Een type halfgeleiderinrichting met drie elektroden is bipolaire transistors. De schakelcircuits zijn afhankelijk van hun geleidbaarheid (gat of elektronisch) en de functies die ze uitvoeren.
Transistors zijn onderverdeeld in groepen:
De buitenste en binnenste lagen van de transistor zijn verbonden met de elektroden, respectievelijk de emitter, collector en basis genoemd.
Emitter en verzamelaar verschillen niet van elkaarsoorten geleidbaarheid, maar de mate van doping met onzuiverheden in de laatste is veel lager. Dit zorgt voor een verhoging van de toegestane uitgangsspanning.
De basis, de middelste laag, heeft een groteweerstand, omdat het is gemaakt van licht gedoteerde halfgeleider. Het heeft een aanzienlijk contactoppervlak met de collector, wat de verwijdering van warmte die wordt gegenereerd als gevolg van de omgekeerde voorspanning van de overgang verbetert, en ook de doorgang van minderheidsdragers - elektronen, vergemakkelijkt. Ondanks dat de overgangslagen op hetzelfde principe zijn gebaseerd, is de transistor een ongebalanceerd apparaat. Bij het veranderen van de plaatsen van de extreme lagen met dezelfde geleidbaarheid, is het onmogelijk om vergelijkbare parameters van een halfgeleiderapparaat te verkrijgen.
Schakelcircuits voor bipolaire transistors zijn in staathoud het in twee staten: het kan open of gesloten zijn. In actieve modus, wanneer de transistor is ingeschakeld, wordt de emittervoorspanning van de junctie in voorwaartse richting uitgevoerd. Om dit duidelijk te overwegen, bijvoorbeeld op een halfgeleidertriode van het n-p-n-type, moet er spanning op worden aangebracht vanuit bronnen, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
De grens bij de tweede collectorovergang isgesloten en er mag geen stroom doorheen stromen. Maar in de praktijk gebeurt het tegenovergestelde door de nabijheid van de overgangen tot elkaar en hun onderlinge invloed. Omdat de "min" van de batterij is verbonden met de emitter, kunnen elektronen door de open verbinding de basiszone binnengaan, waar ze gedeeltelijk opnieuw combineren met gaten - de belangrijkste dragers. Basisstroom Ib... Hoe sterker het is, hoe groter de uitgangsstroom. Versterkers op bipolaire transistors werken volgens dit principe.
Alleen diffusie vindt plaats via de basis.beweging van elektronen, omdat er geen actie is van een elektrisch veld. Vanwege de onbeduidende laagdikte (micron) en de grote waarde van de concentratiegradiënt van negatief geladen deeltjes vallen ze bijna allemaal in het collectorgebied, hoewel de basisweerstand vrij hoog is. Daar worden ze aangetrokken door het elektrische overgangsveld, dat hun actieve overdracht bevordert. De collector- en emitterstromen zijn praktisch gelijk aan elkaar, als we het onbeduidende verlies van ladingen als gevolg van recombinatie in de basis negeren: Ie = Enb + Ennaar.
De bedieningsmodi verschillen afhankelijk van dehoe het circuit is samengesteld. Het signaal moet voor elk geval op twee punten worden aangebracht en verwijderd, en er zijn slechts drie terminals beschikbaar. Hieruit volgt dat één elektrode tegelijkertijd tot de invoer en uitvoer behoort. Dit zet alle bipolaire transistors aan. Inclusieschema's: OB, OE en OK.
Schema voor het inschakelen van een bipolaire transistor met een gemeenschappelijke collector: het signaal gaat naar de weerstand RL, die ook is opgenomen in het collectorcircuit. Deze verbinding wordt een gemeenschappelijk collectorcircuit genoemd.
Deze optie creëert alleen huidige winst. Het voordeel van de emittervolger is het creëren van een grote ingangsweerstand (10-500 kOhm), waardoor het gemakkelijk is om de fasen op elkaar af te stemmen.
Schema voor het inschakelen van een bipolaire transistor met een gemeenschappelijke basis: het ingangssignaal komt door C1en nadat de versterking is verwijderd in het uitgangscollectorcircuit, waar de basiselektrode gebruikelijk is. In dit geval wordt een spanningsversterking gecreëerd die vergelijkbaar is met het werken met een OE.
Nadeel is de lage weerstand van de ingang (30-100 Ohm) en het circuit met OB wordt gebruikt als oscillator.
In veel gevallen waar bipolaire transistors worden gebruikt, worden schakelcircuits voornamelijk gemaakt met een gemeenschappelijke emitter. De voedingsspanning wordt geleverd via de optrekweerstand RL, en de negatieve pool van de externe voeding is aangesloten op de emitter.
Het wisselsignaal van de ingang gaat naar de emitter en de basiselektroden (Vinstituut), en in het collectorcircuit wordt het groter in waarde (VCHE). Hoofdcircuitelementen: transistor, weerstand RL en een extern gevoed versterkeruitgangscircuit. Extra: condensator C1, die de doorgang van gelijkstroom in het circuit van het geleverde ingangssignaal en weerstand R voorkomt1waardoor de transistor opent.
In het collectorcircuit is de spanning aan de uitgang van de transistor en over de weerstand RL samen gelijk aan de waarde van de EMF: VCC = EnCPL + BCHE.
Dus een klein signaal Vinstituut aan de ingang, de wet van verandering van constantevoedingsspanning naar wisselspanning aan de uitgang van de gestuurde transistoromvormer. Het circuit zorgt voor een toename van de ingangsstroom 20-100 keer en de spanning - 10-200 keer. Dienovereenkomstig wordt ook het vermogen vergroot.
Nadeel van het circuit: lage ingangsweerstand (500-1000 ohm). Om deze reden zijn er problemen bij de vorming van versterkingstrappen. De uitgangsimpedantie is 2-20 kΩ.
De onderstaande diagrammen laten zien hoebipolaire transistor. Als er geen aanvullende maatregelen worden genomen, zullen externe invloeden zoals oververhitting en signaalfrequentie hun prestaties sterk beïnvloeden. Ook zorgt emitter-aarding voor harmonische vervorming aan de uitgang. Om de betrouwbaarheid van de werking te vergroten, zijn terugkoppelingen, filters, enz. In het circuit aangesloten In dit geval neemt de versterking af, maar wordt het apparaat efficiënter.
De functie van de transistor wordt beïnvloed door de waarde van de aangesloten spanning. Alle werkingsmodi kunnen worden weergegeven als de eerder gepresenteerde schakeling voor het inschakelen van een bipolaire transistor met een gemeenschappelijke emitter wordt toegepast.
Deze modus wordt gecreëerd wanneer de spanningswaarde VWORDEN neemt af tot 0,7 V. In dit geval sluit de emitterovergang en is er geen collectorstroom, omdat er geen vrije elektronen in de basis zijn. De transistor is dus vergrendeld.
Als er voldoende spanning op de basis staat,om de transistor te openen, verschijnt een kleine ingangsstroom en een verhoogde output, afhankelijk van de grootte van de versterking. Dan werkt de transistor als een versterker.
Режим отличается от активного тем, что транзистор opent volledig en de collectorstroom bereikt de maximaal mogelijke waarde. De toename kan alleen worden bereikt door de toegepaste EMF of belasting in het uitgangscircuit te wijzigen. Wanneer de basisstroom verandert, verandert de collectorstroom niet. De saturatiemodus wordt gekenmerkt door het feit dat de transistor extreem open is, en hier dient hij als schakelaar in de aan-toestand. Circuits voor het inschakelen van bipolaire transistors bij het combineren van cutoff- en saturation-modi maken het mogelijk om met hun hulp elektronische sleutels te maken.
Alle bedieningsmodi zijn afhankelijk van de aard van de uitvoerkarakteristieken die in de grafiek worden weergegeven.
Ze kunnen duidelijk worden gedemonstreerd als een schakeling voor het inschakelen van een bipolaire transistor met een OE is samengesteld.
Als we op de assen van ordinaten en abscissen de segmenten uitstellen die overeenkomen met de maximaal mogelijke collectorstroom en de waarde van de voedingsspanning VCC, en vervolgens hun uiteinden met elkaar verbinden, krijg je een laadlijn (rood). Het wordt beschreven door de uitdrukking: IC = (BCC - BINNENCHE) / RC... Uit de figuur volgt dat het werkpunt dat de collectorstroom bepaalt IC en spanning VCHE, verschuift langs de belastingslijn van onder naar boven met toenemende basisstroom Ide.
Zone tussen V-asCHE en het eerste uitgangskarakteristiek (gearceerd), waarbij Ide = 0, kenmerkt de afsnijmodus. In dit geval is de tegenstroom IC is verwaarloosbaar, en de transistor is gesloten.
Het bovenste kenmerk op punt A snijdt de directe belasting, waarna met een verdere toename van Ide de collectorstroom verandert niet meer. De verzadigingszone in de grafiek is het gearceerde gebied tussen de I-asC en de coolste eigenschap.
De transistor werkt met variabele of constante signalen die het ingangscircuit binnenkomen.
Bipolaire transistor: schakelcircuits, versterker
De transistor dient voor het grootste deel alsversterker. Een wisselsignaal aan de ingang leidt tot een verandering van de uitgangsstroom. Hier kunt u schema's met OK of met OE toepassen. Het signaal vereist een belasting in het uitgangscircuit. Gewoonlijk wordt een weerstand gebruikt die in het uitgangscollectorcircuit is geïnstalleerd. Als u deze correct kiest, zal de uitgangsspanning veel hoger zijn dan de ingang.
De werking van de versterker is duidelijk zichtbaar op de timingdiagrammen.
Wanneer gepulseerde signalen worden omgezet, blijft de modus hetzelfde als voor sinusvormige signalen. De kwaliteit van de transformatie van hun harmonische componenten wordt bepaald door de frequentiekarakteristieken van de transistors.
Schakelmodus
Transistorschakelaars zijn ontworpen voorcontactloos schakelen van verbindingen in elektrische circuits. Het principe is een stapsgewijze verandering van de weerstand van de transistor. Het bipolaire type is redelijk geschikt voor de belangrijkste apparaatvereisten.
Halfgeleiderelementen worden gebruikt in schakelingenomzetten van elektrische signalen. Universele mogelijkheden en een grote classificatie maken een wijdverbreid gebruik van bipolaire transistors mogelijk. Aansluitschema's bepalen hun functies en bedrijfsmodi. Veel hangt ook af van de kenmerken.
Basisschakelingen voor het inschakelen van bipolaire transistoren versterken, genereren en converteren ingangssignalen en schakelen ook elektrische circuits.
