Bipolar Transistor: omskifterkredsløb. Kredsløbet omskiftning af den bipolære transistor med en fælles emitter

En af de tre elektroder typen halvlederkomponenter er bipolære transistorer. af kredsløbet afhænger af, om de har ledningsevne (hul eller elektron) og funktioner.

klassifikation

Transistorer er opdelt i grupper:

1. Ifølge de materialer: den mest anvendte galliumarsenid og silicium.
2. Som signalfrekvensen: lav (indtil 3 MHz), medium (op til 30 MHz), høj (op til 300 MHz), ultra-høj (over 300 MHz).
3. For maksimal effekttab: op til 0,3 W, op til 3 watt, mere end 3W.
4. Ifølge den type enhed: tre forbundet med halvlederlaget ved skiftevis at ændre direkte og inverse metoder urenhed ledning.

Hvordan transistorer?

De ydre og indre lag af transistoren er forbundet til føringen elektroder, henholdsvis benævnt emitter, kollektor og base.

Emitter og kollektor er ikke forskellige fra hinanden typer af ledningsevne, men graden af doping urenheder af sidstnævnte er meget lavere. Dette sikrer en forhøjelse af den tilladte udgangsspænding.

Basen, der er en midterste lag har en høj modstand, som er fremstillet af en halvleder med en svag doping. Det har en stor kontaktflade med samleren, hvilket forbedrer fjernelsen af varme, der genereres som følge af revers forspænding overgangen, og letter passagen af minoritetsbærere - elektroner. På trods af at gennemføringslagene er baseret på det samme princip, transistoren er asymmetrisk enhed. Ved at ændre steder ekstreme lag af det samme ledningsevne ikke kan modtage de tilsvarende parametre for halvlederindretningen.

Skema for bipolære transistorer er i stand til at holde det i to tilstande: det kan være åben eller lukket. I den aktive tilstand, når transistoren åben emitter offset overgang foretages i den fremadgående retning. For at illustrere dette overveje for eksempel en transistor af npn typen, skal det strømforsynes fra kilden, som vist i figuren nedenfor.

Grænsen af anden solfanger junction når dette er lukket, og en strøm løber gennem den ikke burde. Men i praksis, det modsatte opstår på grund af den tætte placering af overgangene for hinanden og deres gensidige påvirkning. Da emitter er tilsluttet "minus" batteri åben overgang tillader elektroner til at strømme ind i basen zone, hvor de er delvis rekombination med huller - hovedbærerne. Dannet base nuværende _Ib. Jo stærkere den er, det forholdsmæssigt mere udgangsstrøm. På dette princip arbejde forstærkere bruger bipolære transistorer.

Efter basen er udelukkende diffusiv transport af elektroner, fordi der ikke er nogen handling af elektrisk felt. Grund af en lille lagtykkelse (mikrometer) og en stor størrelse af koncentrationsgradienten af negativt ladede partikler, næsten alle af dem falder ind i solfangeren regionen, selv spidsmodstanden er tilstrækkelig stor. Der de bevæger trækker elektrisk felt, fremme aktivt transport. Solfangernes og emitter strømme er i det væsentlige lig, hvis ikke ubetydeligt tab af ladning forårsaget af rekombination i basen: Jeg _e = I _b + I _k.

Parametrene for transistorer

1. Forstærkningsfaktorerne for spændingen U _eq / U _BE og strøm: β = I _a / _Ib (faktisk værdi). Typisk betyder koefficienten β ikke overstige 300, men kan nå værdier på 800 og derover.
2. Indgangsimpedans.
3. Frekvensgengivelsen - af transistoren ydeevne op til en forudbestemt frekvens over hvilken transienter det ikke har tid til ændringerne i det påtrykte signal.

Bipolar Transistor: koblingsstrømkredse, driftstilstande

Driftsmåder varierer afhængigt af hvordan kredsløbet er samlet. Signal skal anvendes og fjernes ved to punkter for hvert enkelt tilfælde, men der er kun tre ben. Heraf følger, at en elektrode begge skal tilhøre input og output. Så omfatte eventuelle bipolære transistorer. af kredsløbet: ON, OE og OK.

1. Kørsel med OK

Det kredsløbskoblede af den bipolære transistor med en fælles kollektor: signalet føres til modstanden _RL, som også indgår i brinekredsen. En sådan forbindelse omtales som en fælles-collector.

Denne valgmulighed kun skaber en aktuel gevinst. Fordelen ved emitterfølgeren er at tilvejebringe en stor indgangsimpedans (10-500 ohm), som tillader bekvem koordinere kaskader.

2. Kørsel med ON

Kredsløbet omskiftning af den bipolære transistor i et fælles grundlag: indkommende signal gennem _C1 og efter amplifikation fjernes i produktionen af solfangeren kredsløb, hvor basen elektroden er delt. I dette tilfælde en spænding gevinst svarer til at arbejde med MA.

Ulempen er en lille indgangsimpedans (30-100 ohm), og kredsløb med ON anvendes som en oscillator.

3. Diagram med MA

I mange udførelsesformer, når der anvendes bipolære transistorer, der skifter kredsløb meste lavet med en fælles emitter. Forsyningsspændingen tilføres gennem en belastningsmodstand R _L, og en emitter forbundet til den negative pol af en ekstern strømforsyning.

AC-signal fra indgangsterminalen træder emitter og basiselektroderne (V _i), og det bliver større i størrelse (V _CE) i brinekredsen. De grundlæggende kredsløbselementer: en transistor, en modstand R _L og output af forstærkeren kredsløb med en ekstern strømforsyning. Auxiliary: kondensator _C1, der forhindrer passage af jævnstrøm i foderet kredsløb af indgangssignalet, og en modstand _R1, via hvilken transistor åbner.

Kollektoren af transistoren kredsløb og udgangen af modstanden _RL sammen samme størrelse _{EMF: V CC = I C R L} + V CE.

Således er V _i lille signal ved indgangen givet ved variation af jævnstrøm til vekselstrøm output inverter transistor forvaltes. Ordningen giver en stigning i indgangsstrømmen 20-100 gange, og spændingen - i 10-200 gange. Følgelig strømmen øger også.

Mangel skema: en lille input modstand (500-1000 ohm). Af denne grund er der problemer i dannelsen af forstærkning etaper. Output modstand er 2-20 ohm.

Disse diagrammer viser, hvordan den bipolære transistor. Hvis du ikke træffe yderligere foranstaltninger på deres præstation vil blive stærkt påvirket af ydre påvirkninger, såsom overophedning og signal frekvens. Også den emitter jordforbindelse skaber harmonisk forvrængning på udgangen. At forbedre pålideligheden, kredsløbet er forbundne tilbagekoblinger, filtre og så videre. N. I dette tilfælde forstærkningen reduceres, men indretningen bliver mere effektiv.

driftsformer

Transistoren funktion påvirker værdien af den tilsluttede spænding. Alle tilstande kan vises, hvis den anvendes kredsløb af den bipolære transistor tidligere med en fælles emitter.

1. afskårne tilstand

Denne tilstand opstår, når V _BE spændingen aftager til 0,7 V. I dette tilfælde emitter junction er afsluttet og strømaftageren er fraværende, da ingen frie elektroner i basen. Således transistor blokke.

2. Aktiv indstilling

Hvis en spænding tilføres til den base, der er tilstrækkeligt til at åbne transistor, der er en lille strømforbrug og en øget produktion, afhængig af størrelsen af gevinsten. Så transistoren vil fungere som en forstærker.

3. mætningsmodus

Den adskiller sig fra den aktive tilstand, således at transistoren er helt åbnet, og kollektorstrømmen når den maksimale mulige værdi. Dens stigning kan kun opnås ved at ændre den påførte elektromotorisk kraft eller belastning i udgangskredsløbet. Når der skiftes basis strømaftager ændres ikke. mætning regime kendetegnet ved, at transistoren er meget åben, og her tjener som en switch er tændt. Skema af bipolære transistorer ved at kombinere cut-off og mætning tilstande gør det muligt at skabe med deres elektroniske nøgler.

Alle driftsformer afhænger af beskaffenheden af de egenskaber output er vist i grafen.

De kan påvise, hvis det er samlet ledningsdiagram af den bipolære transistor med OE.

Hvis du lægger på akserne i ordinat og de vandrette segmenter repræsenterer den maksimale opkøber løbende og værdien af forsyningsspændingen V _CC, og tilslut derefter enderne til hinanden, få en belastning linje (rød). Det er beskrevet ved _{udtrykket: I C = (V CC -} V CE) / R C. Af figuren fremgår det, at arbejdspunktet der bestemmer kollektorstrømmen I _C, og spændingen V _CE, vil forskydes langs lastledningen fra bunden op med stigende basisstrøm I _B.

Zone V _CE mellem aksen og den første udgang karakteristik (skraveret) hvor I _B = 0 karakteriserer cutoff mode. I denne omvendte strøm I _C er ubetydelig, og transistoren er lukket.

Den øverste egenskab i punktet A skærer linien belastning, hvorefter, med yderligere _{forøgelse af} kollektorstrømmen jeg ikke har ændret sig. Mætning område i grafen er det skraverede område mellem aksen I _C og den stejleste karakteristik.

Hvordan transistor i forskellige tilstande?

Transistoren kører med variabel eller konstant signaler leveres til indgangskredsløbet.

Bipolar Transistor: omskifterkredsløb, magt

Overvejende transistor fungerer som en forstærker. Det alternerende indgangssignal medfører en ændring i dens udgangsstrøm. Du kan anvende ordningen med OK eller med MA. I udgangskredsløbet for signal påkrævede belastning. Typisk bruge en modstand monteret i opsamleren udgangskredsløb. Hvis passende valgt, outputspændingsværdien er signifikant højere end input.

forstærker arbejde godt illustreret i tidsdiagrammer.

Når de konverterede impulssignaler, en tilstand er den samme som for den sinusformede. Kvalitet konvertere dem harmoniske komponenter bestemmes af frekvensegenskaber transistorer.

Arbejde i switching mode

Transistoromskiftere er designet til ikke-kontakt switching forbindelser i elektriske kredsløb. Princippet er den trinvise ændring i modstanden i transistoren. Bipolar type er velegnet til kravene i den centrale enhed.

konklusion

Halvlederelementer anvendes i kredsløb til konvertering elektriske signaler. Alsidig og store klassifikation tillade omfattende brug af bipolære transistorer. skifte kredsløb bestemme deres funktioner og driftsformer. Meget afhænger af egenskaberne.

Den vigtigste kredsløbskobling bipolære transistorer forstærke, konvertere og generere indgangssignaler, og skifte kredsløb.