Bipolær diode. Bipolære transistorer: koblingskredsløb

Erfarne elektrikere og elektronikingeniører ved, hvad de skal fuld kontrol Der er specielle sonder til transistorer.

Ved at bruge dem kan du ikke kun kontrollere sidstnævntes brugbarhed, men også dens gevinst - h21e.

Behovet for en sonde

En sonde er en virkelig nødvendig enhed, men hvis du blot skal tjekke transistoren for brugbarhed, er den ganske velegnet.

Transistor enhed

Før du begynder at teste, skal du forstå, hvad en transistor er.

Den har tre terminaler, der danner dioder (halvledere) mellem dem.

Hver pind har sit eget navn: opsamler, emitter og base. De første to konklusioner p-n overgange er forbundet i basen.

En pn-forbindelse mellem base og kollektor danner en diode, anden p-n overgangen mellem base og emitter danner en anden diode.

Begge dioder er forbundet i et kredsløb back-to-back gennem basen, og hele dette kredsløb er en transistor.

Vi leder efter transistorens base, emitter og kollektor

Sådan finder du en samler med det samme.

For straks at finde opsamleren skal du finde ud af, hvilken effekt transistoren har foran dig, og de kommer i medium effekt, lav effekt og høj effekt.

Medium effekt og kraftige transistorer bliver meget varme, så varme skal fjernes fra dem.

Dette gøres ved hjælp af en speciel køleradiator, og varme fjernes gennem kollektorterminalen, som i disse typer transistorer er placeret i midten og forbundet direkte til kabinettet.

Resultatet er følgende varmeoverførselsskema: kollektoreffekt – hus – køleradiator.

Hvis samleren er identificeret, vil det ikke være svært at bestemme andre konklusioner.

Der er tilfælde, der i høj grad forenkler søgningen, det er når enheden allerede har de nødvendige symboler, som vist nedenfor.

Vi foretager de nødvendige målinger af frem og tilbage modstand.

Alligevel kan de tre ben, der stikker ud i transistoren, kaste mange uerfarne elektronikingeniører i en døs.

Hvordan kan du finde basen, emitteren og opsamleren?

Du kan ikke gøre dette uden et multimeter eller blot et ohmmeter.

Så lad os starte søgningen. Først skal vi finde en base.

Vi tager enheden og foretager de nødvendige målinger af modstanden på transistorens ben.

Vi tager den positive sonde og forbinder den til den rigtige terminal. Vi bringer skiftevis den negative sonde til midten og derefter til venstre terminaler.

Mellem højre og midten viste vi for eksempel 1 (uendelig), og mellem højre og venstre 816 Ohm.

Disse aflæsninger fortæller os ikke noget endnu. Lad os tage yderligere målinger.

Nu bevæger vi os til venstre, bringer den positive sonde til den midterste terminal og rører successivt den negative sonde til venstre og højre terminal.

Igen den midterste - den højre viser uendelighed (1), og den midterste venstre 807 Ohm.

Dette siger os heller ikke noget. Lad os måle videre.

Nu bevæger vi os endnu mere til venstre, vi bringer den positive sonde til den yderste venstre terminal, og den negative sekventielt til højre og midten.

Hvis modstanden i begge tilfælde viser uendelig (1), betyder det, at den venstre terminal er basen.

Men hvor senderen og solfangeren (midterste og højre terminaler) stadig skal findes.

Nu skal du måle direkte modstand. For at gøre dette, nu gør vi alt omvendt, den negative sonde til basen (venstre terminal), og skiftevis forbinder den positive til højre og midterste terminaler.

Husk en vigtigt punkt, p-n modstand Basis-emitter-forbindelsen er altid større end base-kollektor-p-n-forbindelsen.

Som et resultat af målinger blev det fundet, at modstanden af ​​basen (venstre terminal) - højre terminal er ens 816 Ohm, og basismodstanden er den midterste terminal 807 Ohm.

Det betyder, at den højre stift er emitteren, og den midterste stift er opsamleren.

Så søgningen efter base, emitter og solfanger er afsluttet.

Sådan kontrolleres en transistor for brugbarhed

For at kontrollere transistoren med et multimeter for brugbarhed, vil det være nok at måle omvendt og fremadgående modstand af to halvledere (dioder), som vi nu vil gøre.

Der er normalt to forbindelsesstrukturer i en transistor p-n-p Og n-p-n.

P-n-p– dette er en udsenderforbindelse, du kan bestemme dette ved pilen, der peger på basen.

Pilen, der går fra basen, indikerer, at dette er et n-p-n kryds.

PnP-forbindelsen kan åbnes ved hjælp af en negativ spænding påført basen.

Vi indstiller multimeterets driftstilstandskontakt til modstandsmålingspositionen på " 200 ».

Vi forbinder den sorte negative ledning til basisterminalen og forbinder den røde positive ledning igen til emitter- og kollektorterminalerne.

De der. Vi kontrollerer funktionaliteten af ​​emitter- og kollektorforbindelserne.

Multimeteraflæsninger spænder fra 0,5 Før 1,2 kOhm De vil fortælle dig, at dioderne er intakte.

Nu bytter vi kontakterne, forbinder den positive ledning til basen og forbinder skiftevis den negative ledning til emitter- og kollektorterminalerne.

Det er ikke nødvendigt at ændre multimeterindstillingerne.

Den sidste læsning skal være meget højere end den forrige. Hvis alt er normalt, vil du se tallet "1" på enhedens display.

Dette tyder på, at modstanden er meget høj, enheden kan ikke vise data over 2000 ohm, og diodeforbindelserne er intakte.

Fordel denne metode Pointen er, at transistoren kan tjekkes direkte på enheden uden at lodde den af ​​derfra.

Selvom der stadig er transistorer, hvor modstande med lav modstand er loddet ind i p-n-forbindelserne, hvis tilstedeværelse muligvis ikke giver mulighed for korrekte modstandsmålinger; de kan være små, både ved emitter- og kollektorforbindelserne.

I I dette tilfælde Ledningerne skal uloddes og målingerne tages igen.

Tegn på en transistorfejl

Som nævnt ovenfor, hvis målingerne af direkte modstand (sort minus på basen og plus skiftevis på solfangeren og emitteren) og omvendt (rød plus på basen og sort minus skiftevis på solfangeren og emitteren) ikke svarer til ovenstående indikatorer, så er transistoren fejlet.

Et andet tegn på problemer er, når modstand p-n kryds i mindst én måling er lig med eller tæt på nul.

Dette indikerer, at dioden er i stykker, og selve transistoren er defekt. Ved at bruge ovenstående anbefalinger kan du nemt kontrollere transistoren med et multimeter for brugbarhed.

Bipolære transistorer er halvlederenheder med tre elektroder forbundet til tre lag i serie, med forskellige ledningsevner. I modsætning til andre transistorer, som bærer en type ladning, er den i stand til at bære to typer på én gang.

Forbindelsesdiagrammer ved hjælp af bipolære transistorer afhænger af det udførte arbejde og typen af ​​ledning. Ledning kan være elektronisk eller hul.

Typer af bipolære transistorer

Bipolære transistorer er opdelt efter forskellige kriterier i typer i henhold til:

• Fremstillingsmateriale: silicium eller galliumarsenid.
• Frekvensværdi: op til 3 MHz - lav, op til 30 MHz - medium, op til 300 MHz - høj, mere end 300 MHz - ultrahøj.
• Højeste effekttab: 0-0,3 W, 0,3-3 W, over 3 W.
• Enhedstype: 3 lag halvleder med sekventiel rækkefølge af ledningstype.

Design og drift

Transistorlagene, både indre og ydre, er kombineret med indbyggede elektroder, som hedder base, emitter og kollektor.

Der er ingen væsentlige forskelle i typerne af ledningsevne mellem solfangeren og emitteren, dog er procentdelen af ​​inklusion af urenheder i solfangeren meget lavere, hvilket gør det muligt at øge tilladt spænding ved udgangen.

Midterlaget af halvlederen (basen) har en høj modstandsværdi, da den er lavet af let doteret materiale. Den er i kontakt med opsamleren over et stort område. Dette gør det muligt at øge varmeafgivelsen, hvilket er nødvendigt på grund af frigivelsen af ​​varme fra forskydningen af ​​krydset i den anden retning. God kontakt kollektorbase tillader elektroner, som er minoritetsbærere, let at passere igennem.

Overgangslagene er lavet efter samme princip. Imidlertid betragtes bipolære transistorer som ubalancerede enheder. Når de ydre lag veksles på steder med samme ledningsevne, er det umuligt at danne lignende halvlederparametre.

Transistorforbindelseskredsløbene er designet på en sådan måde, at de kan give den både en lukket og en åben tilstand. På aktivt arbejde Når halvlederen er åben, er emitterforspændingen i fremadgående retning. For fuldt ud at forstå dette design skal du tilslutte forsyningsspændingen i henhold til det viste diagram.

I dette tilfælde er grænsen ved kollektorens 2. kryds lukket, ingen strøm løber gennem den. I praksis opstår det modsatte fænomen på grund af tilstødende overgange og deres indflydelse på hinanden. Da batteriets negative pol er forbundet med emitteren, er overgangen åben udsigt tillader elektroner at passere til basen, hvor de rekombinerer med huller, som er de vigtigste bærere. Basisstrøm I b vises. Jo højere basisstrøm, jo ​​højere udgangsstrøm. Dette er princippet om drift af forstærkere.

Kun diffusionsbevægelse af elektroner sker gennem basen, da der ikke er noget elektrisk feltarbejde. På grund af den lille tykkelse af dette lag og en betydelig gradient af partikler kommer næsten alle af dem ind i opsamleren, selvom basen har høj modstand. Ved krydset er der et elektrisk felt, der fremmer overførslen og trækker dem ind. Emitter- og kollektorstrømmene er de samme, bortset fra et lille tab af ladning fra omfordeling ved basen: I e = I b + I k.

Egenskaber

• Nuværende gevinst β = I k / I b.
• Spændingsforstærkning U eq / U være.
• Indgangsmodstand.
• Frekvenskarakteristik er en transistors evne til at operere op til en bestemt frekvens, ud over hvilken overgangsprocesserne halter bagefter ændringen i signalet.

Driftsformer og skemaer

Typen af ​​kredsløb påvirker den bipolære transistors driftsmåde. Signalet kan modtages og sendes to steder for forskellige sager, og der er tre elektroder. En vilkårlig elektrode skal følgelig være både en udgang og en indgang. Alle bipolære transistorer er forbundet efter dette princip, og de har tre typer kredsløb, som vi vil overveje nedenfor.

Fælles kollektorkredsløb

Signalet passerer gennem modstanden R L, som også indgår i kollektorkredsløbet.

Dette tilslutningsdiagram gør det muligt kun at oprette en strømforstærker. Fordelen ved en sådan emitterfølger er dannelsen af ​​betydelig modstand ved indgangen. Dette gør det muligt at matche forstærkningstrinene.

Ordning med fælles grundlag

Kredsløbet har en ulempe i form af lav indgangsmodstand. Et fælles basiskredsløb bruges oftest som en oscillator.

Ordning med almindelig udsender

Oftest, når du bruger bipolære transistorer, bruges et kredsløb med en fælles emitter. Spændingen passerer gennem belastningsmodstanden R L, og strømmen er forbundet til emitteren med den negative pol.

Signal variabel værdi kommer til basen og emitteren. I solfangerkredsløbet bliver det større i værdi. Hovedelementerne i kredsløbet er en modstand, en transistor og et forstærkerudgangskredsløb med strømforsyning. Yderligere elementer stål: kapacitet C 1, som forhindrer strøm i at passere til input, modstand R 1, takket være hvilken transistoren åbner.

I kollektorkredsløbet er transistorspændingen og modstanden lig med EMF-værdien: E= Ik Rk +Vke.

Det følger heraf, at det lille signal Ec bestemmer reglen for ændring af potentialforskellen til transistorkonverterens variable output. Dette kredsløb gør det muligt at øge indgangsstrømmen mange gange, såvel som spænding og effekt.

En af ulemperne ved et sådant kredsløb er den lave indgangsmodstand (op til 1 kOhm). Som en konsekvens opstår der problemer i dannelsen af ​​kaskader. Udgangsmodstanden er fra 2 til 20 kOhm.

De betragtede kredsløb viser virkningen af ​​en bipolær transistor. Dens drift påvirkes af signalfrekvens og overophedning. For at løse dette problem anvendes yderligere separate foranstaltninger. Emitterjording producerer forvrængning ved udgangen. For at skabe pålideligheden af ​​kredsløbet skal du tilslutte filtre, feedback etc. Efter sådanne foranstaltninger fungerer kredsløbet bedre, men forstærkningen falder.

Driftstilstande

Transistorens hastighed påvirkes af størrelsen af ​​den tilsluttede spænding. Lad os overveje forskellige tilstande arbejde på eksemplet med et kredsløb, hvor bipolære transistorer er forbundet med en fælles emitter.

Skære af

Denne tilstand dannes, når spændingen VBE falder til 0,7 volt. I dette tilfælde lukker emitterforbindelsen, og der er ingen strøm ved kollektoren, da der ikke er nogen elektroner i basen, og transistoren forbliver lukket.

Aktiv tilstand

Når en spænding, der er tilstrækkelig til at tænde transistoren, påføres basen, opstår der en lille indgangsstrøm og en stor udgangsstrøm. Dette afhænger af forstærkningens størrelse. I dette tilfælde fungerer transistoren som en forstærker.

Mætningstilstand

Dette arbejde har sine forskelle fra den aktive tilstand. Halvlederen åbner helt, kollektorstrømmen når højeste værdi. Dens stigning kan kun opnås ved at ændre belastningen eller EMF af udgangskredsløbet. Ved justering af basisstrømmen ændres kollektorstrømmen ikke. Mætningstilstanden har de ejendommeligheder, at transistoren er helt åben og fungerer som en switch. Hvis du kombinerer mætning og afskæringstilstande for bipolære transistorer, kan du oprette switche.

Egenskaberne for output-egenskaberne påvirker tilstandene. Dette er vist i grafen.

Når man plotter segmenter svarende til den højeste kollektorstrøm og spændingsstørrelse på koordinatakserne, og derefter forbinder enderne med hinanden, dannes en rød belastningslinje. Grafen viser, at punktet for strøm og spænding vil bevæge sig opad langs belastningslinjen, når basisstrømmen stiger.

Området mellem den skraverede udgangskarakteristik og Vke-aksen er afskæringsarbejdet. I dette tilfælde er transistoren lukket, og den omvendte strøm er lille. Karakteristikken i punkt A øverst skærer belastningen, hvorefter kollektorstrømmen ved en efterfølgende stigning i I B ikke længere ændres. På grafen er mætningsområdet den skraverede del mellem Ik-aksen og den stejleste graf.

Bipolære transistorer i forskellige tilstande

Transistor interagerer med signaler forskellige typer i indgangskredsløbet. Transistoren bruges hovedsageligt i forstærkere. Input variabelt signalændrer udgangsstrømmen. I dette tilfælde bruges kredsløb med en fælles emitter eller kollektor. Udgangskredsløbet kræver en belastning for signalet.

Oftest bruges en modstand installeret i kollektorudgangskredsløbet til dette. Med ham træffe det rigtige valg, vil udgangsspændingen være meget større end inputtet.

Under pulssignalkonvertering forbliver tilstanden den samme som for sinusformede signaler. Kvaliteten af ​​den harmoniske ændring bestemmes af halvledernes frekvenskarakteristika.

Skiftende tilstand

Transistorkontakter bruges til kontaktløs indkobling elektriske kredsløb. Dette arbejde består af intermitterende justering af modstandsværdien af ​​halvlederen. Bipolære transistorer bruges mest i omskiftningsenheder.

Halvledere bruges i signalmodifikationskredsløb. Deres universelt arbejde og en bred klassifikation gør det muligt at anvende transistorer i forskellige kredsløb, som bestemmer deres arbejdsevner. De vigtigste kredsløb, der anvendes, er forstærknings- og koblingskredsløb.

Vi analyserede artiklen sådan: vigtigt parameter transistor som beta-koefficient (β) . Men der er en anden interessant parameter i transistoren. I sig selv er han ubetydelig, men han kan gøre mange forretninger! Det er som en småsten, der kommer ind i en atlets sneaker: den virker lille, men den forårsager ulejlighed, når den løber. Så hvad forstyrrer denne "småsten" transistoren? Lad os finde ud af det...

Direkte og omvendt tilslutning af PN-kryds

Som vi husker, består en transistor af tre halvledere. , som vi kalder base-emitter emitter junction, og base-collector overgangen er samlerovergang.

Da vi i dette tilfælde har en NPN-transistor, betyder det, at strømmen vil flyde fra kollektoren til emitteren, forudsat at vi åbner basen ved at påføre en spænding på mere end 0,6 volt til den (nå, så transistoren åbner) .

Lad os hypotetisk tage en tynd, tynd kniv og skære emitteren ud direkte langs PN-krydset. Vi ender med noget som dette:

Hold op! Har vi en diode? Ja, han er den ene! Husk, i artiklen strømspændingskarakteristik (CVC) så vi på diodens CVC:

På højre side af strøm-spændingskarakteristikken ser vi, hvordan grenen af ​​grafen fløj meget skarpt op. I dette tilfælde påførte vi en konstant spænding på dioden som denne, det vil sige, den var direkte forbindelse diode.

Dioden førte elektrisk strøm gennem sig selv. Vi udførte endda eksperimenter med direkte og omvendt tilslutning af dioden. Dem, der ikke kan huske, kan læse den.

Men hvis du ændrer polariteten

så vil vores diode ikke passere strøm. Vi er altid blevet undervist på denne måde, og der er noget sandhed i det, men... vores verden er ikke ideel).

Hvordan fungerer et PN-kryds? Vi forestillede os det som en tragt. Så til denne tegning

vores tragt bliver vendt på hovedet mod åen

Vandstrømmens retning er bevægelsesretningen elektrisk strøm. Tragten er dioden. Men vandet, der kom gennem tragtens smalle hals? Hvad kan vi kalde det? Og det hedder omvendt strøm Overgang PN (I arr.).

Hvad tror du, hvis du øger vandstrømmens hastighed, vil mængden af ​​vand, der passerer gennem tragtens smalle hals, stige? Helt bestemt! Det betyder, at hvis du tilføjer spænding U arr., så vil den omvendte strøm stige jeg arr., hvilket er, hvad vi ser på venstre side af grafen over diodens strømspændingskarakteristik:

Men til hvilken grænse kan vandstrømmens hastighed øges? Hvis den er meget stor, holder vores tragt ikke stand, væggene vil revne, og den vil flyve i stykker, ikke? Derfor kan du for hver diode finde en parameter som f.eks U omdr.max, der overstiger hvad for en diode svarer til død.

For eksempel for diode D226B:

U omdr.max= 500 volt, og den maksimale omvendte puls U arr. imp.max= 600 volt. Men husk det elektroniske kredsløb de designer, som de siger, "med en margin på 30 %." Og selvom den omvendte spænding på dioden i kredsløbet er 490 volt, så vil en diode, der kan modstå mere end 600 volt, blive installeret i kredsløbet. MED kritiske værdier Det er bedre ikke at spille). Puls omvendt spænding er en pludselig stigning i spænding, der kan nå en amplitude på op til 600 volt. Men også her er det bedre at tage med en lille margin.

Så ... hvorfor er jeg alt det her om dioden og om dioden ... Det er som om vi studerer transistorer. Men uanset hvad man kan sige, er en diode en byggesten til at bygge en transistor. Så hvis vi anvender en omvendt spænding til kollektorforbindelsen, vil en omvendt strøm strømme gennem krydset, som i en diode? Nemlig. Og denne parameter i en transistor kaldes . Vi betegner det som I KBO blandt bourgeoisiet - Jeg CBO. Står for "strøm mellem opsamler og base, med emitter åben". Groft sagt klamrer emitterbenet sig ingen steder og hænger i luften.

For at måle kollektorens omvendte strøm er det nok at samle disse enkle kredsløb:

For NPN transistor til PNP transistor

For siliciumtransistorer er den omvendte kollektorstrøm mindre end 1 µA, for germaniumtransistorer: 1-30 µA. Da jeg kun måler fra 10 µA, og germanium transistorer Jeg har det ikke ved hånden, så vil jeg ikke være i stand til at udføre dette eksperiment, da enhedens opløsning ikke tillader det.

Vi har stadig ikke besvaret spørgsmålet, hvorfor er samler omvendt strøm så vigtig og er opført i opslagsbøger? Sagen er, at transistoren under drift spreder noget strøm ud i rummet, hvilket betyder, at den opvarmes. Den omvendte kollektorstrøm er meget afhængig af temperaturen og fordobler sin værdi for hver 10 grader Celsius. Nej, men hvad er der galt? Lad det vokse, det ser ikke ud til at genere nogen.

Effekt af omvendt kollektorstrøm

Sagen er, at i nogle koblingskredsløb passerer en del af denne strøm gennem emitterforbindelsen. Og som vi husker, løber basisstrømmen gennem emitterforbindelsen. Jo større styrestrømmen (basisstrøm), jo større er den kontrollerede strøm (kollektorstrøm). Vi diskuterede dette i artiklen. Følgelig fører den mindste ændring i basisstrømmen til stor forandring kollektorstrøm, og hele kredsløbet begynder at fungere forkert.

Sådan bekæmpes omvendt kollektorstrøm

Så det meste hovedfjende transistor er temperatur. Hvordan bekæmper udviklere af radio-elektronisk udstyr (REA) det?

- brug transistorer, hvor den omvendte kollektorstrøm har en meget lille værdi. Det er selvfølgelig siliciumtransistorer. Et lille tip - mærkningen af ​​siliciumtransistorer begynder med bogstaverne "KT", hvilket betyder TIL bælte T transistor.

- brug af kredsløb, der minimerer kollektor modsat strøm.

Omvendt kollektorstrøm er en vigtig parameter for transistoren. Det er angivet i databladet for hver transistor. I kredsløb, der bruges under ekstreme temperaturforhold, vil kollektorreturstrøm spille en meget stor rolle. Derfor, hvis du samler et kredsløb, der ikke bruger en radiator og ventilator, så er det selvfølgelig bedre at tage transistorer med minimal omvendt kollektorstrøm.

BIPOLAR TRANSISTORER

En bipolær transistor er en halvlederenhed, der består af tre områder med vekslende typer elektrisk ledningsevne og designet til at forstærke et signal.

Bipolære transistorer er halvlederenheder universelle formål og er meget udbredt i forskellige forstærkere, generatorer, puls- og nøgleenheder.

Bipolære transistorer kan klassificeres efter materiale: germanium og silicium;efter type af ledningsevne: p-typen-r og n- s- n; med hensyn til effekt: lav (ssvinge< 0,3W), gennemsnitlig (R svinge= 1,5W) og stor (Psvinge> 1,5W); efter frekvens: lav frekvens, mellemfrekvens, høj frekvens og mikrobølge.

I sådanne transistorer bestemmes strømmen af ​​bevægelsen af ​​ladningsbærere af to typer: elektroner og huller. Det er her deres navn kommer fra: bipolar.

Bipolær transistor er en plade af germanium eller silicium, hvori der skabes tre områder med forskellige elektriske ledningsevner. Til transistor typen-R- nden midterste region har hulledningsevne, og de yderste regioner har elektronisk ledningsevne.

Transistorer type p-n-p har et mellemområde med elektronisk ledningsevne, og de ekstreme med hulledningsevne.

Det midterste område af transistoren kaldes basen, det ene ekstreme område er emitteren, og det andet er kollektoren. Transistoren har således to R- n- overgang: emitter - mellem emitter og base og solfanger - mellem base og solfanger.

Emitteren er transistorens område til indsprøjtning af ladningsbærere i basen. Samler - et område, hvis formål er at udtrække ladningsbærere fra basen. Basen er det område, hvori ladningsbærere, som ikke er i majoritet for denne region, injiceres af emitteren.

Koncentrationen af ​​flertallets ladningsbærere i emitteren er mange gange større end koncentrationen af ​​majoritetsbærerneladningen i basen, og i solfangeren er lidt mindre end koncentrationen i emitteren. Derfor er emitterledningsevnen meget højere end basisledningsevnen, og kollektorledningsevnen er mindre end emitterledningsevnen.

Afhængigt af hvilken af ​​terminalerne der er fælles for indgangs- og udgangskredsløbene, er der tre kredsløb til at forbinde transistoren: med en fælles base (CB), en fælles emitter (CE) og en fælles kollektor (CC).

Indgangs- eller kontrolkredsløbet tjener til at styre driften af ​​transistoren. I udgangs- eller kontrollerede kredsløb opnås forstærkede oscillationer. Kilden til forstærkede oscillationer er inkluderet i indgangskredsløbet, og belastningen er forbundet til udgangskredsløbet.

Princippet for drift af en transistor ved hjælp af eksemplet med transistor p-n-p – type inkluderet i et kredsløb med en fælles base (CB).

Eksterne spændinger på to strømforsyninger EE og ETilforbundet til transistoren på en sådan måde, at emitterforbindelsen P1 er forspændt i fremadgående retning, og kollektorforbindelsen P2 er forspændt i den modsatte retning.

Hvis der tilføres omvendt spænding til kollektorforbindelsen, og emitterkredsløbet er åbent, løber der en lille omvendt strøm i kollektorkredsløbetjegco. Det opstår under indflydelse omvendt spænding og skabes af den rettede bevægelse af minoritetsladningsbærere, basishuller og kollektorelektroner gennem kollektorforbindelsen. Omvendt strøm løber gennem kredsløbet: +ETil, base-samler, −ETil.

Når den er tilsluttet emitterkredsløbet DC spænding EE i fremadgående retning falder emitterforbindelsens potentielle barriere. Indsprøjtningen af ​​huller i basen begynder.

Den eksterne spænding påført transistoren viser sig hovedsageligt at blive påført overgangene P1 og P2, fordi de har høj modstand sammenlignet med modstanden i base-, emitter- og kollektorregionerne. Derfor bevæger huller, der sprøjtes ind i basen sig igennem den gennem diffusion. I dette tilfælde rekombinerer hullerne med basens elektroner. Da bærerkoncentrationen i basen er meget lavere end i emitteren, rekombinerer meget få huller. Med en lille bundtykkelse vil næsten alle huller nå kollektorforbindelsen P2. I stedet for de rekombinerede elektroner kommer elektroner fra strømkilden E ind i basenTil. Huller, der rekombinerer med elektroner i basen, skaber en basisstrømjeg B.

Under påvirkning af omvendt spænding ETil,kollektorforbindelsens potentielle barriere øges, og tykkelsen af ​​krydset P2 øges. Huller, der kommer ind i området for kollektorforbindelsen, falder ind i det accelererende felt, der skabes ved krydset af kollektorspændingen og trækkes ind af kollektoren, hvilket skaber en kollektorstrømjegTil. Kollektorstrømmen løber gennem kredsløbet: +ETil, base-samler, -ETil.

Således i b ipolar Der er tre typer strøm, der flyder i en transistor: emitter, kollektor og base.

I ledningen, som er basisterminalen, er emitter- og kollektorstrømmene rettet i modsatte retninger. Basisstrømmen er lig med forskellen mellem emitter- og kollektorstrømmen:jeg B = jeg E - jeg TIL.

Fysiske processer i en transistortypen-R- nforløb på samme måde som processerne i en p-type transistorn-R.

Samlet emitterstrømjegE bestemmes af antallet af hovedladningsbærere, der injiceres af emitteren. Hoveddelen af ​​disse ladningsbærere, der når kollektoren, skaber en kollektorstrømjegTil. En lille del af ladningsbærere, der sprøjtes ind i basen, rekombinerer i basen og skaber en basisstrømjegB. Følgelig vil emitterstrømmen blive opdelt i basis- og kollektorstrømme, dvs.jeg E = jeg B+ jegTil.

Transistorens udgangsstrøm afhænger af indgangsstrømmen. Derfor er en transistor en strømstyret enhed.

Ændringer i emitterstrøm forårsaget af ændringer i emitterforbindelsesspænding overføres fuldstændigt til kollektorkredsløbet, hvilket forårsager en ændring i kollektorstrøm. Og fordi kollektor strømkildespænding ETilbetydeligt mere end emitter Eøh, derefter den strøm, der forbruges i kollektorkredsløbet PTil, vil være væsentlig mere kraft i emitterkredsløbet Pøh. Dette gør det muligt at styre høj effekt i transistorens kollektorkredsløb med lav effekt brugt i emitterkredsløbet, dvs. der er en stigning i magten.

Omskifterkredsløb til bipolære transistorer

Transistoren er inkluderet i kredsløbet, så en af ​​dens terminaler er input, den anden er output, og den tredje er fælles for input og output kredsløb. Afhængigt af hvilken elektrode der er almindelig, er der tre kredsløb til tilslutning af transistorer: OB, OE og OK. Til transistorn-R- ni koblingskredsløb ændres kun polariteten af ​​spændingerne og strømmenes retning. For ethvert transistorkoblingskredsløb skal strømforsyningernes polaritet vælges således, at emitterforbindelsen er tændt i fremadgående retning, og kollektorforbindelsen i modsat retning.

Statiske karakteristika for bipolære transistorer

Transistorens statiske driftstilstand er tilstanden, når der ikke er nogen belastning i udgangskredsløbet.

De statiske karakteristika for transistorer er de grafisk udtrykte afhængigheder af spændingen og strømmen af ​​indgangskredsløbet (indgangsstrøm-spændingskarakteristika) og udgangskredsløbet (udgangsstrøm-spændingskarakteristika). Typen af ​​karakteristika afhænger af metoden til at tænde transistoren.

Karakteristika for en transistor forbundet i henhold til OB-kredsløbet

jeg E = f(U EB) kl U KB = konst(EN).

jeg K = f(U KB) kl jeg E = konst(b).

Statiske karakteristika for en bipolær transistor forbundet i henhold til OB-kredsløbet.Udgangsstrøm-spændingskarakteristika har tre karakteristiske områder: 1 – stærk afhængighedjegTil fra UKB; 2 – svag afhængighedjegTil fra UKB; 3 – sammenbrud af kollektorforbindelsen.Et træk ved karakteristikaene i område 2 er deres lille stigning med stigende spændingU KB.

Karakteristika for en transistor forbundet i henhold til OE-kredsløbet:

Indgangskarakteristikken er afhængigheden:

jeg B = f(U BE) kl U CE = konst(b).

Outputkarakteristikken er afhængigheden:

jeg K = f(U CE) kl jeg B = konst(EN).

Bipolær transistor driftstilstand

Transistoren kan fungere i tre tilstande afhængigt af spændingen ved dens kryds. Når man arbejder i aktiv tilstand ved emitterforbindelsen er spændingen fremad, og ved kollektorforbindelsen er den omvendt.

Afskærings- eller blokeringstilstanden opnås ved at påføre omvendt spænding til begge kryds (både p-n- overgangene er lukket).

Hvis spændingen i begge kryds er direkte (begge p-n- overgange er åbne), så fungerer transistoren i mætningstilstand.I cutoff mode og saturation mode er der næsten ingen kontrol af transistoren. I aktiv tilstand udføres en sådan kontrol mest effektivt, og transistoren kan udføre funktionerne af et aktivt element elektrisk diagram- forstærkning, generation.

bipolær transistor forstærkertrin

Det mest udbredte kredsløb er transistorkoblingskredsløbet med en fælles emitter.Hovedelementerne i kredsløbet er strømforsyningen ETil, styret element - transistorVT og modstand RTil. Disse elementer danner udgangskredsløbet for forstærkertrinnet, hvor der på grund af strømmen af ​​kontrolleret strøm skabes en forstærket vekselspænding ved udgangen af ​​kredsløbet.Andre elementer i kredsløbet spiller en understøttende rolle. Kondensator CRer adskillende. I mangel af denne kondensator i indgangssignalkildekredsløbet, en D.C. fra strømkilde ETil.

Modstand RB, inkluderet i basiskredsløbet, sikrer drift af transistoren i fravær af et indgangssignal. Stilletilstand leveres af den hvilende basisstrømjeg B = E Til/ R B. Brug af en modstandRTiludgangsspænding skabes.RTiludfører funktionen med at skabe en varierende spænding i udgangskredsløbet på grund af strømmen af ​​strøm, der styres gennem basiskredsløbet.

For forstærkertrinets kollektorkredsløb kan vi skrive følgende ligning for elektrisk tilstand:

E Til= Uke+ jegTilRTil,

summen af ​​spændingsfaldet over modstandenRk og kollektor-emitter spændingUketransistor er altid lig med en konstant værdi - emk af strømkilden ETil.

Forstærkningsprocessen er baseret på energiomdannelsen af ​​en konstant spændingskilde ETiltil energi AC spænding i udgangskredsløbet ved at ændre modstanden af ​​det kontrollerede element (transistor) i henhold til loven specificeret af indgangssignalet.