Избыточный шум можно определить

где - коэффициент, характеризующий материал монокристалла; /к - ток коллектора; С=0,9н-1,2.

Шум токораспределения эмиттерного тока между коллектором и базой

где Л216 и бп - коэффициенты соответственно лередачи и переноса тока.

Уровень шумов, создаваемых транзистором, оценивают коэффициентом шума (в децибелах)

Рш = 10 Ig [(Рс/Яш)вх/(/с ш)вь,х].

где (Рс/Рш)вк и -соотношение мощности сигнала и шума соответственно на (Рс ш)вых входе и выходе транзистора.

У наиболее распространенных типов транзисторов Fm«20 дБ. С повышением температуры, а также снижением частоты шумы возрастают. На низких частотах Fm достигает 30-50 дБ. Значительно растет уровень шума на СВЧ. Лучшие высокочастотные транзисторы на частоте 1 ГГц имеют Fm6 дБ. Уровень шума полевых транзисторов на высокой частоте меньше 1 дБ.

§ 6.5. Эксплуатация и область применения полупроводниковых приборов

Правила установки. При монтаже электронных схем транзисторы крепят за корпус. Чтобы не нарушить герметизацию, изгиб внешних выводов выполняют не ближе 10 мм от проходного изолятора (если нет других указаний). Запрещается изгиб жестких выводов мощных транзисторов.

Пайку внешних выводов электродов производят не ближе 10 мм от корпуса паяльником мощностью до 60 Вт легкоплавким припоем с температурой плавления около 150°С. В процессе пайки необходимо обеспечить хороший отвод тепла между корпусом прибора и местом пайки и выполнять ее возможно быстрее (не более 3 с)".

Транзисторы нельзя располагать вблизи тепловыделяющих элементов (сетевых трансформаторов, мощных резисторов), а также в сильных электромагнитных полях. Следует предусматривать защиту транзисторов от воздействия влаги и радиации.

Мощные транзисторы необходимо плотно соединять с радиатором. Для улучшения теплового контакта поверхности транзистора и радиатора рекомендуется смазывать невысыхающим маслом или припаивать легкоплавким припоем. В схемах, требующих изоляции транзисторов от шасси, с целью снижения теплового сопротивления изоляционной прокладки целесообразна изоляция не транзистора от теплоотвода, а теплоотвода от шасси.

правила эксплуатации. При включении транзисторов в схему необходимо уточнить их структуру (р-п-р или п-р-п) и соблюдать полярность подключения внешних источников. К внешним зажимам эмиттер - база напряжение источника подключают в проводящем, а к коллекторному переходу - в обратном направлении. При подключении транзистора к источнику питания первым присоединяют вывод базы, последним - вывод коллектора, а при отключении- в обратном порядке. Запрещается подавать напряжение на транзистор с отключенной базой.

Для увеличения надежности и долговечности приборов рабочие напряжения, токи, мощность и температуру необходимо выбирать меньше предельно допустимых (около 0,7 их значения). Не допускается использовать транзисторы в совмещенных предельных режимах хотя бы по двум параметрам (например, по току и напряжению).

Причины отказов. Отказы в работе полупроводниковых приборов вызываются механическими дефектами, неправильной эксплуатацией, нарушениями температурных условий работы и др.

Механические дефекты, например, трещины в кристалле, могут возникнуть при резких изменениях температуры из-за неодинаковых тепловых коэффициентов расширения кристаллов и кристаллодер-жателей. Нарушения контактов и обрывы в цепях вводов возможны при длительных вибрациях и ударах, неправильном креплении приборов в схеме (например, при креплении транзисторов за выводы), а также изгибах вводов вблизи корпуса. Нарушения герметичности корпуса могут привести к проникновению влаги и нарушению- структуры кристаллов.

При нарушении герметичности корпуса на поверхности кристалла могут возникнуть оксидные пленки. Они поглощают пары и газы и изменяют электрические параметры приборов. Пленки шунтируют эмиттерный и коллекторный переходы, снижают усиление, вызывают рост шумов, снижают напряжения пробоя.

Отказы, вызванные неправильной эксплуатацией, наблюдаются при работе в предельно допустимых или в превышающих их режимах. Превышение напряжения на коллекторном или эмиттерном переходе сверх допустимого вызывает пробой перехода. В схеме с ОЭ напряжение пробоя меньше, чем в схеме с ОБ. Объясняется это тем, что в схеме с ОЭ при разомкнутой цепи базы напряжение С/кэ распределяется между двумя р-п-переходами. При этом эмиттерный переход включен в проводящем направлении, что вызывает значительный рост тока коллектора и разогрева коллекторного перехода. В схеме с ОБ и разомкнутой цепью эмиттера ток коллектора будет меньше, нагрев меньше, следовательно, допустимое напряжение и Кб больше.

Нарушение температурных условий (повышение рабочей температуры) вызывает увеличение собственной проводимости (рост в 2-2,5 раза на каждые 10°С) и снижение предельно допустимых напряжений, токов и мощности транзистора.

Испытание приборов. Приборы подвергают механическим и климатическим испытаниям, проверке на герметичность, испытанию на долговечность, измеряют электрические параметры. Параметры определяют по характеристикам. Характеристики можно быстро снять характериографами (осциллографами со специальными приставками) .

В условиях эксплуатации производят приближенную проверку параметров полупроводниковых приборов. В диодах авометром, питаемым от сухого элемента с э. д. с. около 1 В, измеряют (на одном пределе измерений) прямое и обратное сопротивления, отношение которых приближенно равно коэффициенту выпрямления Ав, который для хороших диодов

в = /пр обр = Яобр1Япр > 100 -V- 1000.

Работоспособность транзисторов можно оценить с помощью испытателей, позволяющих определить наличие в транзисторе короткого замыкания или обрыва, измерять начальный ток коллектора /ко и коэффициент передачи по постоянному току. Качественные показатели транзисторов определяют с помощью специальных измерителей /г-параметров (Л2-12, Л2-22/1).

Достоинства и недостатки полупроводниковых приборов. Основными достоинствами полупроводниковых приборов являются небольшие габаритные размеры и высокая механическая прочность, большая надежность, длительный срок службы (свыше 5000 ч), малое потребление энергии, способность работать при низких питающих напряжениях и малых токах, небольшие эксплуатационные расходы, мгновенная готовность к работе.

Недостатками полупроводниковых приборов, ограничивающими их применение, являются: температурная девиация и разброс параметров однотипных приборов, затрудняющих их применение в серийном производстве; большое различие между входным и выходным сопротивлениями, осложняющее построение многокаскадных схем; ограниченный диапазон рабочих частот; относительно высокий уровень собственных шумов.

Область применения. Полупроводниковые приборы непрерывно совершенствуются и все шире внедряются во все области радиоэлектроники, автоматики, телемеханики и связи.

Полупроводниковые приборы широко применяются в аппаратуре многоканальной связи и радиовещания, автоматических телефонных станций, ЭВМ, телевидения, радиоприемных и других устройствах. Замена в устройствах автоматики и связи электромеханических систем полупроводниковыми коммутирующими элементами позволила уменьшить габаритные размеры аппаратуры, повысить ее надежность и быстродействие, улучшить ряд других технико-эксплуатационных показателей.

Перспективы развития. Основным направлением развития техники полупроводниковых приборов остаются: повышение идентичности параметров однотипных образцов, расширение их частотного диаразона, увеличение мощности, повышение быстродействия и