Abbiamo imparato come funziona il transistor, in in termini generali considerate tecnologie di produzione germanio E silicio transistor e ho capito come sono contrassegnati.

Oggi condurremo diversi esperimenti e ci assicureremo che il transistor bipolare sia davvero costituito da due diodi collegati schiena contro schiena, e che il transistor sia amplificatore di segnale.

Abbiamo bisogno di un transistor al germanio a bassa potenza strutture p-n-p della serie MP39 - MP42, una lampada ad incandescenza con una tensione nominale di 2,5 Volt e una fonte di alimentazione di 4 - 5 Volt. In generale, per i radioamatori principianti, consiglio di assemblarne uno piccolo regolabile con il quale alimenterai i tuoi progetti.

1. Il transistor è costituito da due diodi.

Per verificarlo montiamo un piccolo circuito: la base del transistor VT1 collegare al meno della fonte di alimentazione e l'uscita del collettore con una delle uscite della lampada a incandescenza EL. Ora, se il secondo terminale della lampada è collegato al positivo della fonte di alimentazione, la lampada si accenderà.

La lampadina si è accesa perché abbiamo applicato alla giunzione del collettore del transistor diretto- tensione diretta, che ha aperto la giunzione del collettore e l'ha attraversata corrente continua collettore Ik. L'entità di questa corrente dipende dalla resistenza filamento lampade e resistenza interna fonte di potere.

E ora consideriamo lo stesso circuito, ma rappresenteremo il transistor sotto forma di una piastra semiconduttrice.

Principali portatori di carica nella base elettroni, superando la giunzione p-n, cadono nella regione del foro collettore e diventare irrilevante. Divenuti minori, gli elettroni di base vengono assorbiti dai portatori maggioritari nella regione di fori del collettore buchi. Allo stesso modo, le lacune dalla regione del collettore, cadendo nella regione elettronica della base, diventano minori e vengono assorbite dai portatori di carica maggioritari nella base. elettroni.

Il pin di base collegato al polo negativo dell'alimentatore lo farà atto numero quasi illimitato elettroni, reintegrando il decadimento degli elettroni dalla regione di base. E il contatto del collettore, collegato al polo positivo della fonte di alimentazione attraverso il filamento della lampada, è in grado di farlo accettare lo stesso numero di elettroni, grazie al quale verrà ripristinata la concentrazione di lacune nella regione basi.

Quindi la conducibilità giunzione p-n diventerà grande e la resistenza attuale sarà piccola, il che significa che la corrente del collettore scorrerà attraverso la giunzione del collettore Ik. E poi Di più questa corrente sarà più luminoso la lampada sarà accesa.

La lampadina brucerà anche se è inclusa nel circuito di giunzione dell'emettitore. La figura seguente mostra esattamente questa versione dello schema.

E ora cambieremo leggermente il circuito e la base del transistor VT1 connettersi a più fonte di potere. In questo caso, la lampada non brucerà, poiché abbiamo incluso la giunzione p-n del transistor inversione direzione. E questo significa che resistenza p-n la transizione è diventata Grande e attraverso di essa scorre solo un piccolissimo corrente inversa collettore Ikbo incapace di filamento della lampada a incandescenza EL. Nella maggior parte dei casi, questa corrente non supera alcuni microampere.

E per verificarlo finalmente, consideriamo nuovamente un circuito con un transistor raffigurato come una piastra semiconduttrice.

Elettroni situati nella regione basi, passerà a più fonte di energia, allontanandosi dalla giunzione p-n. buchi nella zona collettore, si allontanerà anche dalla giunzione p-n, spostandosi a negativo polo di alimentazione. Di conseguenza, il confine delle regioni è, per così dire, si espanderà, che si traduce nella formazione di una zona impoverita di lacune ed elettroni, che fornirà una grande resistenza alla corrente.

Ma poiché in ciascuna delle aree della base e del collettore ci sono minore portatori di carica, quindi piccoli scambio si verificheranno ancora elettroni e lacune tra le regioni. Pertanto, una corrente molte volte inferiore alla corrente continua scorrerà attraverso la giunzione del collettore e questa corrente non sarà sufficiente per accendere il filamento della lampada.

2. Funzionamento del transistor in modalità di commutazione.

Facciamo un altro esperimento che mostri una delle modalità di funzionamento del transistor.
Tra il collettore e l'emettitore del transistor, accendiamo una fonte di alimentazione collegata in serie e la stessa lampada a incandescenza. Colleghiamo il più della fonte di alimentazione all'emettitore e il meno attraverso il filamento della lampada al collettore. La lampada non si accende. Perché?

Tutto è molto semplice: se applichi una tensione di alimentazione tra l'emettitore e il collettore, allora per qualsiasi polarità una delle transizioni sarà nella direzione in avanti e l'altra nella direzione opposta e interferirà con il passaggio della corrente. Questo non è difficile da vedere se guardi la figura seguente.

La figura mostra che la giunzione base-emettitore dell'emettitore è inclusa diretto direzione ed è aperto e pronto ad accettare un numero illimitato di elettroni. La giunzione collettore base-collettore, invece, è compresa nel inversione direzione e impedisce il passaggio di elettroni alla base.

Quindi ne consegue che i portatori di carica maggioritari nella regione di emissione buchi, respinti dal plus della fonte di energia, si precipitano nella regione di base e lì si assorbono reciprocamente (ricombinano) con i principali portatori di carica nella base elettroni. Al momento della saturazione, quando non ci sono più portatori di carica liberi su entrambi i lati, il loro movimento si fermerà, il che significa che la corrente smette di fluire. Perché? Perché dal lato del collezionista non ci sarà trucco elettroni.

Si scopre che i principali portatori di carica nel collettore buchi attratti dal polo negativo della fonte di alimentazione, e alcuni di essi vengono reciprocamente assorbiti elettroni proveniente dal lato negativo dell'alimentatore. E al momento della saturazione, quando non c'è più da entrambe le parti gratuito portatori di carica, lacune, a causa della loro predominanza nella regione del collettore, bloccheranno l'ulteriore passaggio di elettroni alla base.

Si forma così una zona priva di lacune ed elettroni tra il collettore e la base, che offrirà una grande resistenza alla corrente.

Certo, grazie campo magnetico e gli effetti termici, scorrerà ancora una piccola corrente, ma la forza di questa corrente è così piccola che non è in grado di riscaldare il filamento della lampada.

Ora aggiungi al diagramma ponticello di filo e chiuderemo la base con l'emettitore ad essa. La lampadina inclusa nel circuito del collettore del transistor non si accenderà nuovamente. Perché?

Perché quando la base e l'emettitore sono chiusi con un ponticello, la giunzione del collettore diventa solo un diodo, a cui inversione voltaggio. Il transistor è nello stato chiuso e solo una piccola corrente di collettore inverso lo attraversa. Ikbo.

E ora cambieremo un po 'di più il circuito e aggiungeremo un resistore Rb resistenza 200 - 300 Ohm e un'altra fonte di tensione GB sotto forma di una batteria da dito.
Collegare il negativo della batteria attraverso un resistore Rb con una base a transistor e più batterie con un emettitore. La lampada è accesa.

La lampada si è accesa perché abbiamo collegato la batteria tra la base e l'emettitore, e quindi applicata alla giunzione dell'emettitore diretto tensione di rilascio. La giunzione dell'emettitore si è aperta e l'ha attraversata Dritto attuale, che ha aperto giunzione del collettore del transistor. Il transistor si è aperto e lungo il circuito emettitore-base-collettore corrente del collettore di gocciolamento Ik, corrente di circuito molte volte maggiore base emettitrice. E grazie a questa corrente, la lampadina si è accesa.

Se cambiamo la polarità della batteria e applichiamo un plus alla base, la giunzione dell'emettitore si chiuderà e con essa si chiuderà la giunzione del collettore. La corrente del collettore inverso scorrerà attraverso il transistor Ikbo e la lampada si spegnerà.

Resistore Rb limita la corrente nel circuito di base. Se la corrente non è limitata e tutti gli 1,5 volt sono applicati alla base, ne fluirà troppa attraverso la giunzione dell'emettitore. alta corrente, che può risultare in rottura termica transizione e il transistor fallirà. Di regola, per germanio transistor, la tensione di trigger non è superiore a 0,2 volt, e per silicio non più 0,7 volt.

E ancora analizzeremo lo stesso circuito, ma presenteremo il transistor sotto forma di una piastra semiconduttrice.

Quando una tensione di trigger viene applicata alla base del transistor, il emettitore transizione e buchi liberi dall'emettitore iniziano ad assorbirsi reciprocamente con gli elettroni basi, creando una piccola corrente di base in avanti Ib.

Ma non tutti i buchi introdotti dall'emettitore nella base si ricombinano con i suoi elettroni. Tipicamente, l'area di base è finita magro, e nella fabbricazione di transistor della struttura concentrazione p-n-p buchi dentro emettitore E collettore rendere molte volte maggiore della concentrazione di elettroni in base, quindi, solo una piccola parte delle lacune viene assorbita dagli elettroni di base.

La maggior parte dei fori dell'emettitore passa attraverso la base e cade sotto l'azione di una tensione negativa più elevata che agisce nel collettore, e già insieme ai fori del collettore si sposta al suo contatto negativo, dove viene reciprocamente assorbita dagli elettroni di ingresso da il polo negativo della fonte di alimentazione GB.

Di conseguenza, la resistenza del circuito del collettore emettitore-base-collettore diminuisce e vi scorre la corrente diretta del collettore Ik molte volte la corrente di base Ib Catene base emettitrice.

Come Di più Di più fori è introdotto dall'emettitore nella base, il più significativo corrente nel circuito del collettore. E viceversa di meno tensione di sblocco sulla base, il meno corrente nel circuito del collettore.

Se, al momento del funzionamento del transistor, è incluso un milliamperometro nei circuiti di base e collettore, quindi con il transistor chiuso, non ci sarebbero praticamente correnti in questi circuiti.

Con il transistor aperto, la corrente di base Ib sarebbe 2-3 mA e la corrente del collettore Ik sarebbe di circa 60 - 80 mA. Tutto ciò suggerisce che il transistor può essere amplificatore di corrente.

In questi esperimenti, il transistor era in uno dei due stati: aperto o chiuso. La commutazione del transistor da uno stato all'altro è avvenuta sotto l'azione della tensione di trigger sulla base Ub. Questo tipo di transistor è chiamato modalità di commutazione O chiave. Questa modalità di funzionamento del transistor viene utilizzata negli strumenti e nei dispositivi di automazione.

Finiremo questo, e nella parte successiva analizzeremo il funzionamento di un transistor usando l'esempio di un semplice amplificatore di frequenza audio assemblato su un singolo transistor.
Buona fortuna!

Letteratura:

1. Borisov V.G. - Giovane radioamatore. 1985
2. E. Iceberg - Transistor?.. È molto semplice! 1964

Se ti è piaciuto l'articolo, condividi con i tuoi amici:

35 commenti

transistor bipolare.

transistor bipolare- un dispositivo elettronico a semiconduttore, uno dei tipi di transistor, progettato per amplificare, generare e convertire segnali elettrici. Il transistor è chiamato bipolare, poiché due tipi di portatori di carica partecipano contemporaneamente al funzionamento del dispositivo: elettroni E buchi. In questo differisce da unipolare transistor (effetto di campo), a cui partecipa un solo tipo di portatori di carica.

Il principio di funzionamento di entrambi i tipi di transistor è simile al funzionamento di una valvola dell'acqua che regola il flusso dell'acqua, solo il flusso di elettroni passa attraverso il transistor. Nei transistor bipolari, due correnti passano attraverso il dispositivo: la corrente "grande" principale e la corrente "piccola" di controllo. La potenza della corrente principale dipende dalla potenza del controllo. Nei transistor ad effetto di campo, solo una corrente passa attraverso il dispositivo, la cui potenza dipende dal campo elettromagnetico. In questo articolo considereremo più in dettaglio il funzionamento di un transistor bipolare.

Dispositivo a transistor bipolare.

Il transistor bipolare è costituito da tre strati semiconduttori e due giunzioni PN. Distinguere i transistor PNP e NPN in base al tipo di interleaving conducibilità di lacune ed elettroni. Sono tipo due diodo collegati faccia a faccia o viceversa.

Un transistor bipolare ha tre contatti (elettrodi). Viene chiamato il contatto che emerge dallo strato centrale base (base). Gli elettrodi terminali sono denominati collettore E emettitore (collettore E emettitore). Lo strato di base è molto sottile rispetto al collettore e all'emettitore. Inoltre, le regioni di semiconduttore ai bordi del transistor non sono simmetriche. Lo strato semiconduttore sul lato collettore è leggermente più spesso che sul lato emettitore. Questo è necessario per il corretto funzionamento del transistor.

Il funzionamento di un transistor bipolare.

Considera i processi fisici che si verificano durante il funzionamento di un transistor bipolare. Prendiamo come esempio il modello NPN. Il principio di funzionamento di un transistor PNP è simile, solo la polarità di tensione tra il collettore e l'emettitore sarà opposta.

Come già affermato in articolo sui tipi di conduzione nei semiconduttori, in una sostanza di tipo P ci sono ioni caricati positivamente - fori. Una sostanza di tipo N è satura di elettroni caricati negativamente. In un transistor, la concentrazione di elettroni nella regione N è molto più alta della concentrazione di lacune nella regione P.

Collegare una sorgente di tensione tra il collettore e l'emettitore V CE (V CE). Sotto la sua azione, gli elettroni della parte N superiore inizieranno ad essere attratti dal plus e si raccolgono vicino al collettore. Tuttavia, la corrente non può fluire perché il campo elettrico della sorgente di tensione non raggiunge l'emettitore. Ciò è impedito da uno spesso strato di semiconduttore collettore più uno strato di semiconduttore di base.

Ora collegare la tensione tra la base e l'emettitore V BE , ma molto inferiore a V CE (per i transistor al silicio, il V BE minimo richiesto è 0,6 V). Poiché lo strato P è molto sottile, più una sorgente di tensione collegata alla base sarà in grado di "arrivare" con il suo campo elettrico alla regione N dell'emettitore. Sotto la sua azione, gli elettroni andranno alla base. Alcuni di loro inizieranno a riempire i buchi che si trovano lì (ricombinare). L'altra parte non troverà un buco libero per sé, perché la concentrazione di buchi nella base è molto inferiore alla concentrazione di elettroni nell'emettitore.

Di conseguenza, lo strato centrale della base si arricchisce di elettroni liberi. La maggior parte andrà verso il collettore, poiché lì la tensione è molto più alta. Ciò è facilitato anche da uno spessore molto ridotto dello strato centrale. Una parte degli elettroni, sebbene molto più piccola, fluirà comunque verso il più della base.

Di conseguenza, otteniamo due correnti: una piccola - dalla base all'emettitore I BE, e una grande - dal collettore all'emettitore I CE.

Se la tensione di base viene aumentata, nello strato P si accumuleranno ancora più elettroni. Di conseguenza, la corrente di base aumenterà leggermente e la corrente del collettore aumenterà in modo significativo. Così, con una piccola variazione della corrente di base I B , la corrente del collettore I cambia fortemente CON. È così che va amplificazione del segnale in un transistor bipolare. Il rapporto tra la corrente di collettore I C e la corrente di base I B è chiamato guadagno di corrente. Denotato β , hfe O h21e, a seconda delle specifiche dei calcoli effettuati con il transistor.

Il più semplice amplificatore a transistor bipolare

Consideriamo più in dettaglio il principio dell'amplificazione del segnale nel piano elettrico usando il circuito come esempio. Farò una prenotazione in anticipo che un tale schema non è del tutto corretto. Nessuno collega una sorgente di tensione CC direttamente a una sorgente CA. Ma in questo caso sarà più facile e chiaro comprendere il meccanismo di amplificazione stesso utilizzando un transistor bipolare. Inoltre, la stessa tecnica di calcolo nell'esempio seguente è in qualche modo semplificata.

1. Descrizione dei principali elementi della catena

Quindi, diciamo di avere un transistor con un guadagno di 200 (β = 200). Dal lato del collettore, colleghiamo una fonte di alimentazione relativamente potente di 20 V, a causa dell'energia di cui si verificherà l'amplificazione. Dal lato della base del transistor, colleghiamo una debole fonte di alimentazione di 2V. Collega la sorgente ad essa in serie. Tensione CA sotto forma di seno, con un'ampiezza di oscillazione di 0,1V. Questo sarà il segnale da amplificare. Il resistore Rb vicino alla base serve per limitare la corrente proveniente dalla sorgente del segnale, che solitamente è di bassa potenza.

2. Calcolo della corrente di base in ingresso I B

Ora calcoliamo la corrente di base I b. Poiché si tratta di tensione alternata, è necessario calcolare due valori di corrente: alla massima tensione (V max) e minima (V min). Chiamiamo questi valori correnti, rispettivamente - I bmax e I bmin.

Inoltre, per calcolare la corrente di base, è necessario conoscere la tensione base-emettitore V BE. C'è una giunzione PN tra la base e l'emettitore. Si scopre che la corrente di base "incontra" un diodo a semiconduttore sulla sua strada. La tensione alla quale un diodo a semiconduttore inizia a condurre è di circa 0,6V. Non entreremo nei dettagli caratteristiche corrente-tensione del diodo, e per semplicità di calcolo, prendiamo un modello approssimativo, secondo il quale la tensione sul diodo conduttore di corrente è sempre 0,6V. Ciò significa che la tensione tra la base e l'emettitore è V BE = 0,6 V. E poiché l'emettitore è collegato a terra (V E = 0), anche la tensione dalla base a terra è 0,6 V (V B = 0,6 V).

Calcoliamo I bmax e I bmin usando la legge di Ohm:

2. Calcolo della corrente di uscita del collettore I CON

Ora, conoscendo il guadagno (β = 200), possiamo facilmente calcolare i valori massimo e minimo della corrente di collettore (I cmax e I cmin).

3. Calcolo della tensione di uscita V fuori

La corrente del collettore scorre attraverso il resistore Rc, che abbiamo già calcolato. Resta da sostituire i valori:

4. Analisi dei risultati

Come si può vedere dai risultati, V Cmax è risultato essere inferiore a V Cmin . Questo perché la tensione ai capi di V Rc viene sottratta dalla tensione di alimentazione VCC. Tuttavia, nella maggior parte dei casi questo non ha importanza, poiché siamo interessati alla componente variabile del segnale: l'ampiezza, che è aumentata da 0,1 V a 1 V. La frequenza e la forma d'onda sinusoidale non sono cambiate. Naturalmente, un rapporto V out / V in dieci volte è ben lungi dall'essere il miglior indicatore per un amplificatore, ma è abbastanza adatto per illustrare il processo di amplificazione.

Quindi, riassumiamo il principio di funzionamento di un amplificatore su un transistor bipolare. Una corrente I b scorre attraverso la base, trasportando una componente costante e una variabile. Il componente costante è necessario affinché la giunzione PN tra la base e l'emettitore inizi a condurre - "si apra". La componente variabile è, infatti, il segnale stesso (informazione utile). L'intensità della corrente collettore-emettitore all'interno del transistor è il risultato della moltiplicazione della corrente di base per il guadagno β. A sua volta, la tensione ai capi del resistore Rc sopra il collettore è il risultato della moltiplicazione della corrente amplificata del collettore per il valore del resistore.

Pertanto, l'uscita V out riceve un segnale con un'ampiezza maggiore di oscillazioni, ma con la forma e la frequenza conservate. È importante sottolineare che il transistor prende energia per l'amplificazione dall'alimentatore VCC. Se la tensione di alimentazione non è sufficiente, il transistor non sarà in grado di funzionare completamente e il segnale di uscita potrebbe essere distorto.

Modi operativi di un transistor bipolare

In accordo con i livelli di tensione sugli elettrodi del transistor, ci sono quattro modalità di funzionamento:

Modalità tagliata.

Modalità attiva (modalità attiva).

Modalità saturazione.

Modalità inversa.

Modalità taglio

Quando la tensione base-emettitore è inferiore a 0,6 V - 0,7 V, la giunzione PN tra base ed emettitore è chiusa. In questo stato, il transistor non ha corrente di base. Di conseguenza, non ci sarà nemmeno corrente di collettore, poiché non ci sono elettroni liberi nella base pronti a muoversi verso la tensione di collettore. Si scopre che il transistor è, per così dire, bloccato e dicono che è dentro modalità di taglio.

Modalità attiva

IN modalità attiva la tensione alla base è sufficiente per aprire la giunzione PN tra la base e l'emettitore. In questo stato, il transistor ha correnti di base e di collettore. La corrente di collettore è uguale alla corrente di base moltiplicata per il guadagno. Cioè, la modalità attiva è la normale modalità operativa del transistor, che viene utilizzata per l'amplificazione.

Modalità saturazione

A volte la corrente di base può essere troppo grande. Di conseguenza, la potenza di alimentazione semplicemente non è sufficiente per fornire una tale corrente di collettore che corrisponderebbe al guadagno del transistor. In modalità saturazione, la corrente del collettore sarà la massima che l'alimentatore può fornire e non sarà influenzata dalla corrente di base. In questo stato il transistor non è in grado di amplificare il segnale, poiché la corrente di collettore non risponde alle variazioni della corrente di base.

In modalità saturazione, la conduttanza del transistor è massima ed è più adatta alla funzione dell'interruttore (tasto) nello stato "on". Allo stesso modo, nella modalità di interruzione, la conduttanza del transistor è minima e ciò corrisponde all'interruttore nello stato "off".

Modalità inversa

In questa modalità, il collettore e l'emettitore si scambiano i ruoli: la giunzione PN del collettore è polarizzata in avanti e la giunzione dell'emettitore è polarizzata inversamente. Di conseguenza, la corrente scorre dalla base al collettore. La regione del semiconduttore del collettore non è simmetrica rispetto all'emettitore e il guadagno nella modalità inversa è inferiore rispetto alla normale modalità attiva. Il design del transistor è realizzato in modo tale da funzionare nel modo più efficiente possibile nella modalità attiva. Pertanto, nella modalità inversa, il transistor non viene praticamente utilizzato.

Parametri di base di un transistor bipolare.

guadagno attuale- il rapporto tra la corrente di collettore I C e la corrente di base I B . Denotato β , hfe O h21e, a seconda delle specifiche dei calcoli eseguiti con i transistor.

β è un valore costante per un transistor e dipende dalla struttura fisica del dispositivo. L'alto guadagno è calcolato in centinaia di unità, basso - in decine. Per due transistor separati dello stesso tipo, anche se fossero "vicini lungo la pipeline" durante la produzione, β potrebbe differire leggermente. Questa caratteristica del transistor bipolare è forse la più importante. Se altri parametri del dispositivo possono spesso essere trascurati nei calcoli, il guadagno corrente è quasi impossibile.

Impedenza di ingresso- resistenza nel transistor, che "incontra" la corrente di base. Denotato R In (R In). Più è grande, meglio è per le caratteristiche di amplificazione del dispositivo, poiché di solito c'è una sorgente di segnale debole sul lato base, dalla quale è necessario consumare meno corrente possibile. L'opzione ideale è quando la resistenza di ingresso è uguale all'infinito.

R in per un transistor bipolare medio è di diverse centinaia di KΩ (kilo-ohm). Qui, il transistor bipolare perde molto rispetto al transistor ad effetto di campo, dove la resistenza di ingresso raggiunge centinaia di GΩ (gigaohm).

Conduttanza di uscita- la conducibilità del transistor tra il collettore e l'emettitore. Maggiore è la conduttanza di uscita, maggiore sarà la corrente collettore-emettitore che sarà in grado di passare attraverso il transistor con minore potenza.

Inoltre, con un aumento della conduttanza di uscita (o una diminuzione dell'impedenza di uscita), aumenta il carico massimo che l'amplificatore può sopportare con una piccola perdita di guadagno complessivo. Ad esempio, se un transistor con una conduttanza di uscita bassa amplifica un segnale 100 volte senza carico, quando viene collegato un carico da 1 KΩ, amplificherà già solo 50 volte. Un transistor con lo stesso guadagno ma una maggiore conduttanza di uscita avrà una minore caduta di guadagno. L'opzione ideale è quando la conduttività di uscita è uguale all'infinito (o la resistenza di uscita R out \u003d 0 (R out \u003d 0)).

Un transistor è un dispositivo che opera su semiconduttori con riempimento elettronico. È progettato per convertire e amplificare i segnali elettrici. Esistono due tipi di dispositivi: e un transistor unipolare o campo.

Se due tipi di portatori di carica funzionano contemporaneamente in un transistor: buchi ed elettroni, allora si chiama bipolare. Se in un transistor funziona solo un tipo di carica, allora è unipolare.

Immagina il funzionamento di un normale rubinetto dell'acqua. Girato la valvola - il flusso d'acqua è aumentato, girato nella direzione opposta - il flusso è diminuito o interrotto. In pratica, questo è il principio di funzionamento del transistor. Solo al posto dell'acqua, un flusso di elettroni lo attraversa. Il principio di funzionamento di un transistor di tipo bipolare è caratteristico in quanto due tipi di corrente scorrono attraverso questo dispositivo elettronico. Sono divisi in grandi, o principali e piccoli, o manager. Inoltre, la potenza della corrente di controllo influisce sulla potenza di quella principale. Considera che il principio del suo funzionamento è diverso dagli altri. Ne passa solo uno che dipende dall'ambiente

Un transistor bipolare è costituito da 3 strati di semiconduttore e, soprattutto, da due giunzioni PN. È necessario distinguere tra giunzioni PNP e NPN e, quindi, transistor. In questi semiconduttori c'è un'alternanza di conduzione di elettroni e lacune.

Il transistor bipolare ha tre pin. Questa è una base, un contatto che esce dallo strato centrale e due elettrodi ai bordi: un emettitore e un collettore. Rispetto a questi elettrodi terminali, lo strato di base è molto sottile. Ai bordi del transistor, la regione del semiconduttore non è simmetrica. Per il corretto funzionamento di questo dispositivo, lo strato di semiconduttore situato sul lato del collettore deve essere leggermente più spesso del lato dell'emettitore.

I principi di funzionamento del transistor si basano su processi fisici. Lavoriamo con il modello PNP. Il funzionamento del modello NPN sarà simile, fatta eccezione per la polarità di tensione tra gli elementi principali come collettore ed emettitore. Punterà nella direzione opposta.

Una sostanza di tipo P contiene lacune o ioni caricati positivamente. La materia di tipo N è costituita da elettroni caricati negativamente. Nel transistor che stiamo considerando, il numero di lacune nella regione P è molto maggiore del numero di elettroni nella regione N.

Quando una sorgente di tensione è collegata tra parti come l'emettitore e il collettore, i principi di funzionamento del transistor si basano sul fatto che i fori iniziano ad essere attratti dal polo e si raccolgono vicino all'emettitore. Ma non c'è corrente. Campo elettrico dalla sorgente di tensione non raggiunge il collettore a causa dello spesso strato del semiconduttore emettitore e dello strato del semiconduttore base.
Quindi colleghiamo una sorgente di tensione con una diversa combinazione di elementi, vale a dire tra la base e l'emettitore. Ora i buchi si stanno dirigendo verso la base e iniziano a interagire con gli elettroni. La parte centrale della base è satura di fori. Di conseguenza, vengono generate due correnti. Grande - dall'emettitore al collettore, piccolo - dalla base all'emettitore.

Con un aumento della tensione di base, ci saranno ancora più buchi nello strato N, la corrente di base aumenterà e la corrente di emettitore aumenterà leggermente. Ciò significa che con un piccolo cambiamento nella corrente di base, la corrente dell'emettitore aumenta abbastanza seriamente. Di conseguenza, otteniamo una crescita del segnale in un transistor bipolare.

Considera i principi di funzionamento del transistor, a seconda delle modalità del suo funzionamento. Esistono modalità attiva normale, modalità attiva inversa, modalità saturazione, modalità cutoff.
Quando è attivo, la giunzione dell'emettitore è aperta e la giunzione del collettore è chiusa. In modalità inversa, tutto accade al contrario.

Considera il circuito di commutazione di un transistor con un emettitore comune.
- il termine stesso del nome di questa inclusione parla già delle specificità di questo schema. Un emettitore comune, e in kration è un OE, implica il fatto che l'ingresso di questo circuito e l'uscita hanno un emettitore comune.
Considera lo schema:

in questo circuito vediamo due alimentatori, il primo 1,5 volt viene utilizzato come segnale di ingresso per il transistor e l'intero circuito. Il secondo alimentatore è di 4,5 volt, il suo ruolo è quello di alimentare il transistor e l'intero circuito. L'elemento circuitale Rn è il carico del transistor o, più semplicemente, l'utenza.
Ora tracciamo il funzionamento stesso di questo circuito: un alimentatore da 1,5 volt funge da segnale di ingresso per il transistor, entrando nella base del transistor, lo apre. Se consideriamo l'intero ciclo del passaggio della corrente di base, sarà così: la corrente passa da più a meno, cioè in base a una fonte di alimentazione da 1,5 volt, ovvero dal terminale +, la corrente passa attraverso il emettitore comune che passa attraverso la base e chiude il suo circuito al terminale della batteria 1,5 volt. Nel momento in cui la corrente passa attraverso la base, il transistor è aperto, quindi il transistor consente alla seconda fonte di alimentazione di 4,5 volt di alimentare Rn. vediamo il flusso di corrente dal secondo alimentatore da 4,5 volt. Quando il transistor viene aperto dalla corrente di ingresso di base, una corrente fluisce attraverso l'emettitore del transistor dalla sorgente di alimentazione a 4,5 volt ed esce dal collettore direttamente al carico Rn.
Il guadagno è uguale al rapporto tra la corrente di collettore e la corrente di base e di solito può raggiungere da decine a diverse centinaia. Un transistor collegato secondo un circuito emettitore comune può teoricamente fornire la massima amplificazione del segnale in termini di potenza, rispetto ad altre opzioni per accendere il transistor.
Consideriamo ora il circuito per l'accensione di un transistor con un collettore comune:



In questo diagramma, vediamo che c'è un collettore comune all'ingresso e all'uscita del transistor. Pertanto, questo circuito viene chiamato con un collettore comune OK.
Consideriamo il suo lavoro: come nel circuito precedente, il segnale di ingresso arriva alla base (nel nostro caso questa è la corrente di base) apre il transistor. Quando il transistor è aperto, la corrente della batteria da 4,5 V passa dal terminale + della batteria attraverso il carico Rn, entra nell'emettitore del transistor, passa attraverso il collettore e termina il suo cerchio. L'ingresso della cascata con questa inclusione di OK ha un'elevata resistenza, solitamente da decimi di megaohm a diversi megaohm a causa del fatto che la giunzione del collettore del transistor è bloccata. E l'impedenza di uscita della cascata, al contrario, è piccola, il che rende possibile utilizzare tali cascate per abbinare la cascata precedente al carico. Una cascata con un transistor collegato secondo un comune circuito collettore non amplifica la tensione, ma amplifica la corrente (solitamente 10 ... 100 volte). Torneremo su questi dettagli nei prossimi articoli, visto che non è possibile coprire tutto e tutti in una volta.
Consideriamo il circuito di commutazione di un transistor con una base comune.



Il nome dell'OB ci dice già molto ora: significa che accendendo il transistor, la base comune riguardante l'ingresso e l'uscita del transistor.
In questo circuito, il segnale di ingresso viene applicato tra la base e l'emettitore - ciò che ci serve una batteria con un valore nominale di 1,5 V, la corrente che passa il suo ciclo da più attraverso l'emettitore del transistor lungo la sua base, aprendo così il transistor per il passaggio di tensione dal collettore al carico Rn. L'impedenza di ingresso della cascata è piccola e di solito varia da unità a centinaia di ohm, il che è attribuito allo svantaggio dell'accensione descritta del transistor. Inoltre, per il funzionamento della cascata con un transistor a base comune, sono necessari due alimentatori separati e il guadagno di corrente della cascata è inferiore all'unità. Il guadagno di tensione della cascata spesso va da decine a diverse centinaia di volte.
Qui abbiamo considerato tre circuiti di commutazione a transistor, per ampliare la conoscenza posso aggiungere quanto segue:
Maggiore è la frequenza del segnale all'ingresso dello stadio a transistor, minore è il guadagno di corrente.
La giunzione del collettore del transistor ha un'elevata resistenza. Un aumento della frequenza porta ad una diminuzione della capacità reattiva della giunzione del collettore, che porta al suo significativo shunt e al deterioramento delle proprietà di amplificazione della cascata.

Il transistor appartiene alla categoria dei dispositivi a semiconduttore. Nell'ingegneria elettrica, viene utilizzato come generatore e amplificatore di oscillazioni elettriche. La base del dispositivo è un cristallo situato nella custodia. Per la fabbricazione di un cristallo viene utilizzato uno speciale materiale semiconduttore, che nelle sue proprietà si trova in una posizione intermedia tra un isolante e un conduttore. Il transistor è utilizzato in radio e circuiti elettronici. Questi dispositivi possono essere Ognuno di loro ha i suoi parametri e caratteristiche.

Caratteristiche dei transistor bipolari

La corrente elettrica nei transistor bipolari è formata da cariche elettriche aventi polarità positiva e negativa. I buchi portano polarità positiva, mentre gli elettroni portano polarità negativa. Per questo tipo di dispositivo vengono utilizzati cristalli di germanio o silicio, che hanno caratteristiche individuali che vengono prese in considerazione durante la creazione di circuiti elettronici.

La base del cristallo sono materiali ultra puri. A loro vengono aggiunte impurità speciali nel dosaggio esatto. Sono loro che influenzano il verificarsi della conduzione di elettroni o lacune in un cristallo. Sono designati rispettivamente come conduttività n o p. C'è una formazione della base, che è uno degli elettrodi. Speciali impurità introdotte nella superficie del cristallo modificano la conducibilità di base al valore opposto. Di conseguenza, si formano zone n-p-n o p-n-p, a cui sono collegate le conclusioni. Pertanto, viene creato un transistor.

La fonte dei portatori di carica è chiamata emettitore e il raccoglitore di portatori è il collettore. Tra di loro c'è una zona che funge da base. I terminali del dispositivo sono denominati in base agli elettrodi collegati. Quando un segnale di ingresso sotto forma di una piccola tensione elettrica arriva all'emettitore, una corrente fluirà nel circuito tra esso e il collettore. La forma di questa corrente coincide con il segnale di ingresso, ma il suo valore aumenta notevolmente. Queste sono precisamente le proprietà di amplificazione del transistor.

Funzionamento del transistor ad effetto di campo

Nei transistor ad effetto di campo, il movimento direzionale di elettroni o lacune si forma sotto l'influenza di campo elettrico, che viene creato sul terzo elettrodo dalla tensione applicata. I portatori escono da un elettrodo, quindi è chiamato la sorgente. Il secondo elettrodo, che riceve le cariche, è chiamato drain. Il terzo elettrodo, che controlla il movimento delle particelle, è chiamato gate. La sezione conduttiva, limitata da drain e source, è chiamata canale, per cui questi dispositivi sono anche noti come dispositivi a canale. La resistenza del canale cambia sotto l'azione della tensione generata al gate. Questo fattore influenza la corrente elettrica che scorre attraverso il canale.

Il tipo di portatori di carica influisce sulle prestazioni. Nel canale n c'è un movimento diretto di elettroni e nel canale p si muovono i buchi. Pertanto, la corrente appare sotto l'azione dei vettori con un solo segno. Questa è la principale differenza tra transistor di campo e bipolari.

Il principio di funzionamento di ciascun transistor ad effetto di campo è una corrente unipolare, richiede tensione costante per fornire l'offset iniziale. Il valore della polarità dipende dal tipo di canale e la tensione è associata all'uno o all'altro tipo di dispositivo. In generale, sono affidabili nel funzionamento, possono operare in un'ampia gamma di frequenze e hanno un'elevata impedenza di ingresso.