STABILNOŚĆ CIEPLNA TRANZYSTORÓW

J.A Szyfrin - Kryżałowsk
W.S Mitin

Wydawnictwo: WNT, 1967
Oprawa: miękka
Stron: 178
Stan: bardzo dobry (-), nieaktualne pieczątki

W książce omówiono szczegółowo warunki stabilności ciepl­nej tranzystorów, których naruszenie może być przyczyną uszkodzenia tranzystora, oraz przedstawiono metody oblicza­nia stabilności cieplnej tranzystorów pracujących w różnych układach zasilania, umożliwiające projektowanie niezawod­nych urządzeń elektronicznych.
Książka jest przeznaczona dla konstruktorów tranzystoro­wych urządzeń elektronicznych oraz dla studentów wyższych szkól technicznych.

Przy opracowaniu współczesnej aparatury elektronicznej wy­korzystuje się w szerokim zakresie różne elementy półprzewod­nikowe, które w pełni umożliwiają spełnienie wymagań przez projektowane urządzenia elektroniczne. W związku z ciągłym roz­wojem pojawiły się nowe zastosowania elementów półprzewod­nikowych np. mikrominiaturyzacja, układy scalone, przyrządy mocy wielkiej częstotliwości itd. Opracowuje się również urządze­nia elektroniczne, w których elementy półprzewodnikowe całko­wicie lub częściowo zastąpiły inne elementy układu, przy czym obserwuje się nadal ciągły wzrost zastosowań półprzewodników. Zastosowanie elektroniki do wszystkich ważniejszych, dziedzin techniki spowodowało, że niezawodność aparatury elektronicznej ma pierwszoplanowe znaczenie.
Poprawienie niezawodności aparatury jest często ograniczone nie małą niezawodnością zastosowanych elementów, lecz niepra­widłowym ich zastosowaniem. Ogólnie są znane przypadki, w któ­rych te same tranzystory lub diody działają praktycznie bezawa­ryjnie w układach prawidłowo zaprojektowanych nawet w bardzo trudnych warunkach pracy, natomiast ulegają uszkodzeniom w znacznie łagodniejszych warunkach eksploatacji przy niepra­widłowym ich zastosowaniu. Stąd wynika, że konstruktorzy apa­ratury elektronicznej jeszcze nie zawsze potrafią zaprojektować urządzenie, czy też określić warunki pracy tego lub innego ele­mentu w urządzeniu tak, aby niezawodność całego urządzenia lub jego części, przy danym sposobie włączenia elementu była do­stateczna. Niezawodność urządzenia określa się na ogół na podstawie odpowiednich założeń albo, w najlepszym przypadku," ocenia się w przybliżeniu doświadczalnie. Stan taki jest nieza­dowalający, wskutek czego ostatnio pojawiło się wiele prac po­święconych analizie zależności niezawodności urządzeń tranzy­storowych od warunków pracy tranzystorów.
We wszystkich tych pracach autorzy dochodzą ostatecznie do wniosku, że w znacznej większości przypadków tranzystory i dio­dy ulegają zniszczeniu pod wpływem powstałego w nich przebicia cieplnego.


SPIS TREŚCI

Przedmowa . '
Wykaz oznaczeń
Wstęp . .*.,

1. Teoria stabilności cieplnej tranzystorów (przybliżenie zerowe) .
1.1. Zależności podstawowe
1.2. Moc Pr i Pw w zależności od temperatury złącza p—n .
1.3. Przybliżenie zerowe .
1.4. Przebicie cieplne i czas pracy tranzystora . .

2 Współczynnik niestabilności : . .
2.1. Równanie ciągłości.'. .
2.2. Rozwiązanie równania ciągłości dla stopowego tranzystora p—n—p o wstecznie spolaryzowanym złączu kolektorowym p—n
2.3. Prąd: zwrotny kolektora przy rozwartym obwodzie emitera
2.4. Prąd kolektora przy rozwartym obwodzie bazy .
2,.5. Praca tranzystora przy zwarciu emitera z bazą
2.6. Prąd zwrotny kolektora w przypadku zastosowania opornika między kolektorem a bazą tranzystora.
2.7. Praca tranzystora z ujemną polaryzacją emitera względem bazy . .
2.8. Uogólniony przypadek włączenia tranzystora .
2.9. Praca tranzystora przy włączeniu generatora prądowego w obwodzie bazy

3Współczynnik niestabilności z uwzględnieniem rekombinacji po­wierzchniowej.
3.1. Rozwiązanie równania ciągłości
3.2. Prąd zwrotny kolektora przy rozwartym obwodzie emitera .
3.3. Prąd zwrotny kolektora przy rozwartym obwodzie bazy , .
3.4. Praca tranzystora przy zwarciu emitera z bazą . .- . " .
3.5. Praca tranzystorowa z ujemną polaryzacją emiteraswzględem bazy
3.6. Uogólniony przypadek układu włączenia tranzystora .

4. Współczynnik niestabilności z uwzględnieniem prądu upływu .
4.1. Prąd zwrotny kolektora przy rozwartym obwodzie emitera .
4.)2. Prąd zwrotny kolektora przy rozwartym obwodzie bazy .
4.3. Praca tranzystora przy zwarciu emitera z bazą
4.4. Uogólniony przypadek układu włączenia tranzystora . .


5 Prądy kolektora i współczynniki niestabilności z uwzględnieniem rekombinacji powierzchniowej i prądu upływu .
6.1. Prąd zwrotny kolektora przy rozwartym obwodzie emitera
5.2. Prąd zwrotny kolektora przy rozwartym obwodzie bazy . r>:t.
Praca tranzystora przy zwarciu emitera z bazą . . ~ .
fi.4. uogólniony przypadek, układu włączenia tranzystora . . .

6. Prąd kolektora w różnych układach połączeń tranzystora z uwzgł dnieniem składowych elektronowych
6.1. Prąd zwrotny kolektora przy rozwartym obwodzie emitera
6.2. Prąd kolektora przy rozwartym obwodzie bazy
6.3. Praca tranzystora przy zwarciu emitera z bazą
6.4. Prąd zwrotny kolektora w przypadku włączenia opornik między kolektor a bazę tranzystora?
6.5. Praca tranzystora z ujemną polaryzacją emitera względer. bazy
6.6. Uogólniony przypadek układu włączenia tranzystora .

7. Prąd kolektora w różnych układach połączeń tranzystora z u-względnieniem składowych elektronowych i rekombinacji po­wierzchniowej
7.1. Prąd zwrotny kolektora przy rozwartym obwodzie emitera
7.2. Prąd kolektora przy rozwartym obwodzie bazy .
7.3. Praca tranzystora z ujemną polaryzacją emitera względem bazy.
7.4. Uogólniony przypadek układu włączenia tranzystora .,

8. Prąd kolektora w różnych układach połączeń tranzystora z uwzglę­dnieniem składowych elektronowych prądu, rekombinacji po­wierzchniowej i prądu upływu
8:1. Prąd zwrotny kolektora przy rozwartym obwodzie emitera .
8.2. Prąd kolektora przy rozwartym obwodzie bazy
8.3. Praca tranzystora z ujemną polaryzacją emitera względem bazy.
8.4. Uogólniony przypadek układu włączenia tranzystora .

9. Niejednowymiarowość tranzystora rzeczywistego . . . .
9.1. Rezystancja bazy i jej zależność od prądu emitera . .
9:2. Rezystancja bazy tranzystora w zależności od temperatury
9.3. Rezystancja bazy tranzystora w zależności od temperatury i prądu emitera

10. Pierwsze przybliżenie teorii stabilności cieplnej tranzystorów ,

11. Metody rozwiązywania równań stabilności cieplnej .
11.1. Graficzna metoda rozwiązywania równań stabilności cieplnej (przybliżenie zerowe) przy Robc + Re — 0
11.2. Graficzna metoda rozwiązywania równań stabilności cieplnej (przybliżenie zerowe) przy RObc+Re^0
11.3. Przykłady obliczeń w przypadku przybliżenia zerowego .
11.4. Graficzne metody rozwiązywania równań stabilności cieplnej (pierwsze przybliżenie).]
11.5. Przykład obliczeń z przybliżeniem rzędu pierwszego . 1
111.6. Przypadek charakterystyczny.I

12. Praktyczne metody oceny stabilności cieplnej tranzystorów 1
12.1 Przypadek szczególny.1.
12.2. Przybliżenie zerowe.^ . 1:
UI2.3. Przybliżenie pierwszego rzędu.1",

13. Porównanie teorii i wyników doświadczalnychU
13.1. Zależność prądu nasycenia Icbo oraz zwrotnego prądu złącza kolektorowego Icb od temperatury złącza p—n 13
13.2. Skupiona rezystancja bazy oraz jej zależność od prądu emi­tera i od temperatury.13'
13.3. Wartość prądu kolektora oraz jego zależność od temperatury w różnych układach połączeń tranzystorów
Zakończenie

Dl. Porównanie wartości teoretycznych, obliczonych "Wj^ równań (1.16) i (1.17) z odpowiednimi wartościami eksperymentalnymi ICbo i Icb(T)
D2. Porównanie teoretycznych i eksperymentalnych war­tości rs dla tranzystorów typu 11214.
D3. Zależność maksymalnych wartości rezystancji rb mate­riału bazy tranzystora od prądu kolektora i od tempe­ratury .
D4. Porównanie wartości teoretycznych, obliczonych wg równania (5.13) z wartościami eksperymentalnymi prą­du lc dla tranzystorów typu 11214
D5. Porównanie wartości teoretycznych, obliczonych wg równania (13.4) z wartościami "eksperymentalnymi prą-
du Ic dla tranzystorów typu 11214
D6. Quasi-statyczne warunki pracy tranzystora . D6.1. Zmiana temperatury złącza przy stałej mocy wydzie­lanej.
D6.2. Wpływ zimiany mocy na stan temperaturowy tran­zystora.
)6.3. Zmiana temperatury złącza w impulsowych warun­kach pracy dla Pw ^ f(T) i współczynniku wypełnie­nia równym 2 .
)6.4. Temperaturowy zakres pracy tranzystora przy pra­cy impulsowej dla Pw = f(T) i współczynniku wypeł­nienia równym 2
)6.5. Zmiana temperatury złącza przy pracy impulsowej o dowolnym współczynniku wypełnienia, gdy skła­dowa mocy jest zależna od temperatury )6.6. Temperaturowy stan tranzystora w przypadku do­wolnych okresowych zmian mocy Literatura