Bipolárneho tranzistoru: spínacie obvody. Spínacie obvod bipolárneho tranzistoru so spoločným emitorom

Jeden z tromi elektródami polovodičových zariadení sú bipolárne tranzistory. obvodu je závislá na tom, či majú vodivosť (otvor alebo elektrón) a funkcie.

klasifikácia

Tranzistory sú rozdelené do skupín:

1. Podľa materiálov: najčastejšie používaných arzenid kremík.
2. Ako frekvencia signálu: nízka (do 3 MHz), stredná (až 30 MHz), vysoká (až 300 MHz), s vysokým (nad 300 MHz).
3. Pre maximálny stratový výkon: až 0,3 W až 3 W, viac než 3W.
4. Podľa typu zariadenia: tri spojené s polovodičovou vrstvou striedavo mení priame a inverzné metódy nečistôt vedenia.

Ako sa tranzistory?

Vonkajšie a vnútorné vrstvy z tranzistora sú spojené s olovených elektród, respektíve nazýva emitor, kolektor a báze.

Vysielač a kolektor sa nelíši od seba typov vodivosti, ale stupeň doping nečistoty druhý je oveľa nižšia. Tým je zaistené zvýšenie prípustného výstupného napätia.

Báza, ktorá je stredná vrstva má vysokú odolnosť, ako z polovodiče so slabým dotovaním. To má veľkú kontaktnú plochu s kolektorom, čo zlepšuje odvádzanie tepla generované v dôsledku predpätia v závernom smere prechodu, a uľahčuje priechod minoritných nosičov - elektróny. Napriek tomu, že prechodové vrstvy sú založené na rovnakom princípe, tranzistor je asymetrický zariadenie. Zmenou umiestni krajné vrstvy rovnakej vodivosti nemôže prijať zodpovedajúce parametre polovodičových súčiastok.

Schémy bipolárnych tranzistorov sú schopní ju udržať v dvoch stavoch: to môže byť otvorený alebo uzavretý. V aktívnom režime, kedy je tranzistor otvorený žiarič posunutie prechodu z v doprednom smere. Pre ilustráciu do úvahy, napríklad tranzistor NPN, malo by byť napájaný zo zdroja, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Hranice druhého uzla kolektora, keď je tento uzavretý a prúd pretekať by nemalo. Ale v praxi, naopak dochádza z dôvodu tesnej umiestnenia prechodov pre seba a ich vzájomné ovplyvňovanie. Vzhľadom k tomu, emitor je pripojený k "mínus" batérie otvoreného prechodu umožňuje elektróny prúdiť do základného pásma, kde sú čiastočná rekombinácie s otvormi - hlavná nosiča. Tvoril základný prúd I _b. Čím silnejší je, tým úmerne väčší výstupný prúd. Na tomto princípe práce zosilňovačov s využitím bipolárne tranzistory.

Po základne je len difúzna transport elektrónov, pretože tam nie je žiadna akcia elektrického poľa. Vzhľadom k miernej hrúbky vrstvy (mikrónov) a veľké veľkosti z koncentračného gradientu záporne nabitých častíc, takmer všetky patria do oblasti kolektora, aj keď je základná odpor je dostatočne veľký. Tam sa pohybujú čerpá elektrické pole, podporovať ich aktívny transport. Medzi kolektorom a emitorom prúdy sú v podstate rovnaké, ak nie zanedbateľná strata náboja spôsobené rekombináciou v základni: I _e = I _b + I _k.

parametre tranzistorov

1. Zisk faktory pre napätie U _eq / U _BE a prúd: β = I _a / I _b (skutočná hodnota). Typicky, koeficient β nepresahuje 300, ale môže dosiahnuť hodnotu 800 a vyššie.
2. Vstupná impedancia.
3. Frekvenčná odozva - tranzistora výkon až s vopred určenou frekvenciou, nad ktorou prechodné javy sa nemá čas na zmeny použitého signálu.

Bipolárneho tranzistoru: spínacie obvody, prevádzkové režimy

Prevádzkové režimy sa líši v závislosti na tom, ako je obvod zostavený. Signál musí byť aplikovaný a odstránený v dvoch bodoch, pre každý prípad, ale sú iba tri kolíky. Z toho vyplýva, že jedna elektróda musí obaja patria k vstupu a výstupu. Takže obsahovať žiadne bipolárnych tranzistorov. okruhu: ON, OE a OK.

1. Jazda s OK

Spínacie obvod bipolárneho tranzistoru so spoločným kolektorom: signál je privádzaný s odporom R _L, ktorý je tiež obsiahnutý v primárnom okruhu. Takéto spojenie je označovaný ako common-zberača.

Táto možnosť vytvorí iba bežný zisk. Výhodou emitorový sledovač je poskytnúť veľkú vstupnú impedanciu (10-500 ohmov), ktorý umožňuje pohodlné súradníc kaskády.

2. Jazda s ON

Spínacie obvod bipolárneho tranzistoru v spoločného základu: vstupný signál cez C ₁ a po zosilnení sa odstráni vo výstupe obvode kolektora, kde báza je elektróda spoločnú. V tomto prípade je zosilnenie napätia je podobná práci s riadiacim orgánom.

Nevýhodou je malý vstupný impedancia (30-100 ohmov), a obvod s slúži ako oscilátor.

3. Schéma MA

V mnohých prevedeniach, keď sa používajú bipolárne tranzistory, spínacie obvody väčšinou vyrobené so spoločným emitorom. Napájacie napätie sa privádza cez odpor záťaže _RL, a emitor pripojený k zápornému pólu vonkajšieho zdroja napájania.

AC signál zo vstupného terminálu zadá vysielačom a základné elektródy (V _oblasti), a to sa stáva väčší čo do veľkosti (V _CE) v primárnom okruhu. Základné obvodové prvky: a tranzistor, odpor R _L a výstupu zosilňovača obvodu s externým zdrojom napájania. Pomocný: kondenzátor _C1, ktorý zabraňuje priechodu jednosmerného prúdu v prívodnom obvode vstupného signálu, a odpor R _1, cez ktorý sa otvorí tranzistor.

Kolektor napätie tranzistora obvodu a výstup z odporu R _L spolu rovnako veľké _{EMF: V CC = I C R L} + V CE.

Tak, V _v malom signálu na vstupe je daný zmenou jednosmernej energie na výstupnej striedavé meniča tranzistora riadeného. Tento režim umožňuje zvýšenie vstupného prúdu 20-100 krát a napätia - v 10-200 krát. V súlade s tým sa tiež zvyšuje výkon.

Nedostatok schéma: malý vstupný odpor (ohm 500-1000). Z tohto dôvodu existujú problémy v tvorbe amplifikačních stupňov. Výstupný odpor 2-20 ohmov.

Tieto grafy ukazujú, ako bipolárneho tranzistora. Ak nechcete prijať ďalšie opatrenia na ich výkon bude značne ovplyvnená vonkajšími vplyvmi, ako je prehriatie a signálu frekvencie. Tiež emitor uzemnenie vytvorí harmonické skreslenie na výstupe. Za účelom zlepšenia spoľahlivosti, obvod je pripojený spätnej väzby, filtre, a tak ďalej. N. V tomto prípade je zisk sa zníži, ale zariadenie sa stáva efektívnejšie.

režimy prevádzky

Funkcia tranzistor ovplyvňuje hodnotu pripojeného napätia. Všetky režimy môžu byť zobrazené, ak sa použije obvod bipolárneho tranzistoru poskytované skôr so spoločným emitorom.

1. Režim cut-off

Tento režim je vytvorený, keď V _BE napätie klesne na 0,7 V. V tomto prípade je emitor je uzavretý a zberač prúdu chýba, pretože bez voľných elektrónov v základni. To znamená, že tranzistor bloky.

2. Active Mode

Ak je napätie na základni, ktorá je dostatočná na otvorenie tranzistora, je malý vstupný prúd a zvýšený výkon, v závislosti na veľkosti zisku. Potom tranzistor bude pracovať ako zosilňovač.

Režim 3. nasýtenia

To sa líši od aktívneho režimu tak, že tranzistor je plne otvorené, a kolektorový prúd dosiahne maximálnu možnú hodnotu. Jeho zvýšenie môže byť dosiahnuté iba zmenou aplikovanej elektromotorické sily alebo zaťaženia na výstupnom obvode. Pri zmene prúdu bázy kolektor sa nezmení. nasýtenia režim vyznačujúci sa tým, že tranzistor je veľmi otvorený, a tu slúži ako je zapnutý. Schéma zapojenia bipolárnych tranzistorov tým, že kombinuje cut-off a sýtosť režimy umožňujú vytvárať s ich elektronických kľúčov.

Všetky prevádzkové režimy sú závislé na povahe výstupných charakteristík uvedených v grafe.

Môžu preukázať, v prípade, že je zostavený schéma zapojenia bipolárneho tranzistoru s OE.

Ak dáte na zvislej osi a vodorovné segmenty predstavujú maximálny kolektorový prúd a množstvo napájacieho napätia _{Vcc a} spojenie koncov k sebe, sa zaťaženie linky (červená). Je popísaná _{výrazom: I C = (Vcc -} V CE) / R C. Z obrázku vyplýva, že pracovný bod, ktorý určuje kolektorový prúd I _C a napätie V _CE, sa posunie pozdĺž vodoryska od zdola nahor so zvyšujúcou sa základné prúd I _B.

Oblasť V _CE medzi osou a prvé výstupné charakteristiky (tieňované), kde I = _B 0 charakterizuje režimu medzná. V tomto obrátenom nastavený prúd l _c je zanedbateľný a tranzistor je uzavretý.

Najhornejšia charakteristika v bode A pretína zaťaženie čiary, po ktorej sa ďalšiemu _zvýšeniu kolektorového _prúdu I sa nezmenil. Sýtosť oblasť v grafe je tieňovaná oblasť medzi osou I _C a najstrmšou charakteristiku.

Ako funguje tranzistor v rôznych režimoch?

Tranzistor pracuje s variabilnou alebo konštantnou signálov privádzaných do vstupného obvodu.

Bipolárneho tranzistoru: spínacích obvodov, napájanie

Väčšinou tranzistor slúži ako zosilňovač. Vstupný striedavý signál spôsobí zmenu jeho výstupného prúdu. Môžete použiť režim s OK alebo MA. Vo výstupnom obvodom pre signál požadované zaťaženie. Zvyčajne používajú odpor namontovaný vo výstupnom kolektore obvode. Ak je správne zvolená hodnota výstupného napätia je výrazne vyššia ako na vstupe.

zosilňovač pracovať dobre znázornené na časovej diagramy.

Ak je prevedené tepovej frekvencie, režim je rovnaký ako pre sínusový. Kvalita ich preložením harmonických zložiek stanovenej frekvenčnej charakteristiky tranzistorov.

Práca v režime prepínania

Tranzistorové spínače sú určené pre bezkontaktné spínanie spojov v elektrických obvodoch. Princíp je stupňovitá zmena odporu tranzistora. Bipolárna typ je vhodný pre požiadavky kľúčového zariadenia.

záver

Polovodičové prvky používané v obvodoch pre prevádzanie elektrických signálov. Všestranný a veľká klasifikácia umožňujú široké použitie bipolárnych tranzistorov. spínacie obvody zistiť ich funkcie a prevádzkové režimy. Veľa záleží na vlastnostiach.

Hlavný obvod spínacie tranzistory zosilňovať, konvertovať a vytvárať vstupné signály, a prepínať okruhy.