Bipolär transistor: byta kretsar. Kretsen omkoppling av den bipolära transistorn med en gemensam emitter

En av de tre-elektrod typ halvledaranordningar är bipolära transistorer. av kretsen beror på om de har konduktivitet (hål eller elektron) och funktioner.

klassificering

Transistorer är indelade i grupper:

1. Enligt material: den vanligaste galliumarsenid och kisel.
2. Som signalfrekvensen: låg (upp till 3 MHz), medium (upp till 30 MHz), hög (upp till 300 MHz), ultra-hög (över 300 MHz).
3. För maximal effektförlust: upp till 0,3 W, upp till 3 watt, mer än 3W.
4. Beroende på vilken typ av anordning: tre förbunden med halvledarskiktet genom att växelvis ändra direkta och inversa metoder föroreningsledning.

Hur transistorerna?

De yttre och inre skikten av transistorn är anslutna till ledningselektroderna, respektive kallas emittern, kollektorn och basen.

Emittern och kollektorn inte är olika varandra typer av konduktivitet, men graden av dopning föroreningar i det senare är mycket lägre. Detta säkerställer en ökning av den tillåtna utspänning.

Basen, som är en mellanskiktet har en hög resistans, som gjord av en halvledare med en svag dopning. Den har en stor kontaktarea med kollektorn, vilket förbättrar avlägsnandet av värme som alstras på grund av omvänd förspänna övergången, och underlättar passagen av minoritetsbärarna - elektroner. Trots det faktum att övergångsskikten är baserade på samma princip, är transistorn asymmetrisk enhet. Genom att ändra platser extrema skikt av samma konduktivitet inte kan ta emot de motsvarande parametrarna för halvledaranordningen.

Schema för bipolära transistorer kan hålla den i två stater: det kan vara öppen eller stängd. I den aktiva moden, när transistorn öppen emitter offset övergång sker i riktning framåt. För att illustrera detta överväga, till exempel, en transistor av npn-typ, bör det magnetiseras från källan, så som visas i figuren nedan.

Gränsen för den andra kollektorövergången när denna är stängd och en ström att flyta genom den inte borde. Men i praktiken sker det motsatta på grund av den nära platsen för övergångar för varandra och deras ömsesidiga påverkan. Eftersom emittern är ansluten till "minus" batteri öppen övergång tillåter elektroner att strömma in i basen zonen, där de är partiella rekombination med hål - huvudbärare. Bildad basström _Ib. Desto starkare är den proportionellt mer utström. På denna princip arbetsförstärkare med hjälp av bipolära transistorer.

Efter basen är enbart diffusiv transport av elektroner, eftersom det inte finns någon åtgärd av elektriskt fält. På grund av liten skikttjocklek (mikron) och en stor magnitud av koncentrationsgradienten av negativt laddade partiklar, nästan alla av dem faller in i kollektorområdet, även basresistansen är tillräckligt stor. Där rör drar elektriskt fält, främja deras aktiva transporter. Kollektor- och emitterelektroder strömmarna är väsentligen lika, om inte försumbar förlust av laddning som förorsakas av rekombinationen i basen: I _e = I _b + I _k.

Parametrarna för transistorer

1. Förstärkningsfaktorerna för spänningen U _ekv / U _BE och ström: β = _Ia / _Ib (verkligt värde). Typiskt, inte koefficient β inte överstiga 300, men kan nå värden på 800 och däröver.
2. Ingångsimpedans.
3. Frekvensåtergivningen - transistorns prestanda upp till en förutbestämd frekvens över vilken transienter den inte har tid att ändringarna i den pålagda signalen.

Bipolär Transistor: omkopplingskretsar, driftlägen

Driftlägen varierar beroende på hur kretsen är monterad. Signal måste appliceras och avlägsnas i två punkter för varje fall, men det finns endast tre stift. Av detta följer att en elektrod båda måste tillhöra ingång och utgång. Så omfatta alla bipolära transistorer. av kretsen: ON, OE och OK.

1. Körning med OK

Kretsomkopplings hos den bipolära transistorn med en gemensam kollektor: signalen matas till motståndet _Rl, som också ingår i uppsamlingskretsen. En sådan anslutning kallas en common-samlare.

Det här alternativet skapar bara en strömförstärkning. Fördelen av emitterföljaren är att åstadkomma en stor ingångsimpedans (10-500 ohm), vilket möjliggör bekväm koordinat kaskader.

2. Körning med ON

Kretsen omkoppling av den bipolära transistorn i en gemensam bas: inkommande signal genom C ₁ och efter förstärkning avlägsnas i utgången från kollektor-kretsen, varvid baselektroden är delad. I det här fallet är en spänningsförstärkning som liknar arbeta med MA.

Nackdelen är en liten ingångsimpedans (30-100 ohm), och en krets med ON används som en oscillator.

3. Schema med MA

I många utföringsformer, när bipolära transistorer används, omkopplingskretsar oftast gjorda med en gemensam emitter. Matningsspänningen matas genom ett belastningsmotstånd _Rl, och en emitter ansluten till den negativa polen på en extern strömkälla.

AC-signal från ingångsklämman inträder emitter- och baselektroderna (V _i), och det blir större i storlek (V _CE) i uppsamlingskretsen. De grundläggande kretselement: en transistor, ett motstånd R _L och utsignalen från förstärkarkretsen med en extern strömkälla. Extra: kondensatorn C ₁ som förhindrar passage av likström i matningskretsen hos insignalen, och ett motstånd R _1, via vilken transistor öppnas.

Kollektorspänningen hos transistorn kretsen och utgången hos motståndet _Rl tillsammans lika magnitud _{EMF: Vcc = I C R L} + V CE.

Sålunda är V _i den lilla signalen vid ingången ges av variationen av likström till växelströmsutgångsväxelriktartransistorn hanteras. Systemet ger en ökning av inströmmen 20-100 gånger, och spänningen - i 10-200 gånger. I enlighet därmed, om ökning av effekt också.

Brist schema: en liten ingångsresistans (500-1000 ohm). Av denna anledning finns det problem i bildandet av förstärkningssteg. Utgångsmotstånd är 2-20 ohm.

Dessa diagram visar hur den bipolära transistor. Om du inte vidta ytterligare åtgärder på deras resultat kommer att påverkas i hög grad av yttre påverkan, såsom överhettning och signalfrekvensen. Dessutom skapar emitter jord harmonisk distorsion på utgången. För att förbättra tillförlitligheten, är kretsen anslutna återkopplingar, filter och så vidare. N. I detta fall förstärkningen reduceras, men anordningen blir mer effektiv.

driftssätt

Transistorn funktionen påverkar värdet för den anslutna spänningen. Alla lägen kan visas om de tillämpas kretsen hos den bipolära transistorn försedd tidigare med en gemensam emitter.

1. avstängningsmoden

Detta läge skapas när _Vbe spänningen minskar till 0,7 V. I detta fall är den emitterövergången stängd och strömkollektorn är frånvarande, eftersom inga fria elektroner i basen. Sålunda, transistorblock.

2. Aktivt läge

Om en spänning appliceras på bas som är tillräcklig för att öppna transistorn, det finns en liten ingångsström och en ökad produktion, beroende på storleken av förstärkningen. Då transistorn kommer att fungera som en förstärkare.

3. mättnadsläge

Den skiljer sig från den aktiva moden, så att transistorn är helt öppen, och kollektorströmmen når det maximalt möjliga värdet. Dess ökning kan endast uppnås genom att ändra den pålagda elektromotoriska kraften eller belastning i utgångskretsen. Vid byte bas strömavtagaren ändras inte. mättnad regimen kännetecknas av det faktum att transistorn är mycket öppen, och här det fungerar som en slås på. Schema av bipolära transistorer genom att kombinera cut-off och mättnadslägen kan du skapa med sina elektroniska nycklar.

Alla drifts bero på naturen av utgångsegenskaperna som visas i diagrammet.

De kan visa om den är monterad kopplingsschema av den bipolära transistor med OE.

Om man sätter på den vertikala axeln och de horisontella segmenten representerar den maximala kollektorströmmen och mängden matningsspänningen _Vcc, och därefter förbinda ändarna till varandra, få en lastlinje (röd). Den beskrivs genom _{uttrycket: I C = (Vcc -} V CE) / R C. Från figuren följer att arbetspunkten som bestämmer kollektorströmmen I _C och spänningen _Vce, kommer att förskjutas längs belastningslinjen från botten och uppåt med ökande basströmmen I _B.

Zon V _CE mellan axeln och den första utgångskarakteristik (skuggade) där jag _B = 0 karakteriserar cutoff läge. I denna omvända ström I _C är försumbar och transistorn är stängd.

Den översta karakteristik i punkten A skär linjen belastning, varefter, med ytterligare _{ökning av} kollektor strömmen I inte har ändrats. Mättnadsområdet i diagrammet är den skuggade arean mellan axeln jag _C och den brantaste karakteristiska.

Hur fungerar transistorn i olika lägen?

Transistorn arbetar med variabla eller konstanta signaler som tillförs till ingångskretsen.

Bipolär Transistor: byta kretsar, makt

Mestadels transistorn fungerar som en förstärkare. Den alternerande insignalen orsakar en ändring i dess utström. Du kan använda systemet med OK eller med MA. I utgångskretsen för signal erforderliga lasten. Typiskt använda ett motstånd monterat i kretsen kollektorutgången. Om den är korrekt vald, är den utgående spänningsvärdet betydligt högre än den ingående.

förstärkare fungerar bra illustreras i tidsdiagrammen.

När de konverterade pulssignaler, är ett läge densamma som den för den sinusformade. Kvalitet att omvandla dem harmoniska komponenter bestäms av frekvensegenskaperna hos transistorer.

Arbetet att byta läge

Transistoromkopplare är utformade för icke-kontaktomkopplings anslutningar i elektriska kretsar. Principen är den stegvisa förändringen av motståndet hos transistorn. Bipolär typ är väl lämpat för de krav som nyckelanordningen.

slutsats

Halvledarelement som används i kretsar för omvandling av elektriska signaler. Mångsidig och stora klassificering möjliggör bred användning av bipolära transistorer. omkopplingskretsar bestämma deras funktioner och arbetssätt. Mycket beror på egenskaperna.

Huvudkretsomkopplings bipolära transistorer amplifiera, konvertera och generera insignaler, och växla kretsar.