From 28e45628548ab3165584f56e3c85d293abef95ad Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Andrew Guschin Date: Mon, 16 May 2022 14:10:26 +0400 Subject: =?UTF-8?q?=D0=94=D0=BE=D0=B1=D0=B0=D0=B2=D0=BB=D0=B5=D0=BD=D0=B8?= =?UTF-8?q?=D0=B5=20=D1=82=D0=B5=D0=BE=D1=80=D0=B8=D0=B8=20=D0=BF=D0=B5?= =?UTF-8?q?=D1=80=D0=B5=D0=B2=D0=BE=D0=B4=D0=B0=20=D0=B8=20=D1=80=D0=B5?= =?UTF-8?q?=D1=84=D0=B5=D1=80=D0=B0=D1=82=D0=BE=D0=B2=20=D0=BF=D0=BE=20?= =?UTF-8?q?=D1=81=D1=85=D0=B5=D0=BC=D0=BE=D1=82=D0=B5=D1=85=D0=BD=D0=B8?= =?UTF-8?q?=D0=BA=D0=B5?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- circuitry/referat.tex | 344 -------------------------------------------------- 1 file changed, 344 deletions(-) delete mode 100644 circuitry/referat.tex (limited to 'circuitry/referat.tex') diff --git a/circuitry/referat.tex b/circuitry/referat.tex deleted file mode 100644 index 38c30f0..0000000 --- a/circuitry/referat.tex +++ /dev/null @@ -1,344 +0,0 @@ -\documentclass[spec, och, referat]{SCWorks} -% параметр - тип обучения - одно из значений: -% spec - специальность -% bachelor - бакалавриат (по умолчанию) -% master - магистратура -% параметр - форма обучения - одно из значений: -% och - очное (по умолчанию) -% zaoch - заочное -% параметр - тип работы - одно из значений: -% referat - реферат -% coursework - курсовая работа (по умолчанию) -% diploma - дипломная работа -% pract - отчет по практике -% параметр - включение шрифта -% times - включение шрифта Times New Roman (если установлен) -% по умолчанию выключен -% \usepackage{subfigure} -\usepackage{tikz,pgfplots} -\pgfplotsset{compat=1.5} -\usepackage{float} - -%\usepackage{titlesec} -\setcounter{secnumdepth}{4} -%\titleformat{\paragraph} -%{\normalfont\normalsize}{\theparagraph}{1em}{} -%\titlespacing*{\paragraph} -%{35.5pt}{3.25ex plus 1ex minus .2ex}{1.5ex plus .2ex} - -\titleformat{\paragraph}[block] -{\hspace{1.25cm}\normalfont} -{\theparagraph}{1ex}{} -\titlespacing{\paragraph} -{0cm}{2ex plus 1ex minus .2ex}{.4ex plus.2ex} - -% -------------------------------------------------------------------------- % - - -\usepackage[T2A]{fontenc} -\usepackage[utf8]{inputenc} -\usepackage{graphicx} -\graphicspath{ {./images/} } -\usepackage{tempora} - -\usepackage[sort,compress]{cite} -% \usepackage{amsmath} -% \usepackage{amssymb} -% \usepackage{amsthm} -% \usepackage{fancyvrb} -% \usepackage{listings} -% \usepackage{listingsutf8} -% \usepackage{longtable} -% \usepackage{array} -\usepackage[english,russian]{babel} - -\usepackage[hidelinks]{hyperref} -\usepackage{url} - -\usepackage{underscore} -\usepackage{setspace} -\usepackage{indentfirst} -\usepackage{mathtools} -\usepackage{amsfonts} -\usepackage{enumitem} -\usepackage{tikz} - -\usepackage{caption} -\usepackage{subcaption} - -\newcommand{\eqdef}{\stackrel {\rm def}{=}} -\newcommand{\specialcell}[2][c]{% -\begin{tabular}[#1]{@{}c@{}}#2\end{tabular}} - -% \renewcommand\theFancyVerbLine{\small\arabic{FancyVerbLine}} - -\newtheorem{lem}{Лемма} - -\begin{document} - -% Кафедра (в родительном падеже) -\chair{} - -% Тема работы -\title{Биполярные транзисторы} - -% Курс -\course{3} - -% Группа -\group{331} - -% Факультет (в родительном падеже) (по умолчанию "факультета КНиИТ") -\department{факультета КНиИТ} - -% Специальность/направление код - наименование -%\napravlenie{09.03.04 "--- Программная инженерия} -%\napravlenie{010500 "--- Математическое обеспечение и администрирование информационных систем} -%\napravlenie{230100 "--- Информатика и вычислительная техника} -%\napravlenie{231000 "--- Программная инженерия} -\napravlenie{10.05.01 "--- Компьютерная безопасность} - -% Для студентки. Для работы студента следующая команда не нужна. -% \studenttitle{Студентки} - -% Фамилия, имя, отчество в родительном падеже -\author{Гущина Андрея Юрьевича} - -% Заведующий кафедрой -% \chtitle{} % степень, звание -% \chname{} - -%Научный руководитель (для реферата преподаватель проверяющий работу) -\satitle{преподаватель} %должность, степень, звание -\saname{Р.~А.~Торгашов} - -% Руководитель практики от организации (только для практики, -% для остальных типов работ не используется) -% \patitle{к.ф.-м.н.} -% \paname{С.~В.~Миронов} - -% Семестр (только для практики, для остальных -% типов работ не используется) -%\term{8} - -% Наименование практики (только для практики, для остальных -% типов работ не используется) -%\practtype{преддипломная} - -% Продолжительность практики (количество недель) (только для практики, -% для остальных типов работ не используется) -%\duration{4} - -% Даты начала и окончания практики (только для практики, для остальных -% типов работ не используется) -%\practStart{30.04.2019} -%\practFinish{27.05.2019} - -% Год выполнения отчета -\date{2022} - -\maketitle - -\tableofcontents - -% Включение нумерации рисунков, формул и таблиц по разделам -% (по умолчанию - нумерация сквозная) -% (допускается оба вида нумерации) -% \secNumbering - -% -------------------------------------------------------------------------- % - -\intro - -В 1928 году были изобретены первые полевые транзисторы, а биполярные транзисторы -появились в 1947 году в лаборатории Bell Labs. И это была, без преувеличения, -революция в электронике. За 30 лет развития, транзисторы почти полностью -вытеснили электронные лампы и стали основой полупроводниковых интегральных схем, -благодаря этому, электронная техника стала значительно более экономичной, -функциональной и миниатюрной. Транзисторы и интегральные схемы на их основе -вызвали бурное развитие компьютерной техники. В начале 21"=го века транзистор -стал одним из самых массовых изделий, производимых человечеством. В 2013 году на -каждого жителя Земли было выпущено около 15 миллиардов транзисторов (большинство -из них "--- в составе интегральных схем). \cite{wiki} - - -\section{Основные характеристики} - -\textbf{Биполярные транзисторы} (либо \textbf{триоды}) "--- электронные -полупроводниковые приборы, отличающиеся от полевых способом переноса заряда. В -полевых (однополярных) транзисторах, используемых в основном в цифровых -устройствах, заряд переносится или дырками, или электронами. В биполярных же в -процессе участвуют и электроны, и дырки. Применяются в аналоговых устройствах. - -Полупроводниковый кристалл транзистора состоит из трех областей с чередующимися -типами электропроводности, между которыми находятся два P"=N"=перехода. Средняя -область обычно выполняется очень тонкой (доли микрона), поэтому P"=N"=переходы -близко расположены один от другого. - -Управление величиной протекающего в выходной цепи (в цепи коллектора или -эмиттера) биполярного транзистора тока осуществляется с помощью тока в цепи -управляющего электрода "--- базы. \textbf{Базой} называется средний слой в -структуре транзистора. Крайние слои называются \textbf{эмиттер} (испускать, -извергать) и \textbf{коллектор} (собирать). Концентрация примесей (а, -следовательно, и основных носителей зарядов) в эмиттере существенно больше, чем -в базе и больше, чем в коллекторе. Поэтому эмиттерная область самая низкоомная. - -При подключении эмиттера и коллектора к источнику питания создаются почти все -условия для протекания тока. Однако свободному перемещению носителей заряда -препятствует база, и для устранения этой помехи на неё подаётся напряжение -смещения. В базовом слое полупроводника возникают физико"=химические процессы -электронно"=дырочной рекомбинации, в результате которой через базу начинает течь -небольшой ток. В результате P"=N"=переходы открывают путь потоку носителей -заряда от эмиттера к коллектору. - -Если ток, протекающий через базу, меняется по какому"=то закону, то точно так же -изменяется и мощный ток между эмиттером и коллектором. Следовательно, на выходе -биполярного транзистора получается такой же сигнал, как и на базе, но с более -высокой мощностью. \cite{eandc} - -В зависимости от типа проводимости эмиттера, коллектора и базы различают -P"=N"=P"= и N"=P"=N"=транзисторы. Единственное функциональное отличие между -этими видами транзисторов заключается в полярности приложенного напряжения. -Выбор того или иного вида биполярного транзистора определяется особенностями -конкретных радиотехнических устройств. - -Биполярный транзистор является наиболее распространенным активным -полупроводниковым прибором. В качестве основного материала для изготовления -биполярных транзисторов в настоящее время используется кремний. При этом -преимущественно изготавливают транзисторы N"=P"=N"=типа, в которых основными -носителями заряда являются электроны, имеющие подвижность в 2 -- 3 раза выше, -чем подвижность дырок. \cite{studopedia} - -На рисунке \ref{fig:scheme-transistor} представлено обозначение биполярного -транзистора в электрической схеме. - -\begin{figure}[h] - \centering - \begin{subfigure}[b]{0.4\textwidth} - \centering - \includegraphics[width=\textwidth]{image_1.png} - \caption{P"=N"=P"=транзистор} - \end{subfigure} - \begin{subfigure}[b]{0.4\textwidth} - \centering - \includegraphics[width=\textwidth]{image_2.png} - \caption{N"=P"=N"=транзистор} - \end{subfigure} - \caption{Обозначение транзистора} - \label{fig:scheme-transistor} -\end{figure} - -Разберёмся, какой тип отображает каждый рисунок. N означает Negative и содержит -свободные электроны, а P (Positive) "--- положительно заряженные атомы или -<<дырки>>. Ток течёт в направлении противоположном движению отрицательных -частиц. - -На схеме нарисована стрелка, идущая от эмиттера к базе или наоборот. Она -показывает направление управляющего тока. Если база изготовлена из -N"=полупроводника, то стрелка обращена к ней. Если стрелка направлена к -эмиттеру, то это N"=P"=N тип. - - -\section{Применение} - -Основной функцией биполярного транзистора (БТ) является увеличение мощности -входного электрического сигнала. Эти полупроводниковые радиокомпоненты -появились, как альтернатива электровакуумных триодов, и со временем практически -вытеснили их из отрасли. Хотя лампы применяются и до сих пор, в очень узком -сегменте аппаратуры специального назначения, в массовой радиотехнике -используются, в основном, транзисторы "--- биполярные и их ближайшие -<<родственники>> полевые. - -\subsection{Режимы работы} - -\begin{enumerate} - \item - \textbf{Инверсный активный режим}. Здесь открыт переход БК, а ЭБ - наоборот закрыт. Усилительные свойства в этом режиме, естественно, хуже - некуда, поэтому транзисторы в этом режиме используются очень редко. - \item - \textbf{Режим насыщения}. Оба перехода открыты. Соответственно, основные - носители заряда коллектора и эмиттера <<бегут>> в базу, где активно - рекомбинируют с ее основными носителями. Из"=за возникающей избыточности - носителей заряда сопротивление базы и P"=N переходов уменьшается. - Поэтому цепь, содержащую транзистор в режиме насыщения можно считать - короткозамкнутой, а сам этот радиоэлемент представлять в виде - эквипотенциальной точки. - \item - \textbf{Режим отсечки}. Оба перехода транзистора закрыты, т.е. ток - основных носителей заряда между эмиттером и коллектором прекращается. - Потоки неосновных носителей заряда создают только малые и неуправляемые - тепловые токи переходов. Из"=за бедности базы и переходов носителями - зарядов, их сопротивление сильно возрастает. Поэтому часто считают, что - транзистор, работающий в режиме отсечки, представляет собой разрыв цепи. - \item - \textbf{Барьерный режим}. В этом режиме база напрямую или через малое - сопротивление замкнута с коллектором. Также в коллекторную или - эмиттерную цепь включают резистор, который задает ток через транзистор. - Таким образом получается эквивалент схемы диода с последовательно - включенным сопротивлением. Этот режим очень полезный, так как позволяет - схеме работать практически на любой частоте, в большом диапазоне - температур и нетребователен к параметрам транзисторов. \cite{habr} -\end{enumerate} - - -\section{Схемы включения} - -Поскольку контактов у транзистора три, то в общем случае питание на него нужно -подавать от двух источников, у которых вместе получается четыре вывода. Поэтому -на один из контактов транзистора приходится подавать напряжение одинакового -знака от обоих источников. И в зависимости от того, что это за контакт, -различают три схемы включения биполярных транзисторов: с общим эмиттером (ОЭ), -общим коллектором (ОК) и общей базой (ОБ). У каждой из них есть как достоинства, -так и недостатки. Выбор между ними делается в зависимости от того, какие -параметры для нас важны, а какими можно поступиться. - -На рисунке \ref{fig:switching-scheme} изображены возможные схемы включения в -цепь. - -\begin{figure}[h] - \centering - \begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth} - \centering - \includegraphics[width=\textwidth]{shared_base.jpeg} - \caption{С общей базой} - \end{subfigure} - \begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth} - \centering - \includegraphics[width=\textwidth]{shared_emitter.jpeg} - \caption{С общим эмиттером} - \end{subfigure} - \begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth} - \centering - \includegraphics[width=\textwidth]{shared_collector.jpeg} - \caption{С общим коллектором} - \end{subfigure} - \caption{Схемы включения транзистора} - \label{fig:switching-scheme} -\end{figure} - -\begin{itemize} - \item - Схема включения с общим эмиттером даёт наибольшее усиление по напряжению - и току (а отсюда и по мощности "--- до десятков тысяч единиц), в связи с - чем является наиболее распространенной. - \item - Схема включения с общей базой не даёт значительного усиления сигнала, - зато хороша на высоких частотах, поскольку позволяет более полно - использовать частотную характеристику транзистора. - \item - Особенность схемы включения с общим коллектором заключается в том, что - входное напряжение полностью передаётся обратно на вход, т.е. очень - сильна отрицательная обратная связь. \cite{radioelementy} -\end{itemize} - - -\begin{thebibliography}{99} - \bibitem{studopedia} Биполярные транзисторы [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://studopedia.ru/7_31925_bipolyarnie-tranzistori.html} (дата обращения 13.04.2022) -- Загл. с экрана. Яз. рус. - \bibitem{habr} Биполярные транзисторы. For dummies [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://habr.com/ru/post/133136/} (дата обращения 13.04.2022) -- Загл. с экрана. Яз. рус. - \bibitem{radioelementy} Биполярные транзисторы: принцип работы, характеристики и параметры [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://www.radioelementy.ru/articles/bipolyarnye-tranzistory/} (дата обращения 13.04.2022) -- Загл. с экрана. Яз. рус. - \bibitem{eandc} Биполярные транзисторы: устройство, принцип и режимы работы, схема включения, применение, основные параметры [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://eandc.ru/news/detail.php?ID=21477} (дата обращения 13.04.2022) -- Загл. с экрана. Яз. рус. - \bibitem{wiki} Транзистор [Электронный ресурс] // Википедия [Электронный ресурс] : свободная энциклопедия / текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; Wikimedia Foundation, Inc, некоммерческой организации. - Wikipedia®, 2001- . - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Транзистор (дата обращения: 13.04.2022). -- Загл. с экрана. - Последнее изменение страницы: 22:18, 21 января 2022 года. -- Яз. рус. -\end{thebibliography} - -\end{document} \ No newline at end of file -- cgit v1.2.3