Jedna vrsta troelektronskih poluvodičkih uređaja su bipolarni tranzistori. Prekidački krugovi ovise o njihovoj vodljivosti (rupnom ili elektroničkom) i funkcijama koje obavljaju.
Tranzistori se dijele u skupine:
Vanjski i unutarnji sloj tranzistora povezani su s olovnim elektrodama koje nazivamo emitirom, sakupljačem i bazom.
Emiter i sakupljač ne razlikuju se jedan od drugogvrste vodljivosti, ali stupanj dopinga s nečistoćama u potonjem je mnogo niži. Na taj se način povećava dopušteni izlazni napon.
Baza, koja je srednji sloj, ima velikuotpor, jer je izrađen od lagano dopiranog poluvodiča. Ima značajno kontaktno područje s kolektorom, što poboljšava uklanjanje topline stvorene zbog obrnute pristranosti prijelaza, a također olakšava prolazak manjinskih nosača - elektrona. Unatoč činjenici da se prijelazni slojevi temelje na istom principu, tranzistor je neuravnotežen uređaj. Pri promjeni mjesta ekstremnih slojeva s istom vodljivošću nemoguće je dobiti slične parametre poluvodičkog uređaja.
Bipolarni tranzistorski sklopni krugovi su sposobni zadržite ga u dva stanja: može biti otvoren ili zatvoren. U aktivnom načinu rada, kada je tranzistor uključen, odstupanje spoja emitora vrši se u smjeru naprijed. Da bi se to jasno razmotrilo, na primjer, na poluvodičkoj triodi n-p-n tipa, na njega treba primijeniti napon iz izvora, kao što je prikazano na donjoj slici.
Granica na drugom spoju kolektora jezatvoreno, a kroz njega ne smije teći struja. Ali u praksi se događa suprotno zbog blizine prijelaza jedni drugima i njihovog međusobnog utjecaja. Budući da je "minus" baterije povezan s emitorom, otvoreni spoj omogućuje elektronima ulazak u osnovnu zonu, gdje se djelomično rekombiniraju s rupama - glavnim nosačima. Osnovna struja Ib... Što je jača, to je proporcionalno veća izlazna struja. Pojačala na bazi bipolarnih tranzistora rade na ovom principu.
Kroz bazu se događa samo difuzija.kretanje elektrona, jer nema djelovanja električnog polja. Zbog neznatne debljine sloja (mikrona) i velike vrijednosti gradijenta koncentracije negativno nabijenih čestica, gotovo sve one padaju u područje kolektora, iako je osnovni otpor prilično velik. Tamo ih uvlači prijelazno električno polje, što pospješuje njihov aktivni prijenos. Struje kolektora i emitora praktički su jednake jedna drugoj ako zanemarimo neznatan gubitak naboja uzrokovan rekombinacijom u bazi:uh = Ib + Iu.
Načini rada razlikuju se ovisno okako je sklop sklop. Signal se mora primijeniti i ukloniti u dvije točke za svaki slučaj, a na raspolaganju su samo tri terminala. Iz toga slijedi da jedna elektroda mora istovremeno pripadati ulazu i izlazu. Ovo uključuje sve bipolarne tranzistore. Sheme uključivanja: OB, OE i OK.
Shema za uključivanje bipolarnog tranzistora sa zajedničkim kolektorom: signal se dovodi na otpor RL, koji je također uključen u kolektorski krug. Ta se veza naziva zajedničkim kolektorskim krugom.
Ova opcija stvara samo trenutni dobitak. Prednost sljednika emitera je stvaranje velikog ulaznog otpora (10-500 kOhm), što omogućava ugodno podudaranje stupnjeva.
Shema za uključivanje bipolarnog tranzistora sa zajedničkom bazom: ulazni signal dolazi kroz C1, a nakon pojačanja ukloni se u krugu izlaznog kolektora, gdje je osnovna elektroda uobičajena. U ovom slučaju stvara se pojačanje napona slično radu s OE-om.
Nedostatak je mali otpor ulaza (30-100 Ohm), a krug s OB koristi se kao oscilator.
U mnogim se slučajevima, kada se koriste bipolarni tranzistori, sklopni krugovi uglavnom izrađuju sa zajedničkim emitorom. Opskrbni napon napaja se preko pull-up otpora RL, a negativni pol vanjskog napajanja spojen je na emiter.
Naizmjenični signal s ulaza ide na emiter i osnovne elektrode (Vinstitut), a u krugu kolektora postaje veće vrijednosti (VCE). Osnovni elementi sklopa: tranzistor, otpor RL i izlazni krug pojačala s vanjskim napajanjem. Pomoćni: kondenzator C1, koji sprečava prolazak istosmjerne struje u krug primijenjenog ulaznog signala i otpornika R1kroz koji se otvara tranzistor.
U kolektorskom krugu napon na izlazu tranzistora i na otporu RL zajedno su jednaki vrijednosti EMF: VCC = ICPL + VCE.
Dakle, mali signal Vinstitut na ulazu, zakon varijacije konstanteopskrbni napon izmjeničnom na izlazu kontroliranog tranzistorskog pretvarača. Sklop osigurava povećanje ulazne struje 20-100 puta, a napon - 10-200 puta. Sukladno tome, snaga se također povećava.
Nedostatak kruga: nizak ulazni otpor (500-1000 ohma). Iz tog razloga postoje problemi u formiranju stupnjeva pojačanja. Izlazna impedancija je 2-20 kOhm.
Dijagrami u nastavku pokazuju kakobipolarni tranzistor. Ako ne poduzmete dodatne mjere, vanjski utjecaji poput pregrijavanja i frekvencije signala uvelike će utjecati na njihovu izvedbu. Također, uzemljenje emitera stvara harmonijska izobličenja na izlazu. Da bi se povećala pouzdanost rada, u krug se spajaju povratne informacije, filtri itd. U tom se slučaju pojačanje smanjuje, ali uređaj postaje učinkovitiji.
Na funkciju tranzistora utječe vrijednost priključenog napona. Svi se načini rada mogu prikazati ako se koristi prethodno predstavljeni krug za uključivanje bipolarnog tranzistora sa zajedničkim emitorom.
Ovaj se način stvara kada je vrijednost napona VBITI smanjuje se na 0,7 V. U tom se slučaju emiterski spoj zatvara i nema kolektorske struje, jer u bazi nema slobodnih elektrona. Dakle, tranzistor je zaključan.
Ako se na bazu primijeni dovoljan napon,za otvaranje tranzistora pojavljuje se mala ulazna struja i povećani izlaz, ovisno o veličini pojačanja. Tada će tranzistor djelovati kao pojačalo.
Način se razlikuje od aktivnog načina rada po tome što je tranzistorpotpuno se otvori i struja kolektora dosegne najveću moguću vrijednost. Njegovo povećanje može se postići samo promjenom primijenjenog EMF-a ili opterećenja u izlaznom krugu. Kada se promijeni osnovna struja, kolektorska struja se ne mijenja. Način zasićenja karakterizira činjenica da je tranzistor izuzetno otvoren i ovdje služi kao prekidač u uključenom stanju. Sklopovi za uključivanje bipolarnih tranzistora pri kombiniranju načina isključivanja i zasićenja omogućuju stvaranje elektroničkih ključeva uz njihovu pomoć.
Svi načini rada ovise o prirodi izlaznih karakteristika prikazanih na grafikonu.
Oni se mogu jasno pokazati ako se sklopi sklop za uključivanje bipolarnog tranzistora s OE-om.
Ako na osi ordinata i apscisa odgodimo segmente koji odgovaraju maksimalno mogućoj struji kolektora i vrijednosti napona napajanja VCC, a zatim spojite njihove krajeve jedan s drugim, dobit ćete liniju tereta (crvena). Opisana je izrazom: IC = (VCC - VCE) / RC... Iz slike proizlazi da je radna točka koja određuje kolektorsku struju IC a napon VCE, pomaknut će se duž linije tereta odozdo prema gore s porastom osnovne struje IU.
Zona između V osiCE i prva izlazna karakteristika (zasjenjena), gdje IU = 0, karakterizira granični način. U ovom slučaju, obrnuta struja IC zanemarivo, a tranzistor je zatvoren.
Najgornja karakteristika u točki A siječe se s izravnim opterećenjem, nakon čega se daljnjim povećanjem IU struja kolektora se više ne mijenja. Zona zasićenja na grafikonu je zasjenjeno područje između I osiC i najhladnija karakteristika.
Tranzistor radi s promjenjivim ili stalnim signalima koji ulaze u ulazni krug.
Bipolarni tranzistor: sklopni krugovi, pojačalo
Tranzistor uglavnom služi kaopojačalo. Izmjenični signal na ulazu dovodi do promjene njegove izlazne struje. Ovdje možete primijeniti sheme s OK ili OE. Signal zahtijeva opterećenje u izlaznom krugu. Obično se koristi otpornik instaliran u krugu izlaznog kolektora. Ako je pravilno odabran, izlazni napon bit će znatno veći od ulaznog napona.
Rad pojačala je jasno vidljiv na vremenskim dijagramima.
Kada se impulsni signali pretvore, način rada ostaje isti kao i za sinusoidne. Kvaliteta pretvorbe njihovih harmonskih komponenata određena je frekvencijskim karakteristikama tranzistora.
Prekidački način rada
Tranzistorski prekidači su dizajnirani zabeskontaktno prebacivanje spojeva u električnim krugovima. Princip je postupna promjena otpora tranzistora. Bipolarni tip je sasvim prikladan za ključne zahtjeve uređaja.
Poluvodički se elementi koriste u krugovimapretvaranje električnih signala. Univerzalne mogućnosti i velika klasifikacija omogućuju široku upotrebu bipolarnih tranzistora. Dijagrami povezivanja određuju njihove funkcije i načine rada. Mnogo ovisi i o karakteristikama.
Osnovni krugovi za uključivanje bipolarnih tranzistora pojačavaju, generiraju i pretvaraju ulazne signale, a također uključuju električne krugove.
