Bipolar Transistor: schakelcircuits. Het circuit schakelen van de bipolaire transistor met gemeenschappelijke emitter

Een van de drie elektroden typen halfgeleiderinrichtingen bipolaire transistoren. van de schakeling afhankelijk van of ze geleidingsvermogen (gat of elektron) en functies.

classificatie

Transistors zijn onderverdeeld in groepen:

1. Volgens de materialen: de meest gebruikte galliumarsenide en silicium.
2. De signaalfrequentie: laag (tot 3 MHz), medium (tot 30 MHz), hoog (tot 300 MHz), ultra-hoog (meer dan 300 MHz).
3. Voor maximale vermogensdissipatie: tot 0,3 W tot 3 watt, meer dan 3W.
4. Volgens het type toestel: drie verbonden met de halfgeleiderlaag door het afwisselend veranderen van de directe en inverse methoden onzuiverheden geleiding.

Hoe werken de transistors?

De buiten- en binnenlagen van de transistor zijn verbonden met de leidende elektroden, respectievelijk genaamd de emitter, collector en basis.

De emitter en collector zijn niet verschillend van elkaar typen geleidbaarheid, maar de mate van dotering verontreinigingen van dit laatste veel lager. Dit zorgt voor een verhoging van de toegestane uitgangsspanning.

De base, die een middelste laag een hoge weerstand, gemaakt van een halfgeleider met een zwakke dotering. Het heeft een groot contactoppervlak met de collector, hetgeen de afvoer van warmte als gevolg van voorspanning omgekeerde transitie en vergemakkelijkt de doorgang van de minderheidsdragers - elektronen. Hoewel de overgang lagen zijn gebaseerd op hetzelfde principe, de transistor asymmetrisch apparaat. Door het veranderen plaatsen uiterste lagen van hetzelfde geleidingstype kan de corresponderende parameters van de halfgeleiderinrichting te ontvangen.

Schema's van bipolaire transistoren zijn in staat om het in twee staten te houden: het kan open of gesloten zijn. In de actieve modus wanneer de transistor geopende emitter offset overgang in voorwaartse richting. Ter illustratie beschouwen, bijvoorbeeld een transistor van npn-type, dient te worden bekrachtigd vanuit de bron, zoals getoond in onderstaande figuur.

De begrenzing van de tweede collector overgang wanneer deze gesloten is en een stroom door het mag niet te stromen. In de praktijk gebeurt het omgekeerde vanwege de nauwe locatie van de overgangen van elkaar en hun wederzijdse beïnvloeding. Omdat de emitter aan de "minus" batterij overgang met open laat elektronen stromen in de basiszone, waar gedeeltelijke recombinatie met gaten - hoofddragers. Gevormd basisstroom _Ib. Hoe sterker is, de verhouding meer uitgangsstroom. Op dit principe werk versterkers met behulp van bipolaire transistoren.

Nadat de base alleen diffuus transport van elektronen, omdat er geen werking van elektrisch veld. Vanwege geringe laagdikte (micron) en een grote magnitude van de concentratiegradiënt van negatief geladen deeltjes, bijna allemaal vallen in het collectorgebied, hoewel de basisweerstand voldoende groot. Er zij bewegen trekt elektrisch veld, bevordering van hun actief transport. De collector en emitter stroom nagenoeg gelijk zijn, zo niet verwaarloosbaar verlies aan lading als gevolg van de recombinatie in de bodem: _Ie = _Ib + I _k.

De parameters van de transistoren

1. De versterkingsfactoren van de spanning U _eq / U _BE en stroom: β = I _a / _Ib (actuele waarde). Typisch werkt de coëfficiënt β niet meer dan 300, maar kan waarden van 800 en hoger bereikt.
2. Ingangsimpedantie.
3. De frequentierespons - van de transistor prestaties tot een voorafbepaalde frequentie waarboven transiënten zij heeft geen tijd om de veranderingen van het toegevoerde signaal.

Bipolar Transistor: schakelcircuits, werkingsmodi

Bedrijfsmodi verschillen afhankelijk van de schakeling is gemonteerd. Signaal moet worden aangebracht en verwijderd op twee punten voor elk geval, maar er zijn slechts drie pennen. Hieruit volgt dat een elektrode moet behoren beide tot de input en output. Dus omvatten elke bipolaire transistoren. van het circuit: ON, OE en OK.

1. Rijden met OK

De circuitswitching van de bipolaire transistor een gemeenschappelijke collector: het signaal wordt toegevoerd aan _RL, eveneens in het bronsysteem weerstand. Een dergelijke verbinding wordt aangeduid als een gemeenschappelijke collector.

Deze optie maakt alleen een huidige winst. Het voordeel van de emittervolger wordt in hoge ingangsimpedantie (10-500 ohm), waardoor gemakkelijke coördineren cascades verschaffen.

2. Rijden met ON

Het circuit schakelen van de bipolaire transistor een gemeenschappelijke basis: inkomend signaal door de _C1 en na versterking wordt verwijderd in de uitgang van de collector circuit, waarbij de basiselektrode wordt gedeeld. In dit geval, een spanningsversterking is vergelijkbaar met het werken met de MA.

Nadeel is een kleine ingangsimpedantie (30-100 ohm), en met aan schakeling wordt gebruikt als oscillator.

3. Diagram met MA

Bij veel uitvoeringsvormen, als bipolaire transistors worden toegepast, schakeleenheden meestal gemaakt met een gemeenschappelijke emitter. De voedingsspanning wordt via een belastingsweerstand _RL, en een emitter met de negatieve pool van een externe voeding.

Wisselstroomsignaal vanuit de invoerterminal komt de emitter en basiselektroden _(Vin), en groter in grootte (V _CE) in het bronsysteem. De basisschakeling elementen: een transistor, een weerstand _RL en de uitgang van de versterkerschakeling met een externe voeding. Auxiliary: condensator _C1 die de doorgang van gelijkstroom verhindert het voedingscircuit van het ingangssignaal, en een weerstand _R1, via welke transistor wordt geopend.

De collector van de transistor circuit en de uitgang van de _RL tezamen even groot _{EMF: V CC = C I R L} + V CE.

Aldus is V _in het kleine signaal aan de ingang door de variatie van gelijkstroom naar wisselstroom uitgangsinvertor transistor beheerd. De regeling voorziet een verhoging van de ingangsstroom 20-100 keer, en de spanning - bij 10-200 maal. Dienovereenkomstig, de stroom ook toeneemt.

Gebrek schema: een kleine ingang weerstand (500-1000 ohm). Om deze reden zijn er problemen bij de vorming van versterking fasen. Uitgangsweerstand 2-20 ohm.

Deze diagrammen laten zien hoe de bipolaire transistor. Als u geen verdere actie te ondernemen op hun prestaties zal sterk beïnvloed worden door invloeden van buitenaf, zoals oververhitting en signaal frequentie. Ook de emitter geaard harmonische vervorming ontstaat aan de uitgang. Om de betrouwbaarheid te verbeteren, de schakeling is verbonden geven, filters, enz. N. In dit geval wordt de versterking verminderd, maar de inrichting efficiënter.

werkingsmodi

De transistor functie beïnvloedt de waarde van de spanning aangesloten. Alle functies kunnen worden weergegeven als aangebracht schakeling van de bipolaire transistor reeds voorzien van een gemeenschappelijke emitter.

1. De cut-off modus

Deze modus wordt gemaakt wanneer de _VBE afneemt tot 0,7 V. In dit geval is de emitterovergang is gesloten en de stroomcollector ontbreekt, omdat geen vrije elektronen in de basis. Dus de transistor blokkeert.

2. Active Mode

Wanneer een spanning wordt aangelegd aan de basis die voldoende is om de transistor te openen, er een kleine ingangsstroom en een verhoogde opbrengst, afhankelijk van de grootte van de versterking. Dan zal de transistor werkt als versterker.

3. verzadigingsmodus

Deze verschilt van de actieve stand staan, zodat de transistor volledig geopend en de collectorstroom van de maximale waarde bereikt. De verhoging kan alleen worden bereikt door het veranderen van de toegepaste elektromotorische kracht of belasting in de uitgangsschakeling. Bij het wisselen van base stroomafnemer is niet veranderd. verzadiging regime gekenmerkt doordat de transistor zeer open en hier dient als een schakelaar is ingeschakeld. Schema's van de bipolaire transistoren door het combineren van de cut-off en verzadiging modes kunt u maken met hun elektronische sleutels.

Alle bedrijfsmodi afhankelijk van de aard van de uitgangskarakteristieken weergegeven in de grafiek.

Zij kunnen aantonen, als het schema van de bipolaire transistor met OE is gemonteerd.

Als je op de verticale as en de horizontale segmenten geven de maximale kollektorstroom en de hoeveelheid voedingsspanning _Vcc, en sluit vervolgens de uiteinden aan elkaar, krijgt een belastingslijn (rood). Het wordt beschreven door de _{uitdrukking: Ic = (Vee -} V CE) / R C. Uit de figuur volgt, dat het werkpunt waarop de collectorstroom _Ic en de spanning V _{CE bepaalt,} wordt verplaatst langs de belastingslijn van onderaf bij toenemende basisstroom _IB

Zone V _CE tussen de as en de eerste uitgangskarakteristiek (gearceerd) waarin I _B = 0 karakteriseert cutoff modus. In deze omgekeerde stroom _C is verwaarloosbaar en de transistor gesloten.

De bovenste karakteristiek punt A snijdt de lijnlast, waarna verdere toename _{van de} kollektorstroom ik veranderd. Verzadigingsgebied in de grafiek is het gearceerde gebied tussen de as _Ic en de steilste karakteristiek.

Hoe werkt de transistor in verschillende modi?

De transistor werkt met variabele of constante signalen aan het ingangscircuit geleverd.

Bipolar Transistor: schakelcircuits, power

Meestal transistor fungeert als versterker. De wisselende ingangssignaal veroorzaakt een verandering in de uitgangsstroom. U kunt de regeling toe te passen met OK of met de MA. In de uitgangsschakeling voor signaal vereiste belasting. Gebruiken typisch een weerstand gemonteerd in de collector uitgangsschakeling. Indien goed gekozen, de uitgangsspanning waarde beduidend hoger dan de input.

versterker werken goed toegelicht in de tijddiagrammen.

Wanneer de omgezette pulssignalen, een modus is gelijk aan die van de sinusvormige. Kwaliteit om te zetten harmonische componenten bepaald door de frequentie karakteristieken van de transistoren.

Werken in schakelmodus

Transistorschakelaars zijn ontworpen voor contactloze switching verbindingen in elektrische circuits. Het principe is de stapsgewijze verandering in de weerstand van de transistor. Bipolaire type is zeer geschikt voor de vereisten van de apparaatsleutel.

conclusie

Halfgeleiderelementen gebruikt in schakelingen voor het omzetten van elektrische signalen. Veelzijdig en grote indeling mogelijk breed gebruik van bipolaire transistoren. schakeleenheden bepalen hun functies en werkingsmodi. Veel hangt af van de karakteristieken.

De hoofdschakelinrichting bipolaire transistors amplificeren, converteren en genereren ingangssignalen en schakelcircuits.