V
Elementy półprzewodnikowe
Z J E D N O C Z E N IE P R Z E M Y S Ł U E L E K T R O N IC Z N E G O i T E L E T E C H N IC Z N E G O
K a t a l o g 44-R
E L E M E N T Y P Ó Ł P R Z E W O D N I K O W E
W Y D A W N IC T W A P R Z E M Y S Ł U M A S Z Y N O W E G O „ W E M A "
O p r a c o w a n i e
mgr Henryk Gładysz, m gr inż. Andrzej Maśląg, mgr ¡ni. Bogumił Owczarek, m gr inż. Janusz Przygoda, inż. Danuta Paszyńska, inż. Joanna Sibilska,
inż. Jan Zielonka
R e d a k t o r Ryszard Cieślikowski
R e d a k t o r t e c h n i c z n y
Elżbieta Szeszko
W szelkie praw a zastrzeżone przez W ydaw nictw a Przemysłu Maszynowego „WEMA”
6 0 4 5 6
WPM „WEMA“ . W arszawa 1970. W ydan ie II. Nakład 8 0 0 0 + 7 0 egz. Ark. wyd.
28,89- Ark. druk. 15,5. Papier druk. sac. kl. III 70 g B1. Podpisane do druku w czerwcu 1970. Druk ukończono w czerwcu 1970. Zam* 186/68-KA/l. Cena 105, —zł
Drukarnia im. Rewolucji Październikowej w W arszawie, Zam, 526/70, K-60
S P I S R Z E C Z Y
1. W ykaz t y p ó w ... 7
1.1. O gólny po d ział n a t y p y ... 9
1.2. A lfab ety czn y spis typów i ich o k r e ś l e n i a ... 10
2. W s t ę p ... 15
2.1. O znaczenia elem entów p ó łp r z e w o d n ik o w y c h ... 17
2.1.1. System oznaczeń t y p ó w ... 17
2.1.2. Z asad y oznaczeń literow ych p a r a m e t r ó w ... 18
2.1.3. O znaczenia literow e p a ram etró w ... 19
2.1.4. W y b ran e sym bole graficzne d io d i t r a n z y s t o r ó w ... 22
2.2. D i o d y ... 23
2.2.1. N ap ięcio w o -p rąd o w e c h arak tery sty k i d i o d ... 23
2.2.2. W arto ści g r a n ic z n e ... 25
2.2.3. D io d y p r o s t o w n i c z e ... 25
2.2.4. D io d y u n i w e r s a l n e ... 27
2.2.5. D io d y i m p u l s o w e ... 27
2.2.6. D io d y Z c n e r a ... 29
2.2.7. F o to d io d y ... 30
2.2.8. W a r i k a p y ... 31
2.3. T r a n z y s t o r y ... 31
2.3.1. U k ła d y p ołączeń t r a n z y s t o r ó w ... 31
2.3.2. N apięcio w o -p rąd o w e c h arak tery sty k i tran z y sto ró w ... 32
2.3.3. P a ra m e try m ałosygnałow e ... 35
2.3.4. P a ra m e try w ie lk o s y g n a ło w e ... 38
2.3.5. W artości g r a n ic z n e ... 40
2.3.6. P a ra m e try cieplne i sposoby o d p ro w a d za n ia c i e p ł a ... 43
2.4. Ja k o ść i niezaw o d n o ść elem entów p ó łp r z e w o d n ik o w y c h ... 45
2.4.1. System b a d a ń elem entów p ó łp r z e w o d n ik o w y c h ... 45
2.4.2. O gólne w ym agania techniczne n a d io d y i t r a n z y s t o r y ... 47
2.4.3. L ab o ra to ry jn a i ek sp lo atacy jn a niezaw o d n o ść elem en tó w p ó łp rze w o d n ik o w ych ... 47
2.5. W skazów ki dotyczące sto so w an ia elem entów p ó łp rz e w o d n ik o w y c h ... 49
2.5.1. U w agi e k s p l o a t a c y j n e ... 49
2.5.2. Z asad y m o n ta ż u elem entów p ó łp r z e w o d n ik o w y c h ... 51
3. T ranzystory g e rm a n o w e ... 53 4. T ranzystory k r z e m o w e ... 207 5
5. Diody g e r m a n o w e ... 263
6. Diody k rz e m o w e ... 322
7. Bloki p ro s to w n ic z e ... 353
8. Z astosow ania elem entów p ó łp rz e w o d n ik o w y c h ... 359
M u ltiw ib ra to r a s t a b i l n y ... 361
M u ltiw ib ra to r n ie s y m e try c z n y ... 362
M u ltiw ib ra to r n a s t a w n y ... 364
M u ltiw ib ra to r o regulow anej c z ę s to tliw o ś c i... 365
M u ltiw ib ra to r n a napięcie zasilające 30 V ... 367
M u ltiw ib ra to r astab iln y z b r a m k ą ; ... 368
M u ltiw ib rato r t r ó j t a k t o w y ... 369
M u ltiw ib ra to r m o n o stab iln y ... 371
P rz e rz u tn ik 1 ... 372
P rz e rz u tn ik I I ... 373
D e k a d a l ic z n ik a ... 375
L icznik fotoelektryczny ... 376
G e n e ra to r kw arcow y 500 k H z ... 377
O scylator sam ow zbudny p rzestrajan y ... 378
O scylator sam ow zbudny 10 M H z do u rządzeń pom iarow ych ... 379
O scy lato r sam ow zbudny 50 M H z d o u rządzeń pom iarow ych ... 380
G łow ica U K F ... 381
G łow ica o d b io rn ik a te l e w i z y j n e g o ... 384
M ieszacz-oscylator ... 385
K o m b in o w an y w zm acniacz częstotliw ości pośred n iej 460 k H z /1 0 ,7 M H z ... 388
Telew izyjny w zm acniacz częstotliw ości pośredniej 38 M H z ... 391
U k ład odch y lan ia pionow ego o d b io rn ik a telew izyjnego ... 393
W zm acniacz m ałej częstotliw ości 2\V do o d b io rn ik a s a m o c h o d o w e g o ... 394
Z asilacz stab ilizo w an y 12 V /0 ,4 A ... - ... 399
Z asilacz n ap ięcia w zorcow ego 1 A ... 400
E lem en ty półprzew odnikow e p ro d u k cji F a b ry k i P ółp rzew o d n ik ó w „ T e w a ” o ra z ich o d p o w iedniki p ro d u k o w a n e p rzez firm y z a g r a n ic z n e ... 402
1. W Y K A Z T Y P Ó W
a M H H B B B H g R B M M B
I. W Y K A Z T Y P Ó W
l . l . O G Ó LN Y PO D ZIA Ł N A TYPY
T ranzystory germanowe T ran zy sto ry m .cz.
T ran zy sto ry dużej m ocy T ran zy sto ry w.cz.
T ran zy sto ry im pulsow e T ranzystory krzemowe T ran zy sto ry w.cz.
T ran zy sto ry m.cz.
T ran zy sto ry im pulsow e T ran z y sto ry dużej m ocy
Diody germanowe D io d y uniw ersalne
D io d y im pulsow e F o to d io d y
D io d y prostow nicze
Diody krzemowe D io d y im pulsow e W arik ap y
D io d y p rostow nicze
D io d y stabilizacyjne (Z enera)
B loki prostow nicze
T G 2 , T G 3 A , T G 3 F , T G 4 , T G 5 , T G 8 , A C 361, T G 50, T G 5 1 , T G 52, T G 5 3 , T G 55
A D 365, A D 366, T G 70, T G 71, T G 7 2
A F 426, A F427, A F428, A F 429, A F430, A F 514, A F 5 1 5 , A F 516 A SY 31, A SY 33, A SY 34, A SY 35, A S Y 36, ASY37
B F504, B F505, B F506, B F510, BF511, B F519, B F520, BF521 BC527, BC528
BSY 52
B U Y 52, B U Y 53, B U Y 54
D G 20, D G 2 1 , D O G 3 1 , D O G 5 2 , D O G 5 3 , D O G 5 5 , D O G 5 6 , D O G 5 8 , D O G 61, D O G 6 2
D G 5 1 , D G 5 2 , A A Y 37 F G 2 , A P 3, A P304, AP305
D Z G 1 , D Z G 2 , D Z G 3 , D Z G 4 , D Z G 5 , D Z G 6 , D Z G 7 , D M G 1 , D M G 2 , D M G 3 , D M G 4
BAY 55 BA 507, BA508
D K 6 0 , D K 6 1 , D K 6 2 , D K 6 3 , B A 560, B A 5 6 I, B A 562, BA563, BA 564, BA 580, BA 581, BA 582, BA 583, BA 584, BA 585 B Z 1 /C ..., B Z 1 /D ...
B Z 1 1 /C ..., B Z 1 1 /D ...
B Z 2 /C ..., B Z 2 /D ...
P K 220/06
W Y K A Z T Y P Ó W
1.2. ALFABETYCZNY SPIS TYPÓW I ICH OKREŚLENIA
Typ Określenie Kategoria
klimatyczna* Strona
' 2 3 4
A A Y 37 D io d a g erm an o w a ze złotym o strzem , im pulsow a, przezn aczo n a d o układ ó w im pulsow ych
566 291
AC361 T ran z y sto r g erm anow y stopow y, p rzezn aczo n y do sto p n i w ejściow ych w zm acniaczy o niskim poziom ie szum ów w paśm ie akustycznym
466
«
I
A D 365 A D 366
T ran zy sto ry germ anow e stopow e, p rzezn aczo n e do w zm acniaczy średnich m ocy, m ałej częstotliw ości o różnych napięciach m aksym alnych
566
108 i 112
■ 2 x A D 365
2 x A D 366
T ran zy sto ry d o b ieran e p a ram i d o pracy w u k ład ach
przeciw sobnych o m ocy wyjściowej d o 5 W 566 108 |
112 A F 426 T ran z y sto r germ anow y w.cz. przeznaczony d o
w zm acniaczy p.cz. w o d b io rn ik a ch A M /F M w zm ac
niacza w.cz. i m ieszacza o d b io rn ik ó w z zakresem fal k ró tk ic h , średnich i długich
466
131
A F427 A F428
T ran z y sto r germ anow y w.cz. p rzezn aczo n y do w zm acniacza p.cz. w o d b io rn ik a ch A M i w m iesza- czu o d b io rn ik ó w z zakresem fal śred n ich i długich
466
136
141 ;
A F 429 A F 430
T ran z y sto r germ anow y w.cz. przezn aczo n y do
w zm acniania m ałych sygnałów w.cz. 466 146
150 A F 514
A F 515
T ran zy sto ry germ anow e m ałej m ocy, w .cz., k o n stru k cji m esa, p rzeznaczone d o u k ład ó w w zm acn ia
jących i generacyjnych w.cz.
466
152 156
A F516 T ran z y sto r germ anow y w.cz., k o n stru k cji m esa, przeznaczony d o w zm acniaczy w stępnych, m iesza - czy i o scylatorów
466 160
A P3 AP304 A P305
F o to d io d a germ an o w a p rzezn aczo n a d o układ ó w a u to m a ty k i i sygnalizacji
576 298
301
* Kategorie klimatyczne. Oznaczenie stopni obostrzenia odporności klimatycznej wyrobów oraz warunki badań przy
jęto zgodnie z PN-60/T-04550 ,.Elementy urządzeń elektronicznych. Metody badań odporności klimatycznej i mechanicz
nej.”
Pierwsza cyfra oznacza przydatność do pracy w obniżonej temperaturze wg kodu:
/.mb > - 5 5 ° C 5 - t amh > — 40°C Druga cyfra oznacza przydatność do pracy w podwyższonej temperaturze wg kodu:
3 - tamb < 125°C 6 - t amb < 70°C 4 - tamb < I00°C 7 - t amb < 55°C 5 t amb < 85°C
Trzecia cyfra oznacza przydatność do pracy w warunkach działania wilgoci (90— 95%) i temperatury (-f40°C ), w okresie czasu wg kodu:
6 — do 4 dn 8 — do 10 dn
W Y K A Z T Y P Ó W
1 2 3 j 4
ASY 34 ASY 35 ASY 36 A SY 37 ASY31 ASY 33
T ran zy sto ry germ anow e stopow e, średniej często
tliw ości, mafej m ocy, przeznaczone d o p racy w u k ła d ach im pulsow ych
468
166 173 179 186 193 200 BA507
BA508
D io d y pojem nościow e krzem ow e, p rzeznaczone do a u to m aty czn eg o stro jen ia
446 325
327 BA561
BA562 BA563 BA564
D io d y krzem ow e dyfuzyjne, p rzeznaczone d o pracy w u k ład ach prostow niczych o p rąd zie ob ciążen ia d o 0,5 A.
337 i
338 1
339 340 BA580
BA581 BA582 BA583 BA584 BA585
D io d y krzem ow e dyfuzyjne, p rzezn aczo n e d o p racy w' u k ład ach prostow niczych o p rąd zie o b ciążen ia d o 5 A
— 341
BAY 55 D io d a krzem ow a ep ip la n arn a , im pulsow a, p rz ez n a
c zo n a d o szybkich u k ład ó w im pulsow ych 436 323
r., l
BC527 BC528
T ra n z y s to r k rzem o w y w .cz. śre d n ie j m ocy, pia- n a rn o -e p ita k sja ln y , przezn aczen ia uniw ersaln eg o , m .cz.
—
251 253 BF504
BF505 B F506 BF510 B F 5I1
T ran zy sto ry krzem ow e średniej m ocy, w.cz., k o n
strukcji m esa, p rzeznaczenia uniw ersalnego 448
209 215 221 227 231 B F 5 I9
B F520 BF521
T ran z y sto r krzem ow y średniej m ocy, w.cz., p lan a r-
no-ep itak sjaln y , przeznaczenia uniw ersalnego 436 235 i
238 244 BSY52 T ran z y sto r krzem ow y, p lan arn o -ep itak sjaln y ,
b.w .cz., przeznaczony d o p racy w u k ład ach o d u żej szybkości p rzełączania
436
255
B U Y 52 B U Y 53 B U Y 54
. . . . ,
T ran z y sto r krzem ow y dużej m ocy, średniej często tliw ości, k o n stru k cji m esa, p rzeznaczony do pracy w u k ład ach w yjściowych i przełączających dużej m ocy
436
257 259 261 B Z 1 /C
BZ1 ID
D iody Z enera krzem ow e, stopow e, m alej m ocy, p rzeznaczone d o pracy w stab ilizato rach napięcia w u k ład ach ograniczających napięcie
446
342
B Z l i / C B Z U ID
D iody Z en era krzem ow e, sto p o w e, m ałej m ocy, w o b u d o w ie szklanej, przeznaczone d o p racy w s ta b ili
z ato rach napięcia i u k ład ach ograniczających n ap ię
cie
446
346
i B Z 2 /C
! B Z 2 /D
D io d y Z en era krzem ow e, stopow e, m ałej m ocy,
przeznaczone d o p racy w stab ilizato rach n apięcia 446 348
W Y K A Z TY P Ó W
1 2 3 4
D G 20 D io d a g erm an o w a o strzo w a m alej m ocy, w yso k o napięciow a (100 V)
566 265
D G 21 D io d a g erm an o w a o strzo w a m alej m ocy, o m ałym rozrzucie c h ara k te ry sty k przew odzenia, p rzezn aczo na d o m o d u la to ró w kołow ych
566 267
DG51 D io d y germ anow e ostrzow e, przeznaczone d o pracy 566 285
D G 52 w u k ład ach im pulsow ych 288
DK.60 D io d y krzem ow e sto p o w e, przeznaczone do p racy 329
D K 61 w u k ład ach p rostow niczych o p rąd zie ob ciążen ia do 446 331
D K 6 2 0,6 A 333
D K 63 335
j D M G 1 D iody germ anow e sto p o w e m ałej m ocy, p rzezn a i
316
D M G 2 czone d o p racy w u k ład ach prostow niczych o p rą 317
D M G 3 dzie obciążenia d o 5 A 576 318 1
D M G 4 319
1 D O G 31 D io d y germ anow e ostrzow e m ałej m ocy, p rz ez n a 269
D O G 5 2 czenia uniw ersalnego w zakresie częstotliw ości do 271
D O G 53 kilkudziesięciu M H z 273
D O G 55 566 275
D O G 5 6 D O G 58 D 0 G 6 1 i D O G 62
.
277 279 281 283 2 x D O G 53 D io d y germ anow e d o b ra n e p a ram i przy często tli 273 2 x D O G 5 8 w ości 10,7 M H z , przeznaczone do pracy w u k ład ach
detekcyjnych i dyskrym inacyjnych
566 279
2 x D O G 62 D io d y germ anow e d o b ra n e p a ram i przy często tli
w ości 8 M H z, p rzeznaczone d o p racy w u kładach d yskrym inacyjnych
566
283
D ZG 1 D io d y germ anow e sto p o w e, p rzezn aczo n e d o pracy 302
D Z G 2 D Z G 3
w niskonapięciow ych p ro sto w n ik ach 576 304
306
D Z G 4 308
D Z G 5 D io d y germ anow e stopow e, przeznaczone d o pracy 310
D Z G 6 w u k ład ach prostow niczych 576 312
D Z G 7 314
F G 2 F o to d io d a g erm an o w a, p rzezn aczo n a d o p racy z n a pięciem p o laryzującym w u k ład ach a u to m a ty k i i syg
576 294
nalizacji
P K 220/60 B lok p rostow niczy składający się z 2— 4 diod D K 6 0 — 63, przeznaczony d o u k ład ó w p ro sto w n i
566 355
czych zasilanych z sieci 220 V
W Y K A Z T Y P Ó W
l 1 2 3 4
T G 2 T G 3 A T G 4 T G 5
T ran z y sto ry germ anow e stopow e, przeznaczenia
uniw ersalnego w u k ład ach m.cz. 566
60 65 75 79 T G 3 F T ran z y sto r germ anow y stopow y, przeznaczony d o
sto p n i w ejściow ych w zm acniaczy m .cz.
566 69
T G 8 T ra n z y sto r g erm anow y stopow y, przezn aczo n y do p racy p rzy napięciach d o 60 V
566 84
T G 50 T ran z y sto r germ anow y stopow y, średniej m ocy, p rzezn aczo n y do akustycznych w zm acniaczy śred niej m ocy
466 88
2 x T G 5 0 T ran zy sto ry d o b ieran e p aram i do p racy w u k ład ach przeciw sobnych o m ocy w yjściowej d o 0,5 W
466 88 |
TG 51 T ran z y sto r germ anow y stopow y, przezn aczo n y do p racy przy napięciach d o 60 V
466 92
T G 5 2 T G 53
T ran z y sto ry germ anow e stopow e, średniej m ocy, przeznaczone d o u k ład ó w a u to m a ty k i
466 96
100 2 x T G 5 3 T ran z y sto ry d o b ieran e p aram i d o p racy w u k ład ach
przeciw sobnych o m ocy wyjściowej do 0,3 W 466 100
T G 5 5 T ra n z y sto r germ anow y stopow y, średniej m ocy, przezn aczo n y do w zm acniaczy m .cz. o zm niejszonej zależności h 2lE o d p rą d u k o lek to ra
466 104
2 x T G 5 5 T ran z y sto ry d o b ieran e p a ram i d o p racy w u k ład ach przeciw sobnych o zm niejszonych zn iekształceniach
466 104
T G 7 0 TG 71
T ran z y sto ry germ anow e stopow e, przeznaczone do akustycznych w zm acniaczy m ocy, ró żn iące się n a pięciem m aksym alnym
466
116 121
2 x T G 7 0 2 x T G 7 1
T ran zy sto ry m ocy d o b iera n e p a ram i, przeznaczone d o przeciw sobnych w zm acniaczy o m ocy wyjściowej d o 15 W
116 |
466 j 121
T G 7 2 T ra n z y sto r g erm anow y sto p o w y , p rzezn aczo n y do
pracy w przetw o rn icach napięcia 466 126
i m s a s m
1 3
<y& i.-:;--:: ï æ S i f c i . ï i ■;
2. WSTĘP
2. W STĘP
2.1. O Z N A C Z E N IA ELEMENTÓW PÓ ŁP R ZE W O D N IKO W YC H
2.1.1. System oznaczeń ty p ó w
D la typów p rzeznaczonych d o u rząd zeń pow szechnego u ży tk u oznaczenie sk ła d a się z 2 liter i 3 cyfr.
D la typów przezn aczo n y ch d o u rząd zeń p ro fesjo n aln y ch oznaczenie sk ła d a się z 3 liter i 2 cyfr.
S k ład n ik i części literow ej:
Pierw sza litera ok reśla m ate ria ł p o d staw o w y : A — germ an ,
B — krzem ,
R — p o z o stałe m ateriały.
D ru g a litera o k reśla po d staw o w e w łaściw ości:
A — d io d a,
C — tra n z y sto r m alej m ocy, m ałej częstotliw ości ( R tb > 15°C/W ),
D — tra n z y sto r m ocy, m ałej częstotliw ości (R,„ < 15°C/W ),
F — tra n z y sto r m ałej m ocy, wielkiej częstotliw ości (R ,„ > 15°C/W ),
P — fo to elem en t (np. fo to d io d a ), S — tra n z y sto r im pulsow y
( /? ,* > 15°C /W ),
U — tra n z y sto r im pulsow y m ocy (./?,„ < 15°C/W ),
Z — d io d a Z en e ra (stabilistor).
T rzecia lite ra :
Y — elem enty p rzezn aczo n e d o u rząd zeń profesjo n aln y ch .
C zęść cyfrow a o k reślająca typ łu b g ru p ę typów je s t liczbą p o rz ą d k o w ą . N ie k tó re w y ro b y m ają o znaczenie specjalne.
O znaczenie dio d Z en e ra zaw iera część litero w ą o ra z cyfrę o z n ac za jąc ą:
1 — m o c d o 300 m W ,
11 — m o c d o 300 m W , o b u d o w a szk lan a, 2 — m o c pow yżej 300 m W ,
literę o zn aczającą to leran cję n ap ięcia stabilizacji, przy czym : C - ± 5%, D - ± 10%,
o znaczających nap ięcie stabilizacji w w o ltach . L ite ra „ V ” z n ajd u jąc a
przecinek. 17
s ¿ h a k ó w cyfrow ych H $ z y cyfram i o zn acza
W STĘP
P rzy k ład oznaczenia d iody Z enera
krzem ow a d io d a Z en era m oc pow yżej 300 m W
to leran cja ± 5 % _________________
napięcie stab ilizacji 6,8 V
W ty p ach , k tó re o p ra co w a n o p rzed 1965 r. sto so w an e są n ad al sta re ozn aczen ia, gdzie:
T — tran z y sto r, G — germ anow y,
1— 9 , f T = (0,3— 3) M H z, P „ „ < 100 m W , 5 0 - 5 9 , f T > 0,2 M H z, Pmax = (0,1— 1) W , 7 0 - 7 9 , f r > 0,1 M H z, = (3— 10) W .
2.1.2. Zasady oznaczeń lite ro w y c h p a ra m e tró w „ O znaczenie literow e sk ła d a się ze z n a k u głów nego o raz, jeżeli zach o d zi p o trz e b a , z jed n e g o lub k ilk u w skaźników (indeksów ).
C hw ilow e w arto ści p rą d u , n ap ięcia i m ocy, k tó re zm ieniają się w czasie, przed staw ia się za p o m o cą o dpow iedniej m alej litery, n p . : /, u, p.
M ak sy m aln e, średnie i sk u teczn e w artości, stale w czasie, przed staw ia się za p o m o cą o d p o w ie d niej dużej litery, n p .: / , U, P.
W ykaz głównych wskaźników E , e — em iter,
B, b — b aza, C , c — k o lek to r,
F , f — k ieru n ek przew o d zen ia (w diodzie), R , r — k ieru n ek w steczny (w diodzie), M ,m — w arto ść szczytow a,
Ś r, śr — w arto ść śred n ia.
Z astosow anie wskaźników
W arto ści p rą d u stałego i w artości chw ilow e o zn acza się za p o m o cą w skaźników z o d p o w ied n ich d użych liter, nfp.: I c , i c , Ue b, Ue b, Pc, Pc-
W arto ści składow ej zm iennej o zn acza się za p o m o c ą w skaźników z o d p o w ied n ich m ałych liter, n p . . / c , fc* Uebt Hcbt ^ c j P e •
Z asto so w an ie p rak ty czn e tych zasad w o dniesieniu d o p rą d u k o le k to ra p rzed staw io n o n a rys. 1.
O zn aczen ia te o b o w iązu ją w o dniesieniu d o innych p rą d ó w , n ap ięć i m ocy.
I c — w a rto ść p rą d u stałego, J CM — w arto ść szczytow a,
B Z 2 C 6V8
J T l f
I I
W STĘP
I c — w arto ść sk u teczn a,
I d , — śred n ia w arto ść składow ej zm iennej, Ic — sk u teczn a w a rto ść składow ej zm iennej, h m — szczytow a w a rto ść składow ej zm iennej, i c — w arto ść chw ilow a,
ic — w a rto ść chw ilow a składow ej zm iennej.
R y s. 1.
P rak ty czn e z asto so w an ie o znaczeń literow ych
Kolejność w skaźników
P r ą d y . S tosuje się co najm niej je d e n w skaźnik. D o d a tn im w arto ścio m liczbow ym p rą d u o d p o w ia d ają p rą d y , k tó re w pływ ają d o elem en tu p rzez e le k tro d ę o z n ac zo n ą pierw szym w skaźnikiem . N a p i ę c i a . S to su je się d w a w skaźniki, k tó re o z n aczają e lek tro d y , m iędzy k tó ry m i o k re śla się napięcie. D o d a tn im w arto ścio m liczbow ym o d p o w ia d ają d o d a tn ie p o ten cjały p u n k tu ozn aczo n eg o pierw szym w skaźnikiem w zględem p u n k tu ozn aczo n eg o d ru g im w skaźnikiem .
O znaczenia literow e d la oporności, param etrów czwórnikowych itp.
D la w arto ści o k reślan y ch p rzy m ały ch sy g n ałach sto su je się indeksy z m ały ch liter, n p .: rbb, li, , b>
/¡ lir , C lZ f
D la w arto ści o k reślan y ch przy dużych sygnałach lub p rz y p rą d zie stały m sto su je się indeksy z dużych liter, n p .: r B, h l t B , h2i E, c12E.
2.1.3. O zn a c ze n ia lite ro w e p a ra m e tró w C c — p o jem n o ść złącza k o lek to ra,
C E — p o jem n o ść złącza em itera, Cr — p o jem n o ść d iody,
C u , — p o jem n o ść w ejściow a (p rzy z w arty m o b w o d zie w yjściow ym tra n z y s to ra w u k ład zie O E — sk ład o w a y u e),
C m — p o jem n o ść w ejściow a (przy z w arty m obw odzie w yjściow ym tra n z y s to ra w układzie O B — sk ład o w a y , , , ) ,
C l2c — pojem n o ść zw ro tn a (przy z w arty m ob w o d zie w ejściow ym tra n z y s to ra w u k ład zie O E — sk ła d o w a y l2e),
W STĘP
C 22e — p o jem n o ść w yjściow a (przy z w arty m obw odzie w ejściow ym tra n z y sto ra w układzie O E — sk ład o w a ^22c),
C 22t, — p o jem n o ść w yjściow a (przy ro z w arty m o bw odzie w ejściow ym tra n z y sto ra w układzie O B — sk ład o w a I1221,),
E — n atężen ie ośw ietlenia, / — częstotliw ość,
f r — częstotliw ość p o m ia ro w a ,
f T — częstotliw ość p rzen o szen ia (w spółczynnika w zm ocnienia prąd o w eg o ), F — w spółczynnik szum ów ,
g — k o n d u k ta n c ja p a ra m e tru y , g iic — k o n d u k ta n c ja w ejściow a (składow a g i2e — k o n d u k ta n c ja zw ro tn a (sk ład o w a y i2C), g 22c — k o n d u k ta n c ja w yjściow a (sk ład o w a y i2C),
Gpb — w spółczynnik w zm ocnienia m ocy w uk ład zie O B, h — p a ra m e tr m acierzy [h],
h n e — rezy stan cja w ejściow a (przy z w arty m o bw odzie wyjściow ym tra n z y sto ra w u k ła dzie O E ),
h ,2C — w spółczynnik sprzężenia z w ro tn eg o (przy o tw a rty m o bw odzie w ejściow ym tran zy s
to r a w u k ład zie O E ),
h2ic — w spółczynnik w zm o cn ien ia p rą d o w eg o (przy zw artym o bw odzie w yjściow ym tran zy s
to ra w u k ład zie O E ),
Ii22e — ad m itan c ja w yjściow a (p rzy o tw a rty m ob w o d zie w ejściow ym tra n z y sto ra w u k ła dzie O E ),
h 2 ie — staty czn y w spółczynnik w zm ocnienia p rą d o w eg o (w u k ład zie O E ), i — p rą d , w a rto ść chw ilow a,
Ibm — w a rto ść szczytow a, chw ilow a p rą d u bazy, /cm — w a rto ść szczytow a, chw ilow a p rą d u k o lek to ra, I Em — w arto ść szczytow a, chw ilow a p rą d u em itera,
Ifm — w a rto ść szczytow a, chw ilow a p rą d u przew o d zen ia d iody, h s — w a rto ść szczytow a pojedynczego im p u lsu p rą d u ,
i , — p rą d w ejściow y (sk ład o w a zm ienna), i2 — p rą d w yjściowy (sk ład o w a zm ienna), l a — p rą d bazy,
I c — p rą d k o lek to ra,
Icbo — w steczny p rą d k o lek to r-b az a (JE = 0), iCEO — szczątkow y p rą d k o łek to r-em ite r ( I B = 0),
Ices — szczątkow y zw arciow y p rą d w obw odzie k o lek to r-em ite r ( R BE = 0),
Icer — szczątkow y p rą d w obw odzie k o lek to r-em ite r p rzy zew n ętrzn y m rezy sto rze m iędzy b a z ą i em iterem ,
I D — p rą d ciem ny (fo to d io d y ), Ie — p rą d em itera,
Iebo — p rą d w steczny e m iter-b aza ( / c = 0), 20 I F — p r ą d przew odzenia (diody),
W STĘP
J o — p r ą d w y p ro s to w a n y , I r — f o t o p r ą d (fo to d io d y ) , Ir — p r ą d w ste c z n y (d io d y )
Iri„ip — c h w ilo w a w a r to ś ć p r ą d u w ste c z n e g o p rz y p ra c y im p u lso w e j d io d y , I,_ — p r ą d s ta b iliz a c ji ( Z e n e ra ),
P c — m o c s t r a t ( k o le k to ra ) , Q — d o b r o ć ( w a rik a p u ), r — r e z y s ta n c ja (o p o rn o ś ć ),
>'bb, —■ r e z y s ta n c ja b a z y (p rz y w .cz.),
>'bb' C c — s t a ła c z a s o w a s p rz ę ż e n ia z w r o tn e g o (p rz y w .c z .), r z — re z y s ta n c ja d y n a m ic z n a ( d io d y Z e n e ra ),
Rur. — re z y s ta n c ja z e w n ę tr z n a m ię d z y b a z ą i e m ite re m , R a — re z y s ta n c ja g e n e r a to r a ,
R„ — r e z y s ta n c ja o b c ią ż e n ia ,
R s — re z y s ta n c ja s z e re g o w a (w a rik a p u ), ■' Ra,j-a — o p o r n o ś ć te r m ic z n a z lą c z e -o to c z e n ie , Rthj-c — . o p o r n o ś ć te r m ic z n a z lą c z e -o b u d o w a , R„.c — re z y s ta n c ja w e jśc io w a ,
R „ , — r e z y s ta n c ja w y jśc io w a , t — c z a s , te m p e r a tu r a , ta mb t e m p e r a tu r a o to c z e n ia ,
— te m p e r a t u r a o b u d o w y , tj — t e m p e r a tu r a z łą c z a ,
ta — c z a s o p ó ź n ie n ia ( c z o ła im p u ls u ), tf — c z a s o p a d a n i a ( ty łu im p u ls u ), t„ ;s — c z a s w y łą c z e n ia ,
ton — c z a s w łą c z e n ia ,
t , — c z a s p r z e c ią g a n ia (ty łu im p u ls u ), ts¡o — te m p e r a t u r a p rz e c h o w y w a n ia , tr — c z a s n a r a s t a n i a (c z o ła im p u lsu ),
trr — c z a s u s ta la n ia p r ą d u w s te c z n e g o (d io d y ), T K U z — w s p ó łc z y n n ik te rm ic z n y n a p ię c ia Z e n e ra ,
T —- o k re s ,
u — s k ła d o w a z m ie n n a n a p ię c ia , iti — n a p ię c ie w e jśc io w e ,
— n a p ię c ie w y jśc io w e , U — s k ła d o w a s ta ła n a p ię c ia , U be — n a p ię c ie b a z a - e m ite r ,
U (Br)cbo — n a p ię c ie p r z e b ic ia k o le k to r a - b a z a (7f; = 0 ), U<b r)ceo — n a p ię c ie p r z e b ic ia k o le k to r -e m ite r ( / B = 0 ), U (b r,ces — n a p ię c ie p r z e b ic ia k o le k to r -e m ite r ( R BE = 0 ), U (b r)cer — n a p ię c ie p r z e b ic ia k o le k to r -e m ite r ( R ,n: > 0),
U (br> cev — n a p ię c ie p r z e b ic ia k o le k to r -e m ite r ( U BE > 0 d l a p - n -p , U BE < 0 d la n - p -n ) 21
W STĘP
0 (BR)EBO — n apięcie p rzebicia e m iter-b aza ( / c = 0), U be sor — n apięcie nasycenia baza-cm iter, U CB — napięcie k o lek to r-b aza,
UcBO — napięcie k o lek to r-b az a (IE = 0), U CE — napięcie k o lek to r-em iter,
UCEO — n ap ięcie k o lek to r-em ite r (/„ = 0), U CE SOI — napięcie nasycenia k o lek to r-em iter, UEb — napięcie em iter-b aza,
U F — n apięcie przew odzenia (diody),
UFtmp — chw ilow a w a rto ść n a p ięcia przew o d zen ia przy p ra cy im pulsow ej d iody, Uo — n apięcie .w yprostow ane,
U R — nap ięcie w steczne (diody),
U RM — w arto ść szczytow a, chw ilow a nap ięcia w stecznego diody, u z — napięcie stabilizacji (Z enera), n o m in a ln e napięcie stabilizacji, A U z — to leran cja nap ięcia stabilizacji,
y — p a ra m e tr m acierzy [y],
} 'lle — ad m itan c ja w ejściow a (przy zw artym obw odzie wyjściow ym tran z y sto ra w układzie O E),
_>’l2c — ad m itan c ja z w ro tn a (przy zw artym obw odzie w ejściow ym tra n z y sto ra w u k ład zie O E ), }’2 le — a d m ita n c ja p rzejściow a (przy zw artym o bw odzie w yjściow ym tra n z y sto ra w układzie
O E ), f*
y21E — n achylenie (przejściow ej c h ara k te ry sty k i n ap ięciow o-prądow ej tran z y sto ra w u k ła dzie Ó E ),
) ’i2e — a d m itan c ja w yjściow a (przy zw artym obw odzie w ejściow ym tran z y sto ra w układzie O E ),
V — sp raw n o ść detekcji,
f i 2c — faza a d m itan cji zw rotnej >’i2e, 9^2 le — faza a d m itan cji przejściow ej y i u . Ti — czas trw a n ia im pulsu.
2.1.4. W yb ran e sym bole g raficzn e diod i tra n z y s to ró w (wg PN -67/E-0I206)
Nazwa Symbol
(Rys. 2)
D io d a p ó łp rzew o d n ik o w a. P ro sto w n ik p ó łp rzew o d n ik o w y sk ła d ają cy się z jed n e j lub w ielu szeregow o, rów nolegle lu b m ieszanie p o łą
czonych dio d
■e-
F o to d io d a
'ÎS>-
W STĘP
Nazwa Symbol
(Rys. 2)
D io d a Z en era
" 0 -
D io d a p ojem nościow a (w arikap)
&
T ran z y sto r ty p u p-n -p
&
T ran z y sto r ty p u n-p-n
t y
T ran z y sto r ty p u n -p -n - z k o lek to rem p ołączonym z o b u d o w ą
¥
I
2.2. D IO D Y
2.2.1. N ap ię c io w o -p rą d o w e c h a ra k te ry s ty k i diod
N a p ięc io w o -p rąd o w e ch ara k te ry sty k i d io d p rzed staw iają g raficznie zależność p rą d u płynącego przez d iodę, od przy ło żo n eg o n apięcia. N a rys. 3 p rzed staw io n a jes t ta k a c h ara k te ry sty k a . C zęść O F o d p o w ia d a w łączeniu d io d y w k ieru n k u przew odzenia. C zęść O R o d p o w ia d a w łączeniu d io d y w kie
ru n k u w stecznym .
W arto ść p rą d u płynącego p rzez d io d ę zależy ek sp o n en cjaln ie od przy ło żo n eg o nap ięcia zgodnie ze w zorem :
g d z ie : I — p r ą d p ły n ą c y p rz e z d io d ę , Ir — p rą d nasycenia (w steczny) diody,
<7 1
/. — ~ j ~ Y i w te m p e r a tu r z e p o k o jo w e j = 25 m V ,
U — napięcie przy ło żo n e d o diody, rb — rezystancja bazy (złącza).
W STĘP
W a rto ść nap ięcia p rzew odzenia, p rz y k tó rej zaczyna się w yraźny w zro st p rą d u przew o d zen ia, zależy o d m a te ria łu i k o n stru k cji d iody. D io d y krzem ow e c h ara k te ry zu ją się w iększym sp ad k iem n a pięcia w k ieru n k u przew o d zen ia niż d iody germ anow e.
R y s. 3.
P rąd o w o -n ap ięcio w a ty k a diody
c h ara k te ry s-
P rzy zw iększaniu tem p e ra tu ry w arto ść p rą d u przew o d zen ia w zrasta. Jeżeli przez d io d ę przepływ a p rą d przew odzenia I F o stałej w arto ści to p rzy w zroście te m p e ra tu ry sp a d e k n a p ięcia n a diodzie m aleje w przybliżeniu o 2 mV n a k ażdy 1 deg.
R ó żn iczk o w a rezy stan cja d io d y w k ieru n k u przew odzenia silnie zależy o d w arto ści przepływ a
jąceg o p rą d u i zm niejsza się ze zw iększeniem w arto ści p rąd u .
Z w y starczającą w prak ty ce d o k ład n o ś cią m o żn a stw ierdzić, że d la d io d w szystkich typów , nie
zależnie o d m ocy i w ym iarów o b u d ó w , rezy stan cja ró żn iczk o w a r F, przy tem p e ra tu rze + 2 5 ° C jes t ró w n a:
= / f [m A]
R ys. 4.
C h a rak tery sty k a w steczna diody D K 6 0 w funkcji tem p e ra tu ry
W arto ść p rą d u w stecznego słab o zależy o d przyłożonego n apięcia, n a to m ia s t silnie zależy od tem p e ra tu ry i p rzy w zroście tem p e ra tu ry o 10 deg w zrasta o k o ło 2 -k ro tn ie w d io d ac h germ an o w y ch i 2 ,5 -k ro tn ie w d io d ac h krzem ow ych.
W STĘP
R ó żn iczk o w a rezy stan cja d io d y p rzy w stecznych napięciach je s t b a rd zo d u ż a : o d kilkudziesięciu kilo o m ó w d la d io d g erm anow ych, d o setek i więcej m egaom ów d la d io d krzem ow ych.
N apięcie p rzeb icia, a więc i najw iększa d o p u szczaln a a m p litu d a n a p ię cia w stecznego, zależą o d tem p e ra tu ry złącza. D la w iększości d io d germ an o w y ch ze w zrostem tem p e ra tu ry napięcie p rzeb icia m aleje, d la d io d krzem ow ych zaś rośnie (rys. 4).
D la n iek tó ry ch ty p ó w d io d (D Z G , D M G ) są p rzed staw io n e d ynam iczne c h ara k te ry sty k i n ap ię- c io w o -p rąd o w e zdjęte z uw zględnieniem p o d g rzew an ia d io d w w a ru n k ac h n o m in aln eg o obciążenia.
W k ata lo g u p o d a n e są śred n ic nap ięcio w o -p rąd o w e c h arak tery sty k i dio d .
C h a rak tery sty k i w ykorzystyw ać m o żn a p rzy p ro jek to w a n iu u k ład ó w elek tro n iczn y ch , p rzy czym uw zględnić należy tak że ro z rz u t p a ram etró w d io d i w pływ czy n n ik ó w zew nętrznych (np. te m p e ra tury).
W szystkie c h ara k te ry sty k i należą d o g ru p y p a ra m e tró w in fo rm acy jn y ch i e w en tu a ln a n iezgodność z nim i nie m oże być p o d sta w ą do zgłoszenia rek lam acji w yrobów , jeżeli p o zo stałe p a ra m e try są zgodne z W aru n k a m i T echnicznym i.
2.2.2. W artości graniczne
W arto ści graniczne o k re ślają najw iększe lu b najm niejsze do p u szczaln e w arto ści p a ram etró w , w zakresie k tó ry ch w ytw órca zap ew n ia p ra cę d iody z o k re ślo n ą niezaw odnością.
W arto ści g ran iczn e nie p o w in n y być w ż ad n y m p rz y p ad k u p rzek ro czo n e. Jest to obow iązujące p ojedynczo d la każd eg o p a ra m e tru p o d a n eg o w ustępie „ W a rto ści g ran iczn e” . N ie do p u szcza się p racy przy w arto ściach granicznych kilk u p a ra m e tró w jed n o cześn ie (np. J F, U F, tj).
P rz y p o d a w a n iu n a d io d ę przebiegów sinu so id aln y ch o b o w iązu ją najw iększe w arto ści chw ilow e ( / ™ , U Rsi) z o graniczeniam i częstotliw ościow ym i (zw ykle /S5= 50 H z).
Przy p o d a n iu n a d io d ę przebiegów o dow olnym k ształcie o bow iązuje nieprzekroczcnie ta k w a r
tości średnich, ja k i szczytow ych.
D o najw ażniejszych w arto ści granicznych p a ram etró w n ależą:
1) najw iększa sta ła lub śred n ia w arto ść p rą d u przew o d zen ia I F, 2) najw iększa szczytow a w a rto ść p rą d u przew o d zen ia I fM , 3) najw iększa sta ła lu b śre d n ia w arto ść nap ięcia w stecznego U R, 4) najw iększa szczytow a w arto ść n ap ięcia w stecznego U Rs, , 5) najw iększa w arto ść tem p e ra tu ry o to czen ia tamb, 6) najw iększa w arto ść tem p e ra tu ry złącza tj,
7) najw iększa i n ajm niejsza w arto ść tem p e ra tu ry przechow yw ania (m agazynow ania)
2.2.3. D iody p rostow nicze
D io d y p ro sto w n icze są p rzezn aczo n e głów nie d o sto so w an ia w u k ład a ch p ro sto w n iczy ch , p r a cujących w zakresie niskich częstotliw ości.
A k tu aln ie w p ro d u k c ji je s t k ilk a g ru p d io d p ro sto w n iczy ch : D Z G 1 — D Z G 7 , D M G 1 — D M G 4 i D K 6 0 —D K 6 3 . Poszczególne typy dio d w g ru p a ch otrzy m u je się p rz ez selekcję w edług w arto ści napięcia przebicia.
W STĘP
D la d io d germ anow ych m ierzy się n astęp u jące p a ra m e try dy n am iczn e:
— śred n ią w arto ść nap ięcia przew odzenia U F p rzy przepływ ie jed n o p o ló w k o w cg o p rą d u sin u so id aln eg o ,
— śre d n ią w arto ść p rą d u w stecznego I K przy przy ło żo n y m jed n o p o łó w k o w y m nap ięciu sin u soidalnym .
W arto ści te są zbliżone d o w arto ści w rzeczyw istym u k ład zie p ro sto w n ik a , lecz są m niejsze od w artości m ierzonych p rą d em stałym (orien tacy jn ie 2-k ro tn ie).
C h a rak tery sty k i i p a ram etry d io d germ anow ych są p o d a w an e w w arto ściach średnich. P a ra m e try d io d krzem ow ych są m ierzone p rzy p rą d a c h lu b nap ięciach stały ch (rys. 5).
N ależy zw rócić uw agę, że p rzy zasto so w an iu filtru z w ejściem pojem nościow ym , chw ilow e szczy
tow e w artości p rą d u przew o d zen ia m o g ą z nacznie (ok. 10-krotnie) p rzew yższać n o m in a ln e w artości, zaś w s ta n ac h nieu stalo n y ch b a rd zo znacznie (ok. 100-krotnie).
D la o g ran iczen ia w arto ści p rą d ó w udaro w y ch (jed n o razo w y ch ) należy sto so w ać szeregow o z d io d ą o p o rn ik ograniczający.
R ys. 5.
C h a rak tery sty k a d io d y z p rz e d sta w ieniem zasadniczych p a ram etró w
U k ła d y z elem entam i re ak tan cy jn y m i należy p ro jek to w a ć ta k , ab y zaró w n o w w a ru n k ac h u sta lo nych, ja k i nieu stalo n y ch m ak sy m aln e chw ilow e w arto ści p rą d ó w i n ap ięć nie przek raczały danych k atalo g o w y ch d la d an eg o ty p u diody.
D io d y krzem ow e są b a rd zo w rażliw e n a przepięcia w k ieru n k u w stecznym . P rak ty czn ie naw et jed n o ra zo w e przepięcie przek raczające w arto ść nap ięcia p rzeb icia m o że być niszczące d la diody.
P rzy rów noległym łączeniu d io d należy sto so w ać śro d k i d la w y ró w n an ia ro zpływ u p rąd ó w . P rak ty czn ie realizuje się to d la d io d germ anow ych p rzez d o b ó r ch ara k te ry sty k p rz e w id z e n ia , zaś d la d io d krzem ow ych p rzez d o d a n ie o p o rn ik ó w po łączo n y ch szeregow o z k a żd ą d io d ą.
P rzy szeregow ym łączeniu d io d należy zasto so w ać śro d k i d la w y ró w n an ia n ap ięć wstecznych.
W tym celu zaleca się rów noległe p rzyłączanie o p o rn ik ó w d o każdej diody. Je st to szczególnie w'ażne d la d io d germ anow ych.
W u k ład ach , gdzie przew iduje się m ożliw ość w y stępow ania gw ałtow nych zm ian nap ięcia (lub p ra cę im pulsow ą), zaleca się ta k ż e w yrów nanie n a p ię ć w w a ru n k ac h dynam icznych. W tym celu o p ró c z o p o rn ik a w yrów naw czego należy d o każdej d io d y przyłączyć rów nolegle k o n d e n sa to r.
W STĘP
2.2.4. D iody uniw ersalne
D io d y u n iw ersalne (rys. 6) m alej m o cy są p rzezn aczo n e d o p ro sto w a n ia p rą d ó w rzęd u k ilk u dziesięciu m iliam p eró w p rzy nap ięciach kilkudziesięciu w oltów (d o 100 V). D io d y m o g ą być w yko
rzystyw ane do p ro sto w a n ia nap ięć w szerokim zak resie częstotliw ości (d o kilkudziesięciu M H z), m odulacji, detekcji i innych nieliniow ych przek ształceń sygnałów elektrycznych.
W zależności o d przeznaczenia ro z ró ż n ia się n astęp u jące g ru p y d io d :
— d iody u n iw ersaln e o g ólnego przezn aczen ia — D O G 5 1 , D O G 5 3 , D O G 5 5 , D O G 5 6 , D O G 6 2 ,
— d iody uniw ersalne o w ysokim nap ięciu w stecznym — D G 2 0 , D O G 5 8 ,
— d io d y d o d e te k to ró w sto su n k o w y ch , d o b ieran e p a ram i — 2 x D O G 5 3 , 2 X D O G 58, 2 D O G 6 1 ,
— d io d y d o m o d u la to ró w kołow ych — D G 2 1 ,
— d io d y wielkiej częstotliw ości — D O G 3 1 , D O G 6 1 .
W łasności d io d uniw ersalnych ch ara k te ry zu ją n a stęp u jące p a ra m e try :
U F — sp ad ek nap ięcia n a diodzie p rzy przepływ ie p rzez n ią stałego p rą d u przew odzenia, I R — p r ą d stały przepływ ający p rzez d io d ę p rzy nap ięciu w stecznym U R ,
Cd — p o jem n o ść d iody m iędzy w yp ro w ad zen iam i przy ok reślo n y m nap ięciu polaryzacji.
D io d y d o d e te k to ró w sto su n k o w y ch są d o b iera n e w p ary , przy czym d o b iera się d io d y o praw ie identycznej sp raw n o ści detek cji i] ( 2 x D O G 6 1 ) lu b c h ara k te ry sty k dynam icznych z uw zględnieniem c h ara k te ry sty k i przew o d zen ia, c h ara k te ry sty k i w stecznej i pojem ności dynam icznej p rzy często- tliw ości f — 10,7 M H z ( 2 x D O G 5 3 , 2 x D O G 5 8 ) .
D io d y d o m o d u la to ró w kołow ych (D G 2 1 ) m ają m ały ro z rz u t c h ara k te ry sty k i przew o d zen ia I ,? — (1 0 ± 2 ,5 ) m A p rz y U F — I V , o ra z o k reślo n e średnie w spółczynniki tem p e ra tu ro w e d la kie
ru n k u przew o d zen ia i w stecznego.
D io d y wielkiej częstotliw ości (D O G 31 i D O G 6 1 ) m ają g w a ran to w a n e w arto ści spraw n o ści detekcji t] p rzy częstotliw ości / = 35 M H z.
2.2.5. D io d y im pulsow e
D io d y im pulsow e są p rzezn aczo n e do sto so w an ia ja k o elem enty klu czu jące w u k ład a ch , przy m ałych czasach trw a n ia im p u lsó w i p ro cesó w przejściow ych (m ik ro sek u n d y i n an o sek u n d y ). D o g ru p y tej należą d io d y D G 5 1 , D G 5 2 , A A Y 37 i B A Y 55.
PCytka Ostrze germanu wolframowe
nr
R y s. 6.
Szkic budow y d iody w obu d o w ie szklanej
W STĘP
P rzy p ra ca ch z k ró tk im i im pulsam i należy u w zględniać bezw ład n o ść p ro cesó w w łączenia i w yłą
czenia d io d . Z jaw isk a te są z w iązane z gro m ad zen iem n o śn ik ó w m niejszościow ych w bazie, procesem zw iązanym w sp o só b nierozerw alny z m echanizm em d z ia łan ia złącza p-n.
L K J -: ° x Osc.
IZ
tb) e)
U . >rr .
1
\ [ U r ^ S ' t
R y s . 7.
O kreślenie czasów p rzełączeń d io d a, d — układy pomiarowe,
b, c — przebiegi napięć i prądów genera
tora,
c, / — napięcie na wyjściu
C h arak tery sty czn y m i p a ram etra m i d io d im pulsow ych są :
— C zas u sta la n ia p rą d u w stecznego (trr) — jes t to o k res czasu od m o m en tu przech o d zen ia p rą d u p rzez zero przy p rzełączan iu d io d y z p rą d u p rzew o d zen ia n a im p u ls w stecznego n ap ięcia d o m o m en tu , gdy p rą d w steczny d io d y zm niejszy się d o określo n ej w artości.
— C zas u sta la n ia n ap ięcia przew o d zen ia (tJr) — je s t to o k res czasu m iędzy p o czątk iem im p u lsu p rą d u przew odzenia i m o m en tem , kiedy sp a d e k n a p ięcia n a dio d zie osiąg a 1,2 u stalo n ej w arto ści p o osiągnięciu w arto ści szczytow ej.
Z asad n iczy u k ład p o m iaro w y (rys. 1) sk ład a się z g e n era to ra im pulsow ego, d io d y b ad an ej Dx>
o p o rn o ści ob ciążen ia R 0 i w sk aźn ik a, k tó ry m zazw yczaj je s t oscylograf.
Z e w zględu n a w y m ag an ia p ro d u k c y jn e i p o trze b y u ży tk o w n ik ó w m ierzy się i p o d a je zw ykle n astęp u jące p a ram etry :
— p rą d w steczny im pulsow y I Rimr po o k reślo n y m czasie (0,5 i 3,5 jus),
— n ap ięcie przew o d zen ia im pulsow e U n mp p o o k reślo n y m czasie (0,5 /<s).
C zas u sta la n ia p rą d u w stecznego (t„ ) jes t dłuższy niż czas u sta la n ia n a p ięcia przew o d zen ia (tfr) i dlateg o zw ykle d la d io d im pulsow ych p o d aje się ty lk o p a ra m e try zw iązane z u sta la n iem się p rą d u w stecznego (/„).
W STĘP
2.2.6. D iody Z e n e ra (stab ilisto ry)
D io d y Z en e ra są to specjalnie w y k o n an e dio d y krzem ow e, w k tó ry ch w ykorzystuje się zak rzy w ienie c h ara k te ry sty k i napięcio w o -p rąd o w ej w k ie ru n k u w stecznym w ob szarze p rzeb icia (rys. 8).
C h a rak tery s ty k a sta b ilisto ra z p rzedstaw ieniem zasadniczych
p a ra m e tró w
W o bszarze ty m n ap ięcie graniczne, p rzy k tó ry m n a stęp u je gw ałtow ne zakrzyw ienie c h arak tery sty k i w stecznej, zw ane napięciem Z en e ra (lub napięciem stabilizacji) m ało zależy o d p rą d u p rzep ły w ają
cego p rzez d iodę. P rzebieg ch ara k te ry sty k i przew o d zen ia jes t analogiczny ja k d la zwykłej d iody krzem ow ej. N a rys. 8 p rzed staw io n o tak że p o d staw o w e p a ra m e try d io d Z en era.
0 5 10 15 20 Uz [y]
R y s. 9.
Z ależność T K U Z o d nap ięcia stabilizacji
R ó żn e typy d io d Z en era o trzy m u je się sto su jąc krzem o różnej rezystyw ności. D io d y Z en era selekcjonuje się w edług w arto ści nap ięcia Z en e ra z o k re ślo n ą to le ran c ją. D o g ru p y tej n a le żą d io d y BZ1 / ... B Z U / ... i B Z 2 / .. . Z e w zględu n a tru d n o śc i w y k o n a n ia d io d Z e n e ra o n ap ięciach poniżej 3 V, d o stabilizacji ta k niskich napięć w ykorzystuje się c h ara k te ry sty k i przew o d zen ia d io d k rz e m ow ych (ok. 0,7 V).
W STĘP
N ap ięcie Z en e ra p rak ty czn ie zależy ty lk o o d tem p e ra tu ry . Z m ia n ę nap ięcia Z e n e ra od tem p e ra tu ry c h arak tery zu je w spółczynnik tem p e ra tu ro w y n a p ięcia Z en e ra T K U Z w y rażo n y w 1 /d eg (rys. 9).
P o n iew aż napięcie przew o d zen ia d io d m aleje z te m p e ra tu rą (2.2.1.), m o żn a zatem k o m p en so w ać w pływ tem p e ra tu ry łącząc szeregow o z d io d ą Z en e ra o d o d a tn im T K U Z je d n ą lu b kilk a d io d k rz e m ow ych w k ie ru n k u przew odzenia. N ajlep sze w yniki uzyskuje się łącząc B Z 2/C 7V 5 i 2 szt. B Z 2/D 1
łub 2 szt. D K 6 3 (T K U Z poniżej 10-4 1 /deg). )
M in im a ln ą o p o rn o ść d y n am iczn ą m ają dio d y Z en e ra o napięciu 8,2 V. Szum y d io d Z en e ra są n a p oziom ic 0,1— 10 m V, p rzy czym m aleją ze zm niejszeniem nap ięcia Z en e ra i w zrostem p rą d u i częstotliw ości. P o zio m ich m o żn a obn iży ć k ilk a k ro tn ie , łącząc rów nolegle do d io d y k o n d e n sa to r o pojem ności ok. 0,1 /<F.
2.2.7. Fotodiody
F o to d io d y są to elem enty półp rzew o d n ik o w e, w k tó ry ch w ykorzystuje się zależność p rą d u w stecz
nego o d n atężen ia ośw ietlenia.
F o to d io d y g erm anow e F G 2 i A P 3 m a ją o b u d o w ę s z k lan ą i ró ż n ią się k o n s tru k c ją :
— fo to d io d a F G 2 je s t w y k o n a n a w układzie osiow ym z soczew ką zw iększającą czułość,
— fo to d io d a A P3 jes t w y k o n a n a w u k ład zie b o czn y m , bez soczew ki.
R ys. 10.
C h a rak tery sty k a w idm ow a fo to d io d y germ anow ej a — pasmo widzialne
P odczas e k sp lo atacji należy zw racać uw agę, aby nie p rzek ro czy ć dopuszczalnej w arto ści n a tę żenie ośw ietlenia p o d an ej w d an y ch k atalo g o w y ch , gdyż w przeciw nym razie m o że n a stąp ić u szk o dzenie fo to d io d y . N ależy zaznaczyć, że w nasło n eczn io n y m m iejscu n atężen ie ośw ietlenia znacznie przew yższa d an e k atalo g o w e.
F o to d io d y germ an o w e są zn aczn ie czulsze n a p ro m ien io w an ie w p aśm ie podczerw ieni (rys. 10) niż n a p ro m ien io w an ie w p aśm ie w idzialnym . F o to d io d y g erm an o w e m ają m ałą b ezw ładność i m ogą być m o d u lo w an e stru m ien iem św iatła o częstotliw ości d o kilkudziesięciu k H z.
W STĘP
2.2.8. W a rik a p y (diody pojem nościow e)
W arik ap y są to specjalnie w y k o n an e d io d y , w k tó ry ch w ykorzystuje się zm ian y p o jem n o ści w zależności o d zm iany nap ięcia wstecznego.
W arik ap y sto su je się w u k ład a ch a u to m aty czn eg o stro jen ia w o d b io rn ik a ch rad io w y ch i telew i
zyjnych, w u k ład a ch m o d u lacy jn y ch , w a u to m a ty c e itp.
P odstaw ow ym i p a ram etra m i w a rik ap ó w s ą :
C R — pojem n o ść p rzy ok reślo n y m n apięciu polaryzacji, Q
k c = --- sto su n ek p ojem ności przy dw óch w arto ściach n ap ięć polaryzacji,
2 ~ ~yr-=--- d o b ro ć — s to su n e k re ak tan c ji d io d y d o całkow itej rezystancji s tra t d iody p rzy o k re ś
la 'K s
lonej częstotliw ości.
P o jem n o ść w a rik ap u zależy o d p rzyłożonego nap ięcia w stecznego i je s t w p rzybliżeniu p ro p o rc jo n a ln a do ~r .
Y UR
D u ż ą d o b ro ć d io d osiąg a się d ro g ą zm niejszenia o p o rn o ści szeregow ej d io d y i zm niejszenia upływ ności.
W arto ść nap ięcia polaryzacji je s t m aksym alnie o g ran iczo n a d o puszczalnym napięciem w stecz
nym Ur.
2.3. TR AN ZYSTO R Y
2.3.1. U k ła d y połączeń tra n z y s to ró w
W p ra k ty c e najczęściej sto su je się trzy sp o so b y łączen ia tra n z y sto ra z g en erato rem i o b c ią że n iem : u k ład o w spólnej b azie — O B , u k ła d o w spólnym em iterze — O E i u k ła d o w spólnym k o lek to rze — O C (rys. 11). P oszczególne u k ład y p o łączen ia tra n z y sto ra ró ż n ią się m iędzy s o b ą zn acznie p o d w ielom a w zględam i. N ajw ażniejsze ich cechy zo stały p o d a n e w poniższej tablicy.
Ubc
OE
I PS?
\Uc[ \u£S ji/fs \uBC Ute
OB OC
R ys. 11.
U k ła d y p o łączen ia tran z y sto ra
W STĘP
Układ OB Układ OE Układ OC
1 2 3 4
R „ e
N ajm niejsza ze w szyst
kich u k ład ó w . W ynosi od kilkudziesięciu d o k ilk u set om ów . R ezy stan cja ob ciążen ia R 0 w pływ a n ie
zn acznie n a w a rto ść R wc.
W iększa n iż w układzie O B , ale m niejsza n iż w u- kładzie O C . W ynosi od k ilk u set d o kilkudziesięciu tysięcy om ów . M aleje przy w zroście R 0.
N ajw ięk sza ze w szyst
kich u k ład ó w . W ynosi o d k ilk u set o m ó w d o kilk u m ega-om ów . R o śn ie ze w zrostem
R o .
R Wy
N ajw ięk sza ze w szystkich u k ład ó w .W y n o si o d k ilk u dziesięciu k ilo o m ó w do k ilk u m egaom ów . R o śn ie ze w zrostem R , .
W iększa n iż w układzie O C , ale m n iejsza n iż w u - k ład zie OB. W ynosi o d kilkudziesięciu d o k ilk u set k ilo o m ó w . M aleje ze w zrostem R„.
N a jm n ie jsza ze w szyst
k ich u k ład ó w . W ynosi o d kilkudziesięciu o m ów d o kilkudziesię
ciu kilo o m ó w . R o śn ie ze w zrostem R „.
Gu
W yn o si w p rzy b liżen iu — j a k d la O E — kilk ad zie
siąt decybeli. R o śn ie ze w zrostem R„. N ie m a o d w rócenia fazy.
W ynosi k ilk ad ziesiąt decy
beli, p o d o b n ie ja k w u k ła dzie O B. R o śn ie ze w zro stem R a. Z ac h o d zi o d w ró cenie fazy.
Jest m niejszy o d je d ności (0 dB). N ie m a o d w ró cen ia fazy.
W sp ó łczy n n ik w zm oc
n ien ia p r ą dow ego
N ajm niejszy ze w szystkich u k ład ó w . Jest m niejszy o d jed n o ści.
P o d o b n ie ja k w u k ład zie O C , w ynosi k ilkadziesiąt decybeli. M aleje ze w zro stem R„.
P o d o b n ie ja k w u k ła dzie O E , w ynosi k ilk a dziesiąt decybeli. M a leje ze w zrostem R„.
W spółczyn
nik w zm oc
nienia m ocy
M niejszy niż w układzie O E , a w iększy n iż w u k ła dzie O C . W ynosi k ilk a dziesiąt decybeli.
N ajw iększy ze w szystkich u k ład ó w , n ajłatw iejsze d o pa so w a n ia ze w zględu n a najm niejsze ró żn ice m ię
dzy R „ e i R wv. W ynosi kilk ad ziesiąt decybeli.
N ajm niejszy ze w szyst
k ich uk ład ó w . W ynosi kilk an aście decybeli.
N ajczęstsze zasto so w an ie p ra k ty c zn e m ają u k ład y tran z y sto ro w e o w spólnym em iterze. U k ład y te w y ró żn iają się najw iększym w zm ocnieniem m ocy (zależn ie o d sto p n ia d o p a so w a n ia) o ra z m ają n a jb a rd zie j zbliżone w arto ści rezystancji w ejściow ej i w yjściowej.
U k ła d y o w spólnym k o lek to rze m ają w łaściw ości p o d o b n e d o w tó rn ik ó w k ato d o w y ch .
2.3.2. N a p ię c io w o -p rą d o w e c h a ra k te ry s ty k i tra n z y s to ró w
T ra n z y sto r m o że p ra co w a ć w trzech u k ład a ch w łączenia, w trzech o b szarach (odcięcia, liniow ym i nasycenia) d la każd eg o z u k ład ó w . O p ró c z tego tra n z y sto r m oże być zasto so w an y w p ołączeniu n o rm aln y m i o d w ró co n y m . R o z ró ż n ia się c h ara k te ry sty k i wejściow e, przejściow e, w yjściow e przy
W STĘP
różnych p a ra m e tra c h elektrycznych i cieplnych. D la pełnej c h arak tery sty k i tra n z y sto ra należało b y p o d aw ać kilk ad ziesiąt c h ara k te ry sty k . Jest to niem ożliw e i niekonieczne.
N ajw iększe rozpow szechnienie uzyskały c h ara k te ry sty k i tran z y sto ra w układzie ze w spólnym em iterem , znacznie m niejsze ze w sp ó ln ą b azą, a najm niejsze ze w spólnym k o lek to rem . Zw ykle p o d aje się ch ara k te ry sty k i: w ejściow ą, przejściow ą i w yjściow ą d la u k ład u o w spólnym em iterze.
C h a r a k t e r y s t y k i w e j ś c i o w e d a ją zależność p rą d u bazy od nap ięcia m iędzy bazą i em iterem , przy o k reślonym nap ięciu k o lek to ra.
C h a r a k t e r y s t y k i p r z e j ś c i o w e d a ją zależn o ść p rą d u k o le k to ra od p rą d u bazy, p rzy nap ięciu m iędzy k o lek to rem i em iterem ja k o p a ram etr.
C h a r a k t e r y s t y k i w y j ś c i o w e d a ją zależność p rą d u k o le k to ra o d nap ięcia m iędzy k o lek to rem i em iterem przy p rąd zie bazy (niekiedy nap ięcia m iędzy b a zą i em iterem ) ja k o p a ra m e tr.
C h a rak tery sty k i wejściow e m ają c h a ra k te r p o d o b n y d o c h ara k te ry sty k d io d w k ie ru n k u p rz e w odzenia (p rąd silnie, eksp o n en cjaln ie w zrasta ze w zrostem napięcia). P rzy podw yższaniu i o b n iż a n iu tem p e ra tu ry o toczenia tran z y sto ra c h ara k te ry sty k i wejściow e p rzesu w ają się o d p o w ied n io w stro n ę m niejszych i w iększych napięć. N ap ięcie to zm niejsza się o k . 2 m V przy zw iększeniu tem -
Uqq >0 Ucb "0
i
R y s. 12.
C h arak tery sty k i w ejściow a i w yjściow a tran z y sto ra w układzie O B i ich zależność o d tem p era
tu ry
% R y s. 13.
Z ależn o ść ch ara k te ry sty k w yjś
ciow ych tra n z y sto ra o dużym l in c o d tem p e ra tu ry
W STĘP
p e ratu ry o każd y 1 deg. W yjściow e ch ara k te ry sty k i tra n z y sto ra w u k ład z ie ze w sp ó ln ą b a zą (rys. 12) sła b o zależą od nap ięcia m iędzy k o lek to rem a b a zą i o d tem p e ra tu ry . N ależy zw rócić uw agę, żc zn aczn y p rą d k o le k to ra p łynie tak że p rzy UCn — 0 P rzy w iększych n ap ięciach m iędzy k o lek to rem i b a zą zach o d zi przebicie złącza k o lektorow ego.
C h a rak tery sty k i w yjściowe tran z y sto ra ze w spólnym em iterem zn acznie zależą o d tem p eratu ry (rys. 13). W ielkość zm iany jest zależna o d w arto ści p rą d u , w sp ółczynnika w zm ocnienia p rąd o w eg o , technologii itp.
N ap ięcio w o -p rąd o w e statyczne c h ara k te ry sty k i tran z y sto ró w m o żn a zdjąć p rą d em stałym p u n k t p o p u n k cie lub za p o m o cą specjalnych ch ara k te ro g rafó w . O s ta tn i sp o só b p o zw ala zm niejszyć n a grzew anie się tran zy sto ró w co je s t szczególnie isto tn e w p o b liżu m ocy m aksym alnej.
N ap ięcio w o -p rąd o w e c h ara k te ry sty k i tran z y sto ró w w ykorzystuje się d o obliczeń obw odów p olaryzacji i stabilizacji cieplnej, obliczeń stan ó w u stalo n y ch u k ład ó w im pulsow ych o ra z do przy
bliżonych obliczeń w zm acniaczy akustycznych.
C h arak tery sty k i w yjściowe tra n z y sto ra w układzie O E , w zakresie m ałych p rą d ó w , są zależne tak ż e o d zew nętrznych elem entów przyłączanych do w y p ro w ad zeń tra n z y sto ra (rys. 14).
Z pow yższego w zględu z ró żn ico w an o p a ram etry tra n z y sto ra i ta k , trzecia litera w indeksie o z n a czenia literow ego p a ra m e tru o k re śla:
O — ro zw arcie nieokreślonej w indeksie e lek tro d y , S — zw arcie m iędzy b a zą i em iterem ,
R — rezystancję m iędzy b azą i em iterem ,
V — p o lary zację z aty k ającą m iędzy b a zą i em iterem .
J a k w ynika z rys. 14 p rą d y szczątkow e w ynoszą I CEo > ¡cer > Ices > Icbo , zaś n ap ięcia prze
bicia U(BR)CBO> U(BR)CEV> U(BR)CES> U(BR)CER> U (BR)CEO ■
P rą d y w steczne w tran z y sto rac h silnie zależą o d tem p e ra tu ry , p o d o b n ie ja k w d io d ach . Ię U(BR)CE0 CER CBS CEY
R y s. 14.
Z ależn o ść ch ara k te ry sty k tran z y s
to r a o d zew nętrznych w aru n k ó w m iędzy b a zą i em iterem
W STĘP
Z ależność liczbow a p rą d ó w w stecznych od w arto ści rezystancji i nap ięcia p o lary zu jąceg o bazę jest p rzed staw io n a n a rys. 15.
S zczególną uw agę należy zw rócić n a nap ięcia p rzeb icia, gdyż w zależności o d w arto ści zew nętrz
nej rezystancji m ogą o n e zm niejszyć się naw et 3-krotnie.
R y s. 15.
W zględna zależność p rą d ó w wstecznych o d rezystancji i n ap ięcia m iędzy b azą
i em iterem
2.3.3. P a ra m e try m ałosygnałow e
P a ra m e try m ałosygnałow e (m ierzone m ałym sygnałem ) ch ara k te ry zu ją p racę tran z y sto ró w w u k ład ach liniow ych. Sygnał uw aża się za m ały, jeśli przy 2 -krotnej zm ianie w arto ści a m p litu d y sygnału w arto ść m ierzonego p a ra m e tru p o zo staje n iezm ien n a w g ran icach uch y b u p o m ia ró w (zw ykle ok. 10 mV). N a p ięcia i p rą d y zm ienne n a e le k tro d a c h tra n z y sto ra p rz y p o m ia rze ty ch p a ra m e tró w p o w inny być m ałe w p o ró w n a n iu ze stałym i p rą d am i i nap ięciam i określającym i p u n k t p ra cy tr a n zy sto ra.
P o n iew aż tran zy sto ry m ają nieliniow e c h arak tery sty k i, w arto ści p a ra m e tró w m ałosygnałow ych silnie zależą od w y b o ru p u n k tu pracy. W łaściw ości tra n z y sto ra przy m ałej częstotliw ości c h a ra k te ry zuje się zasadniczo z a p o m o c ą p a ram etró w li. R ó w n a n ia o pisujące czw órnik z a p o m o c ą p a ram etró w m ieszanych h m ają p o sta ć (rys. 16):
— h l l ' *1+^12 ' «2,
¡2 = h u ■ ('1+ /122 ' «2,
g dzie: u i , i\ i uz , i2 — n ap ięcia i p rą d y o d p o w ied n io n a wejściu i w yjściu.
W STĘP
o- o
Tranzystor jako czwórnik
o- -o
R y s. 16.
T ran z y sto r ja k o czw órnik
W arto ści liczbow e p a ram etró w m ieszanych /jn , /i12, h 21, h22 są o k reślan e n a p o d staw ie n a stęp u jący ch w zorów :
N a rys. 17 p rzed staw io n o u k ład zastępczy tran z y sto ra w ykorzystujący p a ram etry li. W zależności o d u k ład u w łączenia tra n z y sto ra d o cyfrow ych w sk aźn ik ó w d o d aje się w skaźnik literow y, n p .:
I‘n b — w spółczynnik w zm ocnienia p rą d o w eg o w u k ład zie ze w sp ó ln ą b a zą (OB), h 2\e — w spółczynnik w zm ocnienia p rą d o w eg o w układzie ze w spólnym em iterem (O E ), h 2ic — w spółczynnik w zm ocnienia p rąd o w eg o w układzie ze w spólnym k o lek to rem (O C ).
P rzy w ielkiej częstotliw ości właściw ości tra n z y sto ra ch ara k te ry zu je się zasad n iczo za p o m o cą p a ra m e tró w y .
R ó w n a n ia dla u k ład u zastępczego tra n z y sto ra w p o sta ci czw ó rn ik a w y rażo n e są za p o m o cą p a ram etró w adm itan cy jn y ch y są n a stęp u jąc e :
h — y u ' " i + > ’i2 ‘ n2,
¡2 = ^21 • H i + ł ^ • «2.
W arto ści liczbow e p a ram etró w adm itan cy jn y ch y u , y i2, y2i , )>22 są o k reślan e n a podstaw ie n astęp u jący ch w zorów :
O -O
R y s. 17.
U k ła d zastępczy tra n z y sto ra z p a ra m e tra m i li
