Если на вход транзистора (эмиттер) подать внешнее напряжение в прямом направлении (рис.3,б), а на выход (коллектор) - в обратном направлении, то установившееся на n-p -переходах равновесие нарушается. Потенциальный барьер в переходе эмиттер--база для электронов понижается (по сравнению с равновесным состоянием), его толщина и сопротивление (rэ) уменьшаются, и переход электронов из эмиттера в базу облегчается. Потенциальный барьер в коллекторном p-n-переходе, наоборот, возрастает, поэтому электроны из коллекторной n-области не смогут переходить в базу. Толщина и сопротивление (rк) n-p-перехода также возрастают и rк >> rэ.
Выводы:
1. В схеме с общей базой входная характеристика представляет собой характеристику
p-n перехода при прямом включении.
2. Входное дифференциальное сопротивление транзистора в схеме с общей базой
мало, т.к. малые изменения напряжения на эмиттере вызывают значительные
приросты тока эмиттера.
3. В схеме с общей базой коллекторное напряжение влияет на ток эмиттера.
Причём с повышением (по абсолютному значению) коллекторного напряжения ток эмиттера увеличивается (входная характеристика сдвигается влево).
4. У транзисторной схемы с общей базой ток коллектора очень слабо зависит от
коллекторного напряжения. Это означает что выходное сопротивление
транзисторной схемы с общей базой очень велико.
5. Транзистор, включённый по схеме с общей базой, вносит усиление по напряжению
и мощности.
6. Схема не даёт усиления по току.
7. Из-за малого входного сопротивления схема включения транзистора с общей базой
потребляет относительно большой ток от источника сигнала.
8. Чрезмерное большое выходное сопротивление затрудняет согласование с нагрузкой.
17. Лавинно-пролетный диод. Применение.
Лавинно-пролетный диод (ЛПД)
Лавинно-пролетный диод (ЛПД) предназначен для генерации СВЧ колебаний на основе эффекта динамического отрицательного дифференциального сопротивления, возникающего в результате ударной ионизации атомов полупроводника при лавинном пробое. Его работа основана на том, что в режиме лавинного пробоя в полупроводниковых диодах возникающие под влиянием переменного поля изменения потока носителей заряда через диод запаздывают на столько, что большая часть носителей движется во время действия тормозящей полуволны СВЧ поля и отдает ему часть энергии, полученной от постоянного поля. Впервые генерация наблюдалась на германиевых обратно смещенных диодах, имеющих резкий излом вольт-амперной характеристики. Далее были созданы кремниевые, арсенид-галлиевые и фосфид-индиевые лавинно-пролетные диоды.
Лавинно-пролетный диод может быть реализован в виде однопереходной p-
n-структуры. Его особенностью является достаточно широкий и плавный переход между p- и n-областями. Работа диода происходит в области обратных смещений. В лавинно-пролетных диодах с несимметричным p-
n-переходом чаще всего бывает одно
пространство дрейфа — для электронов. Этим пространством является либо часть легированного полупроводника n-типа, либо собственный полупроводник перед омическим
контактом — анодом, которые не охвачены лавинным пробоем. Генерируемые в слое умножения дырки почти сразу же захватываются p-областью и в энергообмене участия не
принимают. Поэтому частотный диапазон таких ЛПД достаточно узок и определяется областью пролетной частоты. Применение.
Лавинно-пролетные диоды по частоте спосбны перекрывать весь диапазон СВЧ (от 0,5 до 500 ГГц). Существенное повышение коэффициента полезного действия ЛПД до 20...30% в сантиметровом и 60...70% в дециметровом диапазонах привело к тому, что они смогли заменить лампы обратной волны и клистроны малой и средней мощности. При помощи ЛПД могут генерироваться колебания мощностью до 12 Вт от одного прибора в сантиметровом диапазоне и порядка 0,1...1 Вт в миллиметровом. В аномальном режиме от ЛПД могут быть получены еще большие мощности (до сотен ватт в импульсном режиме). Недостатком ЛПД является относительно высокий уровень фазовых шумов. Помимо генерации сигналов СВЧ лавинно-пролетные диоды могут использоваться для их усиления, в схемах умножения и преобразования частоты и т.д.
