Bipolar Transistor: kytkentäpiirejä. Piirikytkentäisen kaksinapaisen transistorin, jolla on yhteinen emitterin

Yksi kolmesta elektrodia puolijohdekomponentit ovat bipolaarisia transistoreita. piirin riippuu siitä, onko heillä johtavuus (reikä tai elektroneja) ja toimintoja.

luokitus

Transistorit jaetaan ryhmiin:

1. Mukaan materiaalit: yleisimmin käytetty galliumarsenidi ja piitä.
2. Signaalin taajuuden mukaan: alhainen (enintään 3 MHz), väliaine (30 MHz), korkea (jopa 300 MHz), ultra-korkea (yli 300 MHz).
3. Suurin teho hajoamista: enintään 0,3 W, enintään 3 wattia, enemmän kuin 3W.
4. Mukaan laitteen tyypin: kolme yhdistetty puolijohdekerros vuorotellen muuttamalla suoraan ja käänteinen menetelmiä epäpuhtaus johtuminen.

Miten transistorit?

Ulomman ja sisemmän kerrokset transistorin on liitetty elektrodit, joita kutsutaan vastaavasti emitteri, kollektori ja pohja.

Emitterin ja kollektorin eivät poikkea toisistaan tyyppisiä johtavuus, mutta aste doping epäpuhtauksia jälkimmäinen on paljon pienempi. Tämä takaa nousu sallitun lähtöjännite.

Pohja, joka on keskimmäinen kerros on suuri vastus, koska valmistettu puolijohde heikon doping. Sillä on suuri kosketuspinta-ala kollektorin, mikä parantaa poistamalla lämpö johtuu estoesijännittämään siirtymistä, ja helpottaa kulkua vähemmistövarauksenkuljettajat - elektroneja. Huolimatta siitä, että siirtyminen kerrokset perustuvat samaan periaatteeseen, transistori on epäsymmetrinen laite. Muuttamalla tarkkuudella äärimmäinen kerrosta samaa johtavuus ei voi vastaanottaa vastaavan parametrit puolijohdelaitteen.

Kaavio bipolaaritransistorityyppiin pystyvät pitämään sitä kahdessa eri tilassa: se voi olla avoin tai suljettu. Aktiivisessa tilassa, kun transistori avoin emitteri sivusiirtymäosa tehdään eteenpäin. Tämän valaisemiseksi harkita, esimerkiksi transistori npn tyyppi, olisi virtaa lähteestä, kuten on esitetty alla olevassa kuvassa.

Rajan toisen keräilijän liitoksen, kun tämä on suljettu ja virta virtaamaan sen ei pitäisi. Mutta käytännössä tapahtuu päinvastoin, koska tiivis sijainti siirtymiä toisiaan ja niiden keskinäinen vaikutus. Koska emitteri on kytketty "miinus" akku avoin siirtyminen mahdollistaa elektronien virtaa pohja-alueelle, jossa ne ovat osittaisia rekombinaatiota reikää - tärkein kantajia. Muodostivat pohjan nykyisen _Ib. Mitä voimakkaampi se on, sitä useammat lähtövirta. Tätä periaatetta työtä vahvistimet bipolaarisia transistoreita.

Kun pohja on yksinomaan diffuusiokuljetus elektroneja, koska ei ole toimia sähkökentän. Johtuvat pienistä kerroksen paksuus (mikronia) ja suuri suuruus väkevyysgradientin negatiivisesti varautuneita hiukkasia, lähes kaikki niistä kuuluvat keräilijä alueelle, vaikka pohja vastus on riittävän suuri. Siellä ne liikkuvat tasapeliä sähkökenttä, nuorten aktiivisen liikenteen. Kollektori ja emitteri virrat ovat olennaisesti yhtä suuret, jos ei ole vähäpätöinen menetys varauksen aiheuttamaa rekombinaatiolla pohja: _Ie = I _b + I _k.

Parametrit transistorit

1. Vahvistuskertoimet jännite U _ekv / U _BE ja virta: β = I _a / I _b (todellinen arvo). Tyypillisesti, kerroin β ei ylitä 300, mutta voi saavuttaa arvoja, 800 ja edellä.
2. Tuloimpedanssi.
3. Taajuusvaste - transistorin suorituskykyä jopa ennalta määrätyllä taajuudella, jonka yläpuolella transientit sillä ei ole aikaa muutoksia sovelletaan signaalin.

Bipolar Transistor: kytkentäpiirit, toimintatilat

Toimintatilaa vaihtelevat riippuen siitä, kuinka piiri on koottu. Signaali on sovellettava ja poistaa kaksi pistettä kussakin tapauksessa, mutta on olemassa vain kolme nastaa. Tästä seuraa, että yksi elektrodi on molemmat kuuluvat tulon ja lähdön. Joten sisältyvät kaikki bipolaaritransistorit. piirin: ON, OE ja OK.

1. Ajo OK

Piirikytkentäisen kaksinapaisen transistorin , joilla on yhteinen kerääjä: signaali syötetään vastuksen _Rl, joka on myös sisällytetty keruupiirin. Tällainen yhteys on kutsutaan yhteinen-keräilijä.

Tämä vaihtoehto luo vain nykyinen voitto. Se etu, emitteriseuraajakytkennästä on tarjota suuri impedanssi (10-500 ohmia), joka mahdollistaa kätevän koordinoida porrastetusti.

2. Ajo PÄÄLLÄ

Piirikytkentäisen bipolaarisen transistorin yhteinen pohja: saapuvan signaalin C ₁ ja vahvistuksen jälkeen poistetaan ulostulon keruupiirin, jossa kantaelektrodi on jaettu. Tässä tapauksessa jännite voitto on samanlainen kanssa MA.

Haitta on pieni impedanssi (30-100 ohmia), ja piirin ON käytetään oskillaattorin.

3. Kaavio MA

Monissa suoritusmuodoissa, kun bipolaaritransistoreja käytetään, kytkentäpiirit enimmäkseen yhteisellä emitterin. Syöttöjännite syötetään kuormitusvastuksen _RL, ja emitteri on kytketty negatiiviseen napaan ulkoista virtalähdettä.

AC-signaalin tulopäätteen tulee emitteri ja emäs elektrodeja _(V), ja se on voimakkuudeltaan suurempi (V _CE) lämmönkeruupiirissä. Perus piirielementit: transistorin, vastuksen R _L ja vahvistimen lähtö piiri ulkoista virtalähdettä. Ylimääräiset: kondensaattorin C _1, joka estää kulun tasavirran syöttöpiirin tulosignaalin, ja vastus _R1, jonka kautta transistorin avautuu.

Keräilijä transistorin piiri ja lähtö _RL yhdessä yhtä suuret _{EMF: V CC = I C R L} + V CE.

Siten, _V pieni signaalin tulo saadaan vaihtelu DC AC lähtöinvertteriä transistori onnistui. Järjestelmä tarjoaa kasvua tulovirran 20-100 kertaa, ja jännite - in 10-200 kertaa. Näin ollen, teho kasvaa.

Puute järjestelmä: pieni tuloresistanssi (500-1000 ohmia). Tästä syystä, on ongelmia muodostumista monistuksen vaiheissa. Lähtö vastus on 2-20 ohmia.

Nämä diagrammit osoittavat, miten bipolaarisen transistorin. Jos et jatkotoimenpiteitä niiden suorituskyky riippuu suuresti ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta, kuten ylikuumeneminen ja signaalin taajuus. Myös, emitteri maadoitus luo harmoninen lähdössä. Luotettavuuden parantamiseksi piiri on liitetty palaute, suodattimet, ja niin edelleen. N. Tässä tapauksessa vahvistusta pienennetään, mutta laite tulee tehokkaampi.

toimintatilaa

Transistori toiminto vaikuttaa arvo kytketyn jännitteen. Kaikki tilat voidaan osoittaa, jos niitä käytetään piirin bipolaaritransistorin järjestetty aikaisemmin yhteisellä emitterin.

1. cut-off-tilassa

Tämä tila syntyy, kun V _BE jännite laskee 0,7 V. Tässä tapauksessa emitteri on suljettu ja virroitin on poissa, koska ei ole vapaita elektroneja alustaan. Siten transistori lohkot.

2. aktiivitila

Jos jännite syötetään pohja, joka on riittävä avaamaan transistori, on pieni tulovirta ja lisääntynyttä, suuruudesta riippuen vahvistuksen. Sitten transistori toimii kuin vahvistin.

3. saturaatiomoodissa

Se eroaa aktiiviseen tilaan siten, että transistori on täysin auki, ja kollektorivirta saavuttaa suurin mahdollinen arvo. Sen kasvu voidaan saavuttaa vain muuttamalla kohdistetun sähkömotorisen voiman tai kuormituksen lähtöpiirissä. Vaihdettaessa emäs virroitin ole muuttunut. kylläisyyttä järjestelmä tunnettu siitä, että transistori on hyvin avoin, ja tässä se toimii on kytketty päälle. Kaavio bipolaaritransistoreiden yhdistämällä cut-off ja kylläisyyttä tilaa mahdollistavat luoda niiden elektronisia avaimia.

Kaikki toimintatilaa, riippuvat lähdön ominaisuudet on esitetty kaaviossa.

Ne voivat osoittaa, jos se on koottu kytkentäkaavio bipolaarisen transistorin OE.

Jos laittaa pystyakselilla ja vaaka-segmentit edustavat suurinta kollektorivirta ja määrä syöttöjännitteen _Vcc, ja sitten kytke päät toisiinsa, saada kuormituskäyrän (punainen). Se on kuvattu _{ilmaisulla: I C = (V CC -} V CE) / R C. Kuviosta seuraa, että toimintapiste, joka määrittää kollektorivirta I _C ja V _CE, voidaan siirtää pitkin kuorman rivi alhaalta ylöspäin yhä emäksen virta I _B

Alueella V _CE välillä akselin ja ensimmäisen lähdön ominaiskäyrän (varjostettu), jossa I _B = 0 on ominaista sulku-tilassa. Tämän käänteisen virta _C on häviävän pieni, ja transistori on suljettu.

Ylimmän ominaisuus pisteessä A leikkaa linjan kuorman, minkä jälkeen, _edelleen kasvaessa _{kollektorivirta} I ei ole muuttunut. Kyllästyminen alue kaaviossa on varjostettu alue välillä akselin I _C ja jyrkimmän ominaisuus.

Miten transistorin eri tiloissa?

Transistori toimii variaabelin tai konstantin signaalit syötetään tulopiiriin.

Bipolar Transistor: kytkentäpiirejä, teho

Enimmäkseen transistori toimii vahvistin. Vuorotteleva tulosignaali aiheuttaa muutoksen sen lähtövirta. Voit soveltaa järjestelmää OK tai MA. Lähtöpiirissä signaalin vaaditulle kuormalle. Tyypillisesti käyttää vastus asennettu kollektorilähdön piiri. Jos valittu oikein, lähtöjännitteen arvo on merkittävästi korkeampi kuin tulo.

vahvistin toimii hyvin kuvattu ajoituskaavioissa.

Kun muunnetaan pulssisignaalit, tila on sama kuin sinimuotoinen. Laatu muuntamalla ne harmoniset komponentit määritetään taajuuden ominaisuudet transistorit.

Työ kytkentätilassa

Transistorikytkimiä on suunniteltu ei-kontakti kytkennän yhteydet virtapiirit. Periaate on vaiheittain resistanssin muutos transistorin. Kaksisuuntainen tyyppi on hyvin vaatimuksiin avaimen laitteen.

johtopäätös

Käytettyjen puolijohde-elementtien piirejä muuntaa sähköiset signaalit. Monipuolinen ja suuri luokitus mahdollistaa laajan käytön bipolaaritransistoreilla. kytkentäpiirit määrittää niiden toimintoja ja toimintatapoja. Paljon riippuu ominaisuuksista.

Päävirtapiiri kytkentä bipolaaritransistorit vahvistaa, muuntaa ja tuottaa tulosignaalin, ja vaihtaa piirejä.