Bipolar transistor: omkoblingskretser. Kretsen svitsjing av den bipolare transistoren med en felles emitter

En av de tre-elektrodetypen halvlederkomponenter er bipolare transistorer. av kretsen er avhengig av om de har ledningsevne (hull eller elektron) og funksjoner.

klassifisering

Transistorer er delt inn i grupper:

1. Ifølge materialer: den mest vanlig brukte galliumarsenid og silisium.
2. Etter hvert som signalfrekvens: lavt (opp til 3 MHz), middels (opp til 30 MHz), høy (opp til 300 MHz), ultra-høy (over 300 MHz).
3. For maksimale effekttap: opptil 0,3 W, opptil 3 watt, mer enn 3 W.
4. I henhold til den type enhet: tre er forbundet med halvlederlaget ved vekselvis å forandre den direkte og inverse metoder urenhet ledning.

Hvordan transistorer?

De ytre og indre lag av transistoren er forbundet til avledningselektroder, henholdsvis kalt emitter, kollektor og base.

Emitter og kollektor er ikke forskjellig fra hverandre typer ledningsevne, men graden av doping forurensninger av den sistnevnte er mye lavere. Dette sikrer en økning i den tillatte utgangsspenning.

Basen, som er et mellomsjikt har en høy motstand, som er laget av en halvleder med en svak doping. Den har et stort kontaktareal med samleren, som forbedrer fjerning av varme som genereres på grunn av forspenne overgangen, og letter passasjen av de minoritetsbærere - elektroner. Til tross for det faktum at overgangslagene er basert på det samme prinsipp, er transistoren asymmetriske enheten. Ved å endre steder ekstreme lag av samme ledningsevne kan ikke oppta de tilsvarende parametre for halvlederanordningen.

Skjematisk av bipolare transistorer er i stand til å holde den i to stater: det kan være åpen eller lukket. I den aktive modus, når transistoren åpen emitter forskyvning overgang skjer i fremoverretningen. For å illustrere dette vurdere, for eksempel en transistor av npn-typen, det bør være strømførende fra kilden, slik det er vist i figuren under.

Grensen for det andre samler knutepunkt når denne er lukket, og en strøm til å flyte gjennom det bør ikke. Men i praksis skjer det motsatte på grunn av beliggenheten av overgangene til hverandre og deres gjensidige påvirkning. Da emitter er koblet til den "minus" batteri åpen overgang gjør at elektroner strømmer inn i basissonen, hvor de er delvis rekombinasjon med hull - hovedbærere. Dannet basisstrøm I _b. Jo sterkere er det, forholdsmessig mer utgangsstrøm. På dette prinsippet arbeids forsterkere ved hjelp av bipolare transistorer.

Etter at basen er utelukkende diffusive transport av elektroner, fordi det ikke er noen innvirkning av elektriske felt. På grunn av liten sjikttykkelse (mikron) og et stort omfang av konsentrasjonsgradienten av negativt ladede partikler, nesten alle av dem falle inn i oppsamleren området, selv om basismotstanden er tilstrekkelig stor. Der de beveger trekker elektrisk felt, fremme deres aktiv transport. Kollektor og emitter strømmer er hovedsakelig like, om ikke ubetydelig tap av ladning på grunn av rekombinasjonen i basis: I _e = I _b + _Ik.

Parametrene for transistorene

1. De forsterkningsfaktorer for spenningen U _eq / U _BE og strøm: β = I _en / I _b (er-verdi). Vanligvis gjør koeffisientleddene β ikke overstige 300, men kan nå verdier på 800 og ovenfor.
2. Inngangsimpedans.
3. Frekvensresponsen - av transistoren ytelse opp til en forutbestemt frekvens over hvilken transien det ikke har tid til endringer av det påtrykte signal.

Bipolar Transistor: omkoblingskretser, driftsmodi

Driftsmodi varierer avhengig av hvordan kretsen er montert. Signalet må påføres og fjernes ved to punkter for hvert enkelt tilfelle, men det er bare tre pinner. Det følger at en elektrode må begge tilhører den inngang og utgang. Så inkludere eventuelle bipolare transistorer. av kretsen: ON, OE og OK.

1. Kjøring med OK

Kretsen svitsjing av den bipolare transistoren med en felles oppsamler: signalet mates til motstanden R _L, som også er inkludert i kuldebærerkretsen. En slik forbindelse er referert til som en felles-kollektor.

Dette alternativet oppretter bare en strømforsterkning. Fordelen med emitterfølgeren er å tilveiebringe en stor inngangsimpedans (10-500 ohm), som tillater praktisk koordinat kaskader.

2. Kjøring med ON

Kretsen svitsjing av den bipolare transistor i en felles basis: innkommende signal gjennom _C1 og etter forsterkning blir fjernet i utgangen fra kollektor-krets, karakterisert ved at basiselektroden er delt. I dette tilfellet er en spenningsforsterkning lik arbeider med MA.

Ulempen er en liten inngangsimpedans (30-100 ohm), og kretsen med ON brukes som en oscillator.

3. Diagram med MA

I mange utførelsesformer, når bipolare transistorer blir brukt, omkoblingskretser for det meste gjort med en felles emitter. Tilførselsspenningen blir tilført gjennom en belastningsmotstand R _L, og en emitter forbundet med den negative polen til en ekstern strømforsyning.

AC-signalet fra inngangsklemmen kommer inn i emitter og basiselektroder _(V), og den blir større i størrelse (V _CE) i kuldebærerkretsen. De grunnleggende kretselementer: en transistor, en motstand _R-L og utgangssignalet fra forsterkerkretsen med en ekstern strømforsyning. Hjelpe: kondensator _C1 som hindrer passasje av likestrøm i matekretsen til inngangssignalet, og en motstand R _1, via hvilken transistor åpnes.

Kollektorspenningen til transistorkretsen og utgangen fra motstanden _RL sammen like store _{EMF: V CC = I C R L} + V CE.

Således er V _i det lille signalet på inngangen gitt ved variasjon av likestrøm til utgangsveksel inverter transistor styres. Ordningen gir en økning i inngangsstrøm 20-100 ganger, og den spenning som - i 10-200 ganger. Følgelig øker også strømmen.

Mangel skjema: en liten inngangsmotstand (500-1000 ohm). Av denne grunn er det problemer i dannelsen av forsterkertrinn. Utgangen motstand er 2-20 ohm.

Disse diagrammene viser hvordan bipolar transistor. Hvis du ikke tar ytterligere tiltak på deres prestasjoner vil bli sterkt påvirket av ytre påvirkninger, som for eksempel overoppheting og signalfrekvens. Dessuten skaper emitteren jordings harmonisk forvrengning på utgangen. For å forbedre stabilitet, er den krets som er forbundet tilbakemeldinger, filtre og så videre. N. I dette tilfelle er forsterkningen reduseres, men innretningen blir mer effektiv.

driftsformer

Transistoren funksjon påvirker verdien av den tilkoblede spennings. Alle modusene kan bli vist hvis den anvendes kretsen for den bipolare transistor gitt tidligere med en felles emitter.

1. Den cut-off mode

Denne modusen blir dannet når V _BE spenningen avtar til 0,7 V. I dette tilfelle er det emitter lukket og strømkollektoren er fraværende, siden ingen frie elektroner i bunnen. Dermed blir transistoren blokker.

2. Modus Aktiv

Hvis en spenning tilføres til den base som er tilstrekkelig til å åpne transistoren, er det en liten inngangsstrøm og en øket effekt, avhengig av størrelsen av forsterkningen. Da transistoren vil fungere som en forsterker.

3. metningsmodus

Den skiller seg fra den aktive modus, slik at transistoren er helt åpnet, og kollektorstrømmen når maksimalt mulige verdi. Sin øke kan bare oppnås ved å endre den påtrykte elektromotoriske kraft eller belastning i utgangskretsen. Når forandre basisstrømsamler er ikke endret. metning regime kjennetegnet ved det faktum at transistoren er meget åpen, og her tjener den som en bryteren er slått på. Skjematisk av bipolare transistorer ved å kombinere cut-off og metning modus lar deg lage med sine elektroniske nøkler.

Alle driftsmåter avhengig av typen av utgangskarakteristikkene som er vist i diagrammet.

De kan demonstrere, hvis den er montert koblingsskjema av den bipolare transistoren med OE.

Hvis man legger på den vertikale akse og de horisontale segmentene representerer den maksimale kollektorstrømmen, og mengden av tilførselsspenning _Vcc, og deretter koble endene til hverandre, får en belastningslinjen (rød). Det beskrives ved _{uttrykket: Ic = (V CC -} V CE) / R C. Fra figuren følger det at arbeidspunktet som bestemmer kollektorstrømmen _Ic og spenningen V, _CE, vil forskyves langs lastlinjen fra bunnen og oppover med økende basisstrøm I _B.

Sone V _CE mellom aksen og den første utgangskarakteristikken (skyggelagt) hvor I _B = 0 karakteriserer en sperremodus. I denne omvendte strøm I _C er ubetydelig, og transistoren er lukket.

Den øverste karakteristikken i punktet A skjærer linjen lasten, hvoretter, med ytterligere _{økning av} kollektorstrømmen jeg ikke har endret seg. Metning område i diagrammet er det skyggelagte området mellom aksen I, _C og den bratteste karakteristikk.

Hvordan transistoren i forskjellige moduser?

Transistoren drives med variabel eller konstante signaler som tilføres til inngangskretsen.

Bipolar Transistor: omkoblingskretser, strøm

Det meste transistor tjener som en forsterker. Den vekslende inngangssignal fører til en endring i dens utgangsstrøm. Du kan bruke ordningen med OK eller med MA. I utgangskretsen for signal nødvendig belastning. Bruker vanligvis en motstand som er montert i oppsamleren utgangskretsen. Når den er riktig valgt, er den utgangsspenningsverdien betydelig høyere enn inngangs.

Forsterkeren arbeide godt illustrert i tidsdiagrammene.

Når de konverterte pulssignaler, er en modus den samme som for det sinusformede. Kvalitet konvertere dem harmoniske komponenter bestemmes av frekvens-karakteristikken for transistorer.

Arbeid i svitsjemodus

Transistorbrytere er konstruert for ikke-kontakt koblingsforbindelser i elektriske kretser. Prinsippet er at den trinnvise forandring i motstanden av transistoren. Bipolar type er vel egnet til de krav som nøkkelkretsen.

konklusjon

Halvlederelementer som brukes i kretser for omforming av elektriske signaler. Allsidig og stor klassifisering tillate utstrakte bruken av bipolare transistorer. omkoblingskretser bestemme deres funksjoner og virkemåte. Mye avhenger av egenskapene.

Hovedkretsen svitsje bipolare transistorer forsterke, konvertere og genererer inngangssignaler, og bryter kretser.