7.B 7.B. Bipoláris tranzisztorok felépítése és rajzjelei. Bipoláris tranzisztorok elıfeszítése

Átírás

1 7. Félvezetı áramkör elemek polárs tranzsztorok Értelmezze a bpolárs tranzsztor felépítését, mőködését, feszültség- és áramvszonyat! Értelmezze a tranzsztorhatást! Mutassa be a bpolárs tranzsztor jellemzıt, alapkapcsolásat, s térjen k a mőszak katalógus adatokra és határértékekre! Rajzolja fel a legfontosabb közös emtteres jelleggörbéket, a h-paraméteres helyettesítı képet és a tranzsztor jelkép jelöléset! Elemezze a jelleggörbék, a paraméterek és a helyettesítı képek között kapcsolatrendszert, s térjen k a hıfokfüggés és a hőtés kérdéskörére! A bpolárs tranzsztorok felépítése A bpolárs tranzsztor háromelektródás félvezetı eszköz, amely három, egy krstályban kalakított, N-P-N vagy P-N-P elrendezéső, szennyezett félvezetı tartományból áll. Ennek megfelelıen megkülönböztetünk: NPN, lletve PNP tranzsztorokat. Az egyes tartományok elnevezése: emtter (E): a töltéshordozókat kbocsátó elektróda; [emttere; latn szó, jelentése: kbocsát] bázs (): vezérlésre szolgáló elektróda; [bass; görög szó, jelentése: alap] kollektor (): töltéshordozókat győjtı elektróda, [collecta; latn szó, jelentése: győjtés]. A bpolárs tranzsztorok bázstartományának hatásos szélessége sokkal ksebb, mnt a ksebbség töltéshordozók dffúzós hossza, ezért ez a középsı tartomány gen vékony félvezetı réteg a kollektor- és az emttertartományhoz vszonyítva. Az emtter és kollektor megközelítıleg azonos szennyezettségő és mndkét típusú tranzsztornál erısebben szennyezett, mnt a bázstartomány. A bázs kcs hatásos szélessége és alacsony szennyezettsége matt a szabad töltéshordozók száma kcs. Ez a tény a bázsrétegnek ks vezetıképességet kölcsönöz a másk kettıhöz vszonyítva. polárs tranzsztorok felépítése és rajzjele polárs tranzsztorok elıfeszítése polárs tranzsztorok gyártása A tranzsztorok gyártására germánumot (Ge), szlícumot (S) és fémes vegyületeket (pl. gallum-arzend = GaAs) használnak. Germánum-tranzsztorokat manapság sok elınytelen tulajdonsága matt - csak néhány különleges alkalmazásra készítenek. A bpolárs tranzsztorok rétege A tranzsztor szerkezetében levı két PN-átmenet külsı feszültség alkalmazása nélkül megakadályozza a rétegek között a töltéshordozók áramlását. Normáls (aktív) mőködés esetében az emtter és a bázs között PN-átmenet vezetés 1

2 rányban, a bázs és a kollektor között PN-átmenet pedg zárórányban kell üzemelne. Ks jelő szlícumtranzsztorok esetén: a bázs-emtter feszültség U E 0,6 0,8V, a kollektor-emtter feszültség értéke általában U E 5 18V. A bpolárs tranzsztorok mőködése, tranzsztor alapegyenletek, tranzsztorhatás NPN és PNP tranzsztorok mőködése Mvel az NPN és PNP tranzsztor elv mőködése megegyezk, ezért elégséges, ha az egyk típusú tranzsztort használjuk a fzka mőködés bemutatására. A bpolárs tranzsztor mőködését a már említett két típusú töltéshordozó bztosítja. A PNP tranzsztorok többség töltéshordozó a lyukak, ksebbség töltéshordozó az elektronok. Az NPN tranzsztorok esetén az elektronok a többség töltéshordozók, a lyukak pedg ksebbség töltéshordozóként vselkednek. A bázs-emtter átmenet nytó rányú erıfeszítése lehetıvé tesz az emtter tartományban található többség töltéshordozó lyukak rendezett mozgását (I E ), áthaladását a határrétegen és a bázstartományba való kerülésüket. A bázstartomány gyakorlatlag kürített rétegnek teknthetı a kollektor-bázs átmenet zárórányú elıfeszítése, a bázsréteg kcs szennyezettsége és vékonysága matt. Ennek következtében a bázstartományba jutott lyukak elenyészı része (0,1 5% a) rekombnálódk az tt található elektronokkal és létrehozza a ks értékő bázsáramot (I ). Mvel a lyukak a bázstartományban ksebbség töltéshordozónak számítanak, - a bázs-kollektor átmenet zárórányú polarzálása matt - dffúzóval a kollektor tartományba áramlanak és létrehozzák a kollektor elektródán keresztül az Ic kollektoráramot. A tranzsztor többség töltéshordozó áramelágazást hoznak létre, melynek szereplı az emtteráram, a bázsáram és a kollektoráram. Az emtteráram a kollektor- és a bázsáram összege: I E = I + I. Az elıbb összefüggés érvényes marad az értékek ks változása, vagy váltakozó áram esetén s: I E = I = + + I E A tranzsztorban létrejövı áramelágazást, az árameloszlás tényezıvel fejezk k: I A = egyenáram és I α = E E váltakozó áram esetén. Többség töltéshordozók áramlása PNP tranzsztorban A PNP tranzsztor feszültség és áramvszonya Nagyjelő és ksjelő áramerısítés A a tranzsztor nagyjelő, vagy más néven egyenáramú áramerısítés tényezıje, α pedg a ksjelő vagy váltakozó áramú áramerısítés tényezıje. Az áramerısítés tényezık felhasználásával: I = A I E egyenáram és = α váltakozó áram esetén; E 2

3 I ( A) I E ( ) E = 1 egyenáram és = α 1 váltakozó áram esetén. A tranzsztor hurokegyenlete A tranzsztorokon három feszültség lép fel: az U E kollektor-emtter feszültség, az U E a bázs-emtter feszültség, és az U a kollektor-bázs feszültség. Ezekre a feszültségekre Krchhoff másodk törvényének megfelelıen érvényes a következı egyenlet: U = U + U E E A tranzsztort az U E bázs-emtter feszültség révén az I bázsáram vezérl. Segítségével változtatható az emtterben áramló lyukak (PNP tranzsztor), lletve elektronok (NPN tranzsztor) mennysége, am az emtter és végsı soron a kollektoráram értékét meghatározza. Ha U E = 0, akkor I = 0 és I = 0. Ekkor a kollektor és az emtter szakasz ellenállása nagy, tpkus értéke szlícum tranzsztorok esetén MΩ közé esk. Ha a tranzsztor bázs-emtter feszültsége túllép a bázs-emtter határréteg záró feszültségét (szlícum tranzsztornál kb. 0,7 V), megndul a bázsáram. Az U E feszültség és az I bázsáram növelésével az I kollektoráram nı és a kollektoremtter szakasz ellenállása fokozatosan csökken. Az U E és I adott értékén a tranzsztor teljesen kvezéreltté válk és a kollektor-emtter szakasz ellenállása elér legksebb értékét. A tranzsztor felépítésétıl függıen, a mnmáls ellenállásérték kb. 20Ω-tól, 200Ω-g változhat. A kollektoráram értéke - a fzka mőködésnek megfelelıen - csekély mértékben függ a zárórányú U kollektor-bázs feszültségtıl. A bpolárs PNP tranzsztorban folyó áramok összetevı A ksebbség töltéshordozók áramlása A többség töltéshordozók által létrehozott áramok mellett a tranzsztor mőködését a ksebbség töltéshordozók által létrehozott áramok (maradékáramok vagy vsszáramok) s befolyásolják. A maradékáramok zárórányú elıfeszítés esetén folynak a PN átmeneteken. A bpolárs tranzsztorok esetében három maradékáramot különböztetünk meg: I E0 a lezárt bázs-emtter átmenet vsszárama; normáls mőködésnél nem lép fel; I 0 a lezárt kollektor-bázs átmenet vsszárama; normáls mőködésnél s jelen van; I E0 az I = 0 feltétel mellett, a kollektor-emtter között folyó maradékáram; normáls mőködés közben s folyk. Az I 0 maradékáram zavarja a tranzsztor normáls mőködését, mvel ránya ellentétes a vezérlı bázsárammal és értéke jelentıs hımérsékletfüggıséget mutat. Az I E0 maradékáram jelenléte normál mőködés közben kevés zavart okoz, mvel ránya megegyezk a többség töltéshordozók által létrehozott kollektor áraméval. 3

4 polárs tranzsztorok maradékárama polárs tranzsztor alapegyenlete Összegezve smeretenket a következı alapegyenleteket írhatjuk fel: I = I + I E I = A I + I E 0 I = ( 1 A) I E I 0 Az egyenletek érvényesek maradnak, ks változások és ks ampltúdójú váltakozó áramok esetén s. I A = I 1 A Az összefüggésben 1 + I 0 = I + ( + 1) I 0 1 A A = a bázsáramra vonatkoztatott egyenáramú áramerısítés tényezı. 1 A Tranzsztorhatás Az emtterbıl a bázsba átkerülı töltéshodozók számát és így a kollektor áramát s elsısorban a bázs és az emtter közé kapcsolt feszültség határozza meg. Ks U E és ezzel együtt ks I változás hatására vszonylag nagy I változás következk be. Ez a tranzsztorhatás. Alapkapcsolások, tranzsztor jelleggörbék Alapkapcsolások fajtá A tranzsztorok legfontosabb alkalmazás területe a ks feszültségszntő jelek alakhő erısítése. Az erısítı tulajdonságat célszerő négypólussá alakítva vzsgáln. Mvel a tranzsztor három elektródával rendelkezk négypólussá úgy alakítható, hogy egyk kvezetés közösnek tekntjük a kmenet és bemenet szempontjából. Ennek megfelelıen három alapkapcsolást különböztetünk meg, amelyek elnevezése a közös elektróda nevébıl származk. Ezek a következık: közös bázsú kapcsolás, vagy bázskapcsolás, közös emtteres kapcsolás, vagy emtterkapcsolás, közös kollektoros kapcsolás, vagy kollektorkapcsolás. A tranzsztor fzka mőködése mnden alapkapcsolásban azonos. Az egyes alapkapcsolásokban, csak a tranzsztor külsı jellemzı változnak meg. A négypólusként ábrázolt tranzsztor egyértelmően jellemezhetı a k- és bemenetén fellépı feszültségekkel és áramokkal. A négy jellemzıt összekapcsoló függvények grafkus ábrázolása révén kapjuk a tranzsztor karaktersztkát (jelleggörbét). I 1 I 2 I 1 I 2 I 1 I 2 U 1 U 2 U 1 U 2 U 1 U 2 Közös bázsú alapkapcsolás Közös emtteres alapkapcsolás Közös kollektoros alapkapcsolás 4

5 polárs tranzsztor jelleggörbé A tranzsztor négypólusként való tárgyalása négy jelleggörbe-típus meghatározását tesz lehetıvé, amelyek a következık: emenet jelleggörbe: a bemenet feszültség és bemenet áram között kapcsolatot szemléltet, ha a kmenet feszültség állandó: I 1 = f ( U1 ) U 2 = konst. Kmenet jelleggörbe: a kmenet feszültség és kmenet áram között összefüggést tükröz, ha a bemenet áram állandó értéken van: I 2 = f ( U 2 ) I1= konst. Áramokra vonatkozó átvtel (transzfer) jelleggörbe: a kmenet áram és a bemenet áram kapcsolatát szemléltet állandó kmenet feszültség esetén: I 2 = f ( I1 ) U 2 = konst. Feszültségekre vonatkozó átvtel (transzfer) jelleggörbe: a bemenet feszültség és a kmenet feszültség összetartozó értéket adja meg, ha a bemenet áramot állandó értéken tartjuk: U 1 = f ( U 2 ) I1= konst. A gyakorlatban az átvtel karaktersztkákat rtkán használják, mvel az elsı két jelleggörbébıl megszerkeszthetık és ezért nem tartalmaznak új adatokat. polárs tranzsztor jelleggörbé emtterkapcsolásban emenet karaktersztka Az emtterkapcsolás esetén fellépı feszültségek és áramok az alább ábrán láthatók. emenet paraméterek ebben az esetben a bázs-emtter feszültség U E és a bázsáram I. Ez nytórányú dóda jelleggörbe. emenet jelleggörbe Kmenet jelleggörbe Kmenet karaktersztka Kmenet paraméterek az I kollektoráram és az U E kollektor-emtter feszültség. Az egyes jelleggörbék meghatározott bázsáram-értékre érvényesek, amelyet a karaktersztka felvétele során állandó értéken kell tartan. Tranzsztorokkal a valóságban csak megközelítıen lehet lneárs erısítıt készíten, ehhez a kmenet- lletve bemenet jelleggörbén szükséges egy meghatározott munkapontot kjelöln. Egyszerősítésként a számításokhoz a munkapont közelében a jelleggörbéket érntıkkel helyettesítjük. Az érntık meredekségét dfferencáls jellemzıknek vagy ksjelő paramétereknek nevezzük. A dfferencáls bemenet és kmenet ellenállás A bemenet jelleggörbe meredeksége egy adott P pontban, az r m dfferencáls bemenet ellenállást adja meg. Meghatározás szernt a dfferencáls bemenet ellenállás: U E r E = U E = állandó, I 5

6 ahol U E a bázs-emtter feszültség változása, I a bázsáram változása, ha U E =állandó. Az ábrán szerkesztett derékszögő háromszög, amelynek átfogója a görbéhez a P pontban húzott érntı, tetszıleges mérető lehet. A kollektoráram értékét a kollektor-emtter feszültség függvényében az r E dfferencáls kmenet ellenállás adja meg: U E r E = U E = állandó I Az elıbb összefüggésben a kollektor-emtter feszültség változása, a kollektoráram változása, ha U E = állandó. A dfferencáls kmenet ellenállás tulajdonképpen, a kmenet jelleggörbe meredeksége egy adott P munkapontban. Dfferencáls ellenállások grafkus meghatározása Átvtel jelleggörbék Az áramokra vonatkozó átvtel jelleggörbéket áramvezérlés jelleggörbéknek s nevezk. Ezek ebben az esetben, a kollektoráram és a bázsáram összetartozó értéket adják meg állandó U E feszültségnél. Jó mnıségő tranzsztorok jelleggörbéje a kezdet részen közel lneárs, majd kssé felfelé hajlk. A P munkapontra vonatkozó egyenáramú erısítés a jelleggörbérıl leolvasható, mvel: I =. I A dfferencáls áramerısítés tényezı Tehát az áramátvtel karaktersztkának megfelelıen a kollektoráram elsı közelítésben arányos a bázsárammal. Az áramátvtel jelleggörbe meredeksége egy adott P munkapontban az ott érvényes p dfferencáls áramerısítı tényezıt határozza meg. Meghatározás szernt a dfferencáls áramerısítés tényezı a I kollektoráram-változás és I bázsáram-változás hányadosa: I β = UE = állandó I Az áramerısítés tényezık nem állandók, hanem a kollektoráram értékétıl függnek. Értékük a kollektoráram növekedésével erıteljesen csökken. A teljesítménytranzsztorok áramerısítés tényezıjének maxmuma amper nagyságrendő áramoknál van, de értéke lényegesen ksebb, mnt a ksteljesítményő tranzsztorok esetén. 6

7 A bpolárs tranzsztorok mőszak adata, határértékek és hımérsékletfüggése A mőszak adat A mőszak adatok a tranzsztor üzem jellemzıt adják meg. A gyártók a tranzsztorok adatlapjan különbözı adatokat adnak meg, amelyek a felhasználás szempontjából elengedhetetlenül szükségesek. A tranzsztor mőködését egy adott munkapontban az elıbbek során már meghatározott emtterkapcsolásra érvényes jeladatok jellemzk: r E dfferencáls bemenet ellenállás; r E dfferencáls kmenet ellenállás; β dfferencáls áramerısítés tényezı. A bpolárs tranzsztorok jellemzı A kollektor- és bázsáram arányát kfejezı egyenáramú erısítés tényezı, amelyet különbözı munkapontokra adnak meg, szntén nagyon fontos jellemzıje a tranzsztornak: I =. I Egyéb fontos, vsszáramokra vonatkozó jellemzı adatok a következık: I 0 kollektor-bázs maradékáram; nytott emtter esetén; I ES kollektor emtter maradékáram; a bázs és emtter között rövdzárás esetén; I E0 kollektor-emtter maradékáram; nytott bázs esetén. zonyos alkalmazások szempontjából fontos, a tranzsztor egyes zárórétegenek a kapactása. Ezt a zárórétegkapactások adják meg, amelyek adott zárófeszültségekre érvényesek: 0 kollektor-bázs kapactás; nytott emtter esetén; E0 emtter-bázs kapactás; nytott kollektor esetén. A tranzsztorok tulajdonsága gen erıs mértékben a mőködés frekvenca függvénye. Magasabb frekvencákon a tranzsztorok paramétere erıteljesen romlanak. A különbözı frekvencákon való mőködés jellemzésére határfrekvencákat használnak: f β1 a β =1 áramerısítéshez tartozó frekvenca; f T tranztfrekvenca; egy mérés frekvenca és az ezen a frekvencán érvényes β dfferencáls áramerısítés tényezı szorzata; f g határfrekvenca; általában az a frekvenca, amelyen valamely mért mennység egy ksebb frekvencán (leggyakrabban 1 khz-en) mért értékének 12 -szeresére csökken. A tranzsztor zárórétegeben hıvé alakult veszteség teljesítményt a termkus egyensúly fenntartása matt a környezetbe el kell vezetn. A hıleadás hatásfokát a hıellenállásokkal jellemzk, amelyek a következık: R thjc a záróréteg és a tranzsztortok között hıellenállás; R thja a záróréteg és a környezet levegı között hıellenállás; a hőtıfelület hıellenállásával együtt érvényes. A tranzsztornak zárás állapotból vezetés állapotba való ugrásszerő vezérlésekor a kollektoráram csak egy bzonyos dı elteltével ér el maxmáls értékét. A nytott tranzsztor zárása hasonló módon csak egy bzonyos dı eltelte után következk be. Az átmenetek a vezérlımennységhez képest késnek. T be ton bekapcsolás dı; az az dı, am a bázsáram rákapcsolásától kezdve addg eltelk, amíg a kollektoráram maxmáls értékének 90 %-át elér. t k toff kkapcsolás dı; az az dı, amely a lezárójelnek a bázsra való kapcsolásától addg eltelk, amíg a kollektoráram maxmáls értékének 10 % -ára csökken. Határérték Határértékeknek nevezzük azokat az adatokat, amelyeket nem szabad túllépn. A határértékek túllépése a tranzsztor meghbásodásához vezet. Az egyes határértékeket akkor sem szabad túllépn, ha más határértékek nncsenek teljesen khasználva. polárs tranzsztorok határértéke A legnagyobb megengedett zárófeszültségek: A legnagyobb megengedett zárófeszültség túllépése, a megfelelı záróréteg átütéséhez vezet. A gyártók a tranzsztor adatlapjan legtöbbször az U 0, U E0 és U E0 legnagyobb megengedhetı zárófeszültségek szerepelnek. 7

8 A legnagyobb megengedett áramok: A legnagyobb megengedett áramok a tranzsztorok maxmáls áramterhelését adják meg. I max maxmáls kollektoráram; a legnagyobb megengedett tartós kollektoráram; I M kollektor-csúcsáram; az a maxmáls kollektoráram, amely csak véletlenszerően és nagyon rövd deg (leggyakrabban, 10 ms) léphet fel; I max maxmáls bázsáram; a legnagyobb megengedett tartós bázsáram. A legnagyobb megengedett hımérsékletek: a tranzsztorok zárórétegének hımérséklete nem léphet túl egy meghatározott értéket, amely tj maxmáls záróréteg-hımérséklet. Ennek tpkus értéke szlícumtranzsztoroknál kb germánum tranzsztoroknál vszont lényegesen alacsonyabb, 90 0 körül érték. A legnagyobb megengedett veszteség teljesítmény: a legnagyobb megengedett veszteség teljesítmény Ptot max a tranzsztorban hıvé alakuló teljesítmény maxmáls értéke. A tranzsztor eredı veszteség teljesítménye: Ptot = U E I + U E I. Félvezetık és a hımérséklet kapcsolata A hımérséklet növekedése köztudottan a félvezetıkben megnövel a töltéshordozók koncentrácóját. Ez történk a bpolárs tranzsztor félvezetı rétegeben s. Ennek hatására a tranzsztor karaktersztká és jellemzı megváltoznak. A felmelegedés hatására a munkapont áramok növekednek, és a karaktersztka eltolódk. A tranzsztor bemenet jelleggörbéjének hıfokfüggése A tranzsztor kmenet jelleggörbéjének hıfokfüggése emenet és kmenet karaktersztka-eltolódás A bemenet jelleggörbe tulajdonképpen egy nytórányban elıfeszített PN-átmenet hıfüggését szemléltet. A hımérséklet növekedése a bázs- és emtteráram növekedéséhez és a jelleggörbe balra tolódásához vezet. A bázsemtter feszültség U E eltolódásának nagysága a megfelelı T hımérsékletváltozáshoz vszonyítva jellemz az emtteráram hıfüggését. A U E / T paraméter, amely az U E feszültség hımérséklet tényezıje S, és Ge alapú tranzsztoroknál megközelítıen azonos értékő. U E T mv = 2 0 A kmenet jelleggörbe eltolódása a hımérsékletemelkedés következtében két tényezınek tulajdonítható: a megnövekedett emtteráram növel a kollektoráramot; I 0 maradékáram növekedése szntén hozzájárul a kollektoráram növeléséhez. A tranzsztorok paraméterenek hıfüggése a gyakorlat alkalmazások szempontjából gen kedvezıtlen jelenség. sökkentése megfelelı munkapont-beállító kapcsolásokkal és megfelelı hőtéssel lehetséges. A tranzsztor helyettesítı képe Mndegyk tranzsztor alapkapcsolás négypólusnak teknthetı, ezért a ksjelő vselkedése a négypólusok elmélete alapján leírható és vzsgálható. Ez azt jelent, hogy négy, egymástól független paraméterrel (a be- és kmenet feszültséggel és árammal) jellemezhetı. A paraméterek között kapcsolatot a karaktersztkus egyenletek írják le. Gondoljuk végg, hogyan vselkedk a tranzsztor lneárs erısítıkapcsolásokban. A karaktersztkája alapján belátható, 8

9 hogy a tranzsztor a normál aktív tartományban mőködk, vagys aktív lneárs négypólusnak teknthetı. A munkapont beállítása tehát úgy történjen, hogy az ellenállásokat olyan értékőekre kell megválasztan, hogy az aktív tartományra jellemzı egyenfeszültségek és egyenáramok legyenek mérhetık. Az erısítendı jel ezekhez a munkapont adatokhoz adódk hozzá. A tranzsztor mnt négypólus A tranzsztor mőködésének és felépítésének smeretében megállapíthatjuk, hogy az dıben lassan változó jelekre (ksfrekvencán) a tranzsztor frekvenca-független négypólusként vselkedk, amelyet többféle helyettesítı képpel jellemezhetünk. Az elektronka eszköz helyettesítı képének nevezzük azt az elektronka - számítás szempontból egyenértékő - kapcsolást, amely elektromos szempontból ugyanúgy vselkedk, mnt a helyettesített eszköz. A helyettesítı kép négy független paramétere két egyenletbe foglalva írja le az eszköz mőködését. A helyettesítı kép bevezetésére azért van szükség, mert egyszerőbbé tesz az áramkörben végzett számításokat, és szemléletesebbé tesz az eszköz mőködését. A négypólus négy paramétere hatféle paraméterrendszerrel jellemezhetı: 1. mpedanca: z, 2. admttanca: y, 3. hbrd: h, 4. nverz hbrd: d, 5. lánc: a, 6. nverz lánc:b. Azért jelöljük a paramétereket ksbetővel, mert a ksjelő mőködést jellemzk. A fzka jelentésük valamnt a mértékegységük pedg a paraméterek kapcsolatától függ. A tranzsztorok paraméterrendszerét úgy kell kválasztan, hogy a mlyen méréstechnka módszerrel lehet az eszközt megvzsgáln, és a mőködést mlyen feltételekhez köthetjük: Ksfrekvencán a bemenet üresjárás, és a kmenet rövdzár valósítható meg a legkönnyebben, ezért a hbrd paraméterrendszerrel. Nagyfrekvencán a rövdzár könnyebben megvalósítható, ezért az admttanca paraméterekkel jellemezhetı. Hbrd paraméteres egyenletrendszer A hbrd (vegyes) paraméteres egyenletrendszer a következı alakban írható fel: u1 = h h12 u2 2 = h h22 u2 A következı ábrán látható helyettesítı kép a hbrd paraméterek dmenzó alapján a bemenet- (az 1-es ndex jelz) és a kmenet körre (a 2-es ndex jelz) s érvényes. Ksjelő helyettesítı kép a h paraméterek segítségével 9

10 A bpolárs tranzsztor h paramétere: u E h 11 = re = ue = 0 bement mpedanca, h β áramerısítés tényezı, 21 = = ue = 0 1 h 22 = = = 0 kmenet admttanca. re ue A h (hbrd) paraméteres kép segítségével a ksfrekvencás mőködését írhatjuk le a legegyszerőbben. Az y (admttanca) paraméteres helyettesítı kép segítségével pedg a tranzsztor nagyfrekvencás mőködését írhatjuk le a legegyszerőbben. A helyettesítı kapcsolások jó mnıségő tranzsztoroknál egyszerősítést s tartalmazhatnak: lyenkor a feszültségvsszahatást elhanyagolhatjuk, ezért a tranzsztor mőködésének jellemzésére három független paraméter s elegendı. Hımegfutás A bpolárs tranzsztorok egy nem kívánatos, de jellemzı tulajdonsága az úgynevezett hımegfutás, amely a nem megfelelıen stabl I és U E értékeknek tulajdonítható. Ha a környezet hımérséklet nı, a kollektoráram növekszk és vele együtt nı a veszteség teljesítmény s. A záróréteg és a környezet levegı között véges (nem nulla) hıellenállás matt a veszteség teljesítmény növekedése újabb hımérséklet-emelkedéshez vezet, am smét növel a tranzsztor áramat és vele együtt a veszteség teljesítményt, és így tovább. A folyamat, amely kezdetben lassan majd egyre gyorsulva jelentkezk, a maxmáls veszteség teljesítmény túllépése matt, a tranzsztor tönkremenetelével végzıdk. Tranzsztorok hőtése A legnagyobb megengedett veszteség teljesítmény a tranzsztor hőtésével növelhetı. Ksebb veszteség teljesítményő vagy ksebb veszteség teljesítménnyel üzemeltetett tranzsztoroknál általában elegendı a tok és a környezet levegı között természetes hıátadás. Nagyobb veszteség teljesítménnyel üzemelı tranzsztoroknál a hıelvezetés javítása matt hőtılemezt, hőtıcsllagot, vagy más különleges hőtıtestet kell alkalmazn. Hőtılemezre szerelt tranzsztor szerelés vázlata Mvel a hőtıkörnyezet lehet a tranzsztortok, a levegı vagy a hőtılemez, többféle hıellenállás határozható meg: R thjc : a záróréteg és a tranzsztortok között hıellenállás (a tranzsztor adatlapján szerepel); R thca : a tranzsztortok és a hőtıfelület között hıellenállás (a szerelés mnısége határozza meg); R thah : a hőtıfelület és a környezet levegı között hıellenállás (a hőtılemez jellemzıje). A hıellenállás a záróréteg és a környezet levegıje között (Rthja): R thja = R thjc +R thca. Az elrendezés eredı hıellenállása 10