биполярньх транзисторов, или две буквы МП для транзисторов в корпусе, герметизируемом способом холодной сварки.

Второй элемент — одно-, двух- или трехзначное число, которое определяет порядковый номер разработки и указывает на подкласс транзистора по роду исходного полупроводникового материала, значениям допустимой рассеиваемой мощности и граничной (или предельной) частоты;

от 1 до 99 — германиевые маломощные низкочастотные транзисторы;

от 101 до 199—кремниевые маломощные низкочастотные транзисторы;

от 201 до 299—германиевые мощные низкочастотные транзисторы;

от 301 до 399 — кремниевые мощные низкочастотные транзисторы;

от 401 до 499 — германиевые высокочастотные и СВЧ маломощные транзисторы;

от 501 до 599 — кремниевые высокочастотные и СВЧ маломощные транзисторы;

от 601 до 699 — гераниевые высокочастотные и СВЧ мощные транзисторы;

от 701 до 799—кремниевые высокочастотные и СВЧ мощные транзисторы.

Третий элемент обозначения (у некоторых типов он может отсутствовать) — буква, условно определяющая классификацию по параметрам транзисторов, изготовленных по единой технологии.

Примеры обозначения некоторых транзисторов:

П213А — германиевый мощный низкочастотный, номер разработки 13, группа Л:

П702А — кремниевый мощный высокочастотный, номер разработки 02, группа А.

 

1.2. Функциональное назначение и параметры транзисторов

 

В справочниках наряду с нашедшей отражение в системе условных обозначений типа транзисторов классификацией приведена классификация биполярных транзисторов по частоте: низкочастотные (fгр.-<30 МГц); высоко частотные (30 МГЦ<fгр.<300 МГц); сверхвысокочастотные (>fгр.>ЗОО МГц).

Биполярные транзисторы в соответствии с основными областями применения подразделяются на следующие группы: усилительные (сверхвысокочастотные, высоковольтные, высокочастотные линейные); генераторные (высокочастотные, сверхвысокочастотные, сверхвысокочастотные с согласующими цепями); переключательные и импульсные (переключательные высоковольтные и импульсные высоковольтные).

По своему основному назначению полевые транзисторы делятся на усилительные, генераторные и переключатели

Каждая и перечисленных групп характеризуется специфической системой параметров и справочных зависимостей, отражающих особенности применения транзисторов в радиоэлектронной аппаратуре. Информационный материал, приведенный в таблице 1 расположен применительно рассмотренной классификации транзисторов.

Параметры транзисторов Таблица 1

	Предельные значения параметров	Значения параметров при Т=250С
			При Т=250С
Тип прибора	IК мах, мА	IК и мах, мА	UКЭ мах, В	UЭБ мах В	РК мах , мВт	h21Э	UКЭ нас В	IКБо, мкА	f ГР , МГц	CК , пФ
КТ306						20…60	0,3	0,5
КТ3102						100…250	0,5	0,05
КТ3107						70…140	0,5	0,1
КТ3108						50…150	0,25	0,2
КТ3109							0,4	0,1	0,8
КТ312						10…100	0,8
КТ313				0,7		10…230	0,7		0,3-1	2,5
КТ314	0,06	0,07			0,5	30…120	0,3	0,075
КТ315						20…90	0,4
КТ316						20…60	0,4	0,5	0,6
КТ318				3,5		30…90	0,27	0,5	0,43	3,5
КТ325						30…90	0,8	0,5	0,8	2,5
КТ326						20…70	1,2	0,5	0,4
КТ339							0,6
КТ345						20…60	0,3		0,35
КТ347						30…400	0,3		0,5
КТ349						20…80	1,2
КТ351						20…80	0,6
КТ352						25…120	0,6
КТ354						40…200	0,5	0,5	1,1	1,3
КТ355						80…300		0,5	1,5
КТ360						40…120	0,35		0,4	1,8
КТ361						20…90	1,5
КТ363						20…70	0,35	0,5	1,2
КТ364						20…70	0,3
КТ371						30…240			0,162
КТ372						10…90	0,7	0,5	2,4
КТ377						20…80	0,8
КТ378						20…80
КТ379						100…250	0,1	0,05
КТ380						30…90	0,3
КТ382						40…330		0,5	1,8
КТ386				0,3		10…100	1,5		0,45	1,5
КТ388				4,5		25…100	0,6
КТ397						40…300	1,5		0,5	1,3
КТ399									0,191
КТ201						30…90		0,5
КТ203						15…70	0,5		0,01	1,5
КТ206						30…90
КТ208						20…60	0,3	0,3	0,4
КТ209						20…60	0,4
КТ215						70…210		0,04
КТ324						20…60	0,3
КТ317				3,5		25…75	0,3
КТ319				3,5		80…200	0,3
КТС393						40…180	0,6
КТ324						20…60	0,3	0,5	0,8	2,5
КТ350						20…200		0,5
КТ368						50…300	0,25	0,5	0,9	1,7
КТ337						30…70	0,2		0,5

Условные обозначения электрических параметров:

I_{K max} - максимально допустимый постоянный ток коллектора,

I_{K и max} - максимально допустимый импульсный ток коллектора,

U_{KЭ max} - максимально допустимое постоянное напряжение коллектор - эмиттер,

U_{ЭБ max} - максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер – база,

P_{K max} - максимально допустимая импульсная рассеиваемая мощность коллектора,

h_21Э - статический коэффициент передачи тока в режимах малого и большого сигнала,

U_{КЭ нас} - максимально допустимое постоянное напряжение коллектор - эмиттер в режиме насыщения,

I_КБо - максимально допустимый постоянный ток коллектора при токе базы равном нулю,

f_ГР - частота высшних гармоник,

С_К - емкость коллектора.

 

 

 

 

Рис. 7 – КТ313

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анатолий Петрович Маругин

 

 

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Методические указания и расчетные задания