W artykule zaprezentowano analizę tranzystorowego multiwibratora astabilnego, wykorzystywaną w nauczaniu podstaw elektroniki, jako przykład układu ze sprzężeniem zwrotnym. Mimo prostej budowy, wytłumaczenie zasady działania tego układu wraz ze wszystkimi istotnymi aspektami nie jest trywialnie. Multiwibrator astabilny pozwala na zobrazowanie i wyjaśnienie wielu zagadnień, koniecznych do zrozumienia podstaw elektroniki. Są to m. in.: zachowanie się tranzystora bipolarnego w różnych stanach (odcięcia, przewodzenia, nasycenia), dobór rezystorów w układach polaryzacji (w celu wprowadzania tranzystora w pożądany stan), dodatnie sprzężenie zwrotne i warunki generacji drgań, zachowanie się kondensatorów w układach impulsowych, stała czasowa ładowania i rozładowania kondensatora w układzie RC, itp. Zaproponowano stopniowe przedstawienie działania układu, które nie tylko ułatwia zrozumienie omawianych zagadnień, ale przekazuje inżynierskie zasady analizy układów elektronicznych przez ich dekompozycję na proste bloki składowe oraz technikę kolejnych przybliżeń w celu poprawy dokładności analizy.
EN
The paper presents an analysis of the astable multivibrator with bipolar transistors as an example of the positive feedback circuit used for teaching the basics of electronics. Despite the simple construction, precise explaining the principle of operation of this circuit, together with all relevant aspects is non-trivial. The astable multivibrator allows to illustrate and explain many important issues, that are necessary to discuss while teaching the basics of electronics. Among them are: behavior of the bipolar transistor in different modes of operation (cutoff, active mode, saturation), selection of resistor values in transistor polarization circuit (putting the transistor into the desired mode), positive feedback applications and oscillations generation conditions, capacitor behavior with pulse train, time constant for charging and discharging the capacitor in the RC circuit, etc. A progressive presentation of the structure and operation of the system has been proposed, which not only facilitates easier understanding the principle of operation, but also conveys the engineering principle of analyzing complicated electronic circuits by decomposing them into basic blocks, as well as the technique of subsequent approximations in the more and more accurate analysis.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł dotyczy problematyki modelowania bipolarnych tranzystorów mocy, wykonanych z węglika krzemu, w programie PSPICE. Przedstawiono wyniki eksperymentalnej weryfikacji dokładności symulacji wyjściowych charakterystyk statycznych tranzystora BT1206AC firmy TranSiC oraz tranzystora 2N7635-GA firmy GeneSiC, wykonanych z węglika krzemu, z wykorzystaniem modelu tranzystora bipolarnego, wbudowanego w program PSPICE.
EN
This paper deals with the problem of modeling bipolar power transistors made of silicon carbide in PSPICE. The accuracy of built-in PSPICE model of a bipolar transistor was verified experimentally for two silicon carbide power transistors: BT1206AC (produced by TranSiC) and the 2N7635-GA (produced by GeneSiC) The results of simulations and measurements of the output static characteristics of the considered devices are given as well.
W pracy porównano podstawowe charakterystyki statyczne bipolarnych tranzystorów mocy wykonanych z krzemu i węglika krzemu. Oceniono wpływ temperatury otoczenia oraz zjawiska samonagrzewania na charakterystyki i parametry rozważanych przyrządów półprzewodnikowych.
EN
In the paper a comparison of static characteristics of bipolar power transistors made of silicon and silicon carbide, is presented. The influence of selfheating phenomenon on the characteristics and parameters of considered transistors is examined.
Przedstawiono historię elektroniki półprzewodnikowej ze szczególnym uwzględnieniem tranzystora MOS, trudności związane z dalszą miniaturyzacją, możliwe kierunki rozwoju oraz wybrane ograniczenia fundamentalne.
EN
The papers briefly presents the history of semiconductor electronics with emphasis on MOS transistor, difficulties associated with further miniaturization, possibile directions of development and selected fundamental limitations.
This paper reviews the behaviour of fluorine in silicon and silicon-germanium devices. Fluorine is shown to have many beneficial effects in polysilicon emitter bipolar transistors, including higher values of gain, lower emitter resistance, lower 1/f noise and more ideal base characteristics. These results are explained by passivation of trapping states at the polysilicon/silicon interface and accelerated break-up of the interfacial oxide layer. Fluorine is also shown to be extremely effective at suppressing the diffusion of boron, completely suppressing boron transient enhanced diffusion and significantly reducing boron thermal diffusion. The boron thermal diffusion suppression correlates with the appearance of a fluorine peak on the SIMS profile at approximately half the projected range of the fluorine implant, which is attributed to vacancy- fluorine clusters. When applied to bipolar technology, fluorine implantation leads to a record fT of 110 GHz in a silicon bipolar transistor.
Zakłócenia impulsowe powstają w wyniku zaburzeń elektromagnetycznych towarzyszących m.in. procesom łączeniowym w obwodach z indukcyjnością, wyładowaniom elektrostatycznym będących skutkiem przebicia izolacji pomiędzy naładowanym elektrostatycznie obiektem a urządzeniem oraz wyładowaniom atmosferycznym w sieć zasilającą. Do środowiska urządzeń elektrycznych zakłócenia mogą przenikać przewodami sieci zasilającej lub poprzez układy sprzężeń występujące pomiędzy siecią lub innym obiektem a danym urządzeniem. W zależności od energii i liczby impulsów, ich amplitudy, przebiegu czasowego i toru sprzężenia, zakłócenia impulsowe mogą spowodować okresowo zablokowanie pracy tranzystora, a także parametryczne lub trwałe jego uszkodzenie [2]. Mając na uwadze wymagania w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej, które powinny spełniać urządzenia zawierające tranzystory, badanie odporności elementów elektronicznych na zakłócenia impulsowe nabiera coraz większego znaczenia. Dlatego zajmują się nimi wyspecjalizowane laboratoria kompatybilności elektromagnetycznej, pracujące na potrzeby konstruktorów przyrządów półprzewodnikowych i układów energoelektronicznych, a także na użytek technik specjalnych. Badania zostały przeprowadzone w Katedrze Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych Politechniki Gdańskiej.
EN
Influence of the pulse interference caused by electromagnetic disturbances in the vicinity of the equipment in use upon a circuit with a bipolar junction transistor. Parameters of the disturbing impulses and testing procedure. Results of the examinations.
Właściwości bipolarnych tranzystorów mocy odbiegają znacznie od wymagań na idealny element kluczujący, co jest źródłem znacznych strat mocy zarówno w okresie przewodzenia jak i wyłączania tranzystora. Straty mocy, zwłaszcza w okresie wyłączania, można znacznie zmniejszyć przez dobór kształtu i wartości prądu bazy zarówno w okresie przewodzenia jak i zatkania tranzystora.
EN
Parameters of high-power, high-voltage bipolar switching transistors and ideal electronics switches are different at many points. During conducting and switching times of transistors occurs some amount of dissipation. There are at least two ways to reduce dissipation of bipolar power transistors. A very effective technique is to optimize base driving parameters and to apply a new generation of switching NPN transistors with a relatively wide base width.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.