Главная  Журналы 

0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217

а также подбирают материалы с коэффициенталш геплового расширения, близкими к стеклу (керамике). В качестве металла наибольшее применение нашли ковар, молибден и стали марок Н 47 X 6 и Н 47Д5.

Все тины транзисторов отличаются большим многообразием конструкций. Это связано с их различным назначением и соответственно с большим разнообразием используемой аппаратуры. На конструкцию корпуса и его совершенствование большое влияние оказывало постоянное повышение требований к ия надежности и удобству эксплуатации, а также требования по их унификации.

На рис. 1 приведена наиболее распространенная конструкция маломощного транзистора, корпус которого состоит из медного колпачка (баллона) и коваро-вой металлостекляннон ножки. Толщина коварового фланца и стеклянного изо-

рО,Э5

Из0ЛЯ!Р0р керамический

твердый припои

Kupiyc баллона

Дертшль кератческии

лятора составляет 1,5 мм, что обеспечивает достаточно прочный Спай металла со стеклом и хорошую герметичность. Соединение медного колпачка с коваровым фланцем осуществляется методом холодной сварки. Форма ножки корпуса прибора удобна для мс[1-тажа кристаллодержателя и последующих технологических операций.

Фланцы в корпусах некоторых транзисторов (рис. 2) сделаны из медн. Это yBej[H4HBaeT ич теилонроводность и позволяет

Йассеивать большую мощность, ,ля герметизации применена конденсаторнйя сварка, не требующая больших площадей в местах сварки, что позволило уменьшить габариты колпачка и ножки. ЭлектроДЕше выводы в этом корпусе проходят сравнительно на большом расстоянии от металлической части ножки. Такое Удаление выводов от металла корпуса снижает межэлекгродные емкости и повышает рабочие частоты вплоть до 700 МГц. В приборах, предназначенных для работы в диапазоне частот выша 700 МГц и встроенных в волно-водную линию, иногда используют коаксиальные конструкции Корпуса, В Гаком приборе для уменьше[1ия взаимного влияния Коллекторных и эмитгерных цепей выводы электродов направлены в противоположные стороны. Кристалл транзистора можно

крепить к ножке либо с помощью „ - я

, /1, Рис. S. Л1еталлпкерэ.чическия корпус ти-

кристаллодержагеля (рис. 3), ли- „а ТО-бО для мощных ВЧ а СВЧ траи-

бо нетосредственно путем припай- зисгоров

его к фланцу ножки (рис. 4) При креплении кристалла с помощью кристаллодержателя появляется возможность присоединить -к корпусу прибора любой из электродов, в гом числе и базу, что бывает необходимо для обеспечения максимального удобства монгажа приборов в схему. Однако такой способ крепления кристалла повышает тепловое сопротивление и соответственно снижает Допустимую моЩЕюсть рассеяния, уэеличиваег габариты сборочного узла и уменьшает механическую прочность конструкции прибора.




в случае непосредственного крепления кристалла на ножку на корпусе при» борз оказывается коллекэор, что вносит определенные неудобства при монтаже прибора в схему, но в то же время снижает тепловое сопротивление и повышает механическую прочность прибора, Такая конструкция, как правило, используется в мощных транзисторах.

Развитие схем электронных устройств с применением мощных генераторных СВЧ транзисторов потребовало создания специальных металлокерамически» корпусов. На рис, 5 показан наиболее распространенный унифицированный корпус, предназначенный не только для биполярнык, но и йля полевых транзисторов.

С целью уменьшения габаритов, упрощения конструкции и удешевления транзисторов были разработаны и нашли широкое применение транзисторы с бес-корпусноЙ герметизацией и в пластмассовых корпусах. В бескорпусных транзисторах кристалл полупроводника с контактными площадками в местах присоединения проволочки внешних выводов покрываетея несколькими защитными слоямН В качестве защитных слоев от влияния внешней среды и механических повреждений применяются различные лаки и эпоксидные смолы. В транзисторах с пластмассовым корпусом кристалл полупроводника и другие элементы конструкции (подложка, концы внешних выводов и др.) заливаются в формах или опрессо-вываются специальной пластмассой, которая обеспечивает защиту от внешних воздействий и не оказывает влияния ва физические свойства полупроводника.

1.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

Рзботз транзастора характеризуется параметрами, определяющими усилительные и частйтные свойства в режимах усиления, переключения и отсечки, а также максимально допустимыми режимами эксплуатации.

Обратные (начальные) токи переходов. Обратные токи коллектора /кбо эмиттера /go проходят через обратносмещенные переходы при отключенном третьем выводе транзистора. Оба указанных тока обладают сильной температурной зависимостью, причем для германиевых приборов токи увеличиваются на 6 9% на каждый градус Цельсия, а для кремниевых - на 8 12%. У мощных транзисторов эта зависимость выражается не так сильно и даже может ог-сутствовать, если токи утечки превышают токи неосновных носителей.

Обратный ток коллекторэмиттер /joo зависит от условий на входе транзистора, и в общем случае его можно определить по формуле, кэк " KBO - коэффициент нестабильности схемы, зависящий от внешних Сопротивлений в цепях базы, эмиттера и коллектора, а также коэффициента передачи тока транзистора.

Параметры малого сигнала. В общем случае транзистор может рассматриваться как четырехполюсник, поэтому Параметры его можно описать шестью различными снстемамн. На практике наибольшее рзспростракение получила система полных сопротивлений [г-параметры (рис. 6)], система полных проводимостей ((/-параметры (рис. 7)] и гибридная система [Л-параметры (рис. 8). г, у, ft-napa-

с-(-у-.

D-0 о-

Рис, е. Эквивалентная схема яетыретполюсннкл с не по ль-эовавнем г-параметров

-о о-

10 о


Рис. 7, Эквивалентная схема четырехполюсника с нсполь-зонанием у-паранетроа

fc. ь. Экинвалеятнай схема четырехполюсника с исполь. аоввнвен А-параметрйв



метры описываются уравиенинми, где в качестве независимых переменных выбираются токи (] и напряжения и и (j и и.

где hu = - входное сопротивление транзистора при коротком замыкании (к. 3.) на выходе; ~ ии- коэффициенг обратной связи по напряжению при холостом ходе (х. х.) на входе; h = (Л - коэффициент передачи тока при к. 3. на выходе; ftg = i.,fu. - выходная проводимость при х. х. на входе.

Наиболее удобна для осуи1ествления измерения система А-параметров, где требуется осуществить х- х. на входе н к. з. на выходе.

Высокочастотные параметры биполярных транзисторов. К основным параметрам, характеризующим работу транзистора на -высокой частоте, отн)сятся: модуль коэффициента передачи тока ft ; емкости коллекторного и змиттер-ного переходов Сц и С; постоянная времени цепи обратной связи т; сопротивление базы г; максимальная частота генерации [шцх, предельная частота коэффи-циентл передачи тока joj; коэффициент шума Кш, выходная мощность Рвых! коэффициент полезного действия коллектора r\ii коэффициент усиления по мощности Кур.

Максимальная частота генерации транзистора может быть использована для оценки коэффициента усиления по мощности для нужной частоты. Коэффициент уси„тения но мощности приближенно может быть определен из выражения Ур ~ (/тахУ)- Конкретное значение .щах транзистора можно определить непосредственно при работе всхеме автогенератора путем настройки его на максимальную частоту.

Параметр транзистора г представляет собой распределенное омическое сопротивление базы. Его необходимо знать при определении входного сопротивления каскадов. Наиболее часто сопротивление базы транзистора определяют с помощью измерения посгоянной времени цепи обратной связи, поскольку

Значение Тр; характеризует частотные и усилительные свойства транзистора, определяет устойчивость усилительного каскада к самовозбуждению. Данный параметр является важнейшим для высокочас;готных транзисторов, по нему производится классификация приборов по группам. Значение постоянной времени цени обратной связи может колебаться от десятков до тысяч пикосекунд в за-" висимости от тина транзистора - его конструкции, технологии изготовления, структуры п других факторов.

Емкость р-л-перехода (Сн или С) обусловлена в первую очередь геометрическими размерами областей структуры и технологическими особенностями изготовления транзистора и зависит от количества зарядов, накоплеиных в различных областях структуры.

Шумы в транзисторах вызываются хаотическими флуктуациями подвижных носителей заряда и подразделяются на тепловые, дробовые и избыточные. На высоких частотах, где избыточного шума нет, шумовые параметры можно рассчитать через параметры эквиеалентной схемы замещения транзистора.

Для теплового шума значения шумовых ЭДС и тока на известном сопротивлении R (проводп.мости G) рассчитывают по формулам

где t постоянная Больцмана. равная 1.38. Ю-з Дж/трад; Г - абсолютная температура. К; А/" - полоса частот, Гц. Мощность тепловых шумов Рш = kTA[.

Дробовой шум, вызванный флуктуациями потока заряженных частиц, количественно оценивается по формуле if = 2q [2 /о1 Л/, где q - заряд электро; на" (1,6- 10-1 К.а); S-суммарный ток носителей заряда.





0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217