Vi lærte hvordan transistoren fungerer, i generelt betraktet som produksjonsteknologi germanium og silisium transistorer og fant ut hvordan de er merket.

I dag skal vi gjennomføre flere eksperimenter og sørge for at den bipolare transistoren virkelig består av to dioder koblet rygg mot rygg, og at transistoren er signalforsterker.

Vi trenger en laveffekts germaniumtransistor p-n-p strukturer fra MP39 - MP42-serien, en glødelampe vurdert for en spenning på 2,5 volt og en strømkilde på 4 - 5 volt. Generelt, for nybegynnere radioamatører, anbefaler jeg å sette sammen en liten justerbar en som du kan drive designene dine med.

1. Transistoren består av to dioder.

For å bekrefte dette, la oss sette sammen en liten krets: basen til transistoren VT1 koble til minus av strømkilden, og utgangen til samleren med en av utgangene til glødelampen EL. Nå, hvis den andre terminalen på lampen er koblet til plussen til strømkilden, vil lampen lyse opp.

Lyspæren lyste opp fordi vi søkte på kollektorkrysset til transistoren direkte- fremoverspenning, som åpnet kollektorkrysset og strømmet gjennom det likestrøm samler Ik. Størrelsen på denne strømmen avhenger av motstanden filament lamper og indre motstand strømkilde.

Og la oss nå vurdere den samme kretsen, men vi vil skildre transistoren i form av en halvlederplate.

Store ladebærere i basen elektroner, som overvinner p-n-krysset, faller inn i hullområdet samler og blir irrelevant. Etter å ha blitt mindre, absorberes baseelektronene av majoritetsbærerne i hullområdet til kollektoren hull. På samme måte blir hull fra kollektorområdet, som faller inn i det elektroniske området av basen, mindre og absorberes av de fleste ladningsbærere i basen. elektroner.

Basepinnen koblet til den negative polen til strømforsyningen vil handling nesten ubegrenset antall elektroner, fyller på forfallet av elektroner fra basisområdet. Og kollektorkontakten, koblet til den positive polen til strømkilden gjennom glødetråden til lampen, er i stand til å akseptere samme antall elektroner, på grunn av hvilket konsentrasjonen av hull i regionen vil bli gjenopprettet baser.

Så ledningsevnen p-n-kryss vil bli stor og strømmotstanden blir liten, noe som betyr at kollektorstrømmen vil flyte gjennom kollektorovergangen Ik. Og enn mer denne strømmen vil være lysere lampen vil være på.

Lyspæren vil også brenne hvis den er inkludert i emitterkoblingskretsen. Figuren nedenfor viser nøyaktig denne versjonen av ordningen.

Og nå vil vi endre kretsen og basen til transistoren litt VT1 koble til i tillegg til strømkilde. I dette tilfellet vil ikke lampen brenne, siden vi inkluderte p-n-krysset til transistoren omvendt retning. Og dette betyr det p-n motstand overgangen er blitt flott og gjennom det flyter bare en veldig liten omvendt strøm samler Ikbo ute av stand til glødelampe EL. I de fleste tilfeller overstiger ikke denne strømmen noen få mikroampere.

Og for å endelig bekrefte dette, vurderer vi igjen en krets med en transistor avbildet som en halvlederplate.

Elektroner lokalisert i regionen baser, vil flytte til i tillegg til strømkilde, beveger seg bort fra p-n-krysset. hull i området samler, vil også bevege seg bort fra p-n-krysset, flytte til negativ strømforsyningsstang. Som et resultat er grensen for regionene så å si, vil utvide, som resulterer i dannelsen av en sone utarmet for hull og elektroner, som vil gi stor motstand mot strømmen.

Men, siden i hvert av områdene av basen og samleren er det liten ladebærere, da små Utveksling elektroner og hull mellom regionene vil fortsatt forekomme. Derfor vil en strøm mange ganger mindre enn likestrømmen flyte gjennom kollektorovergangen, og denne strømmen vil ikke være nok til å lyse glødetråden til lampen.

2. Transistordrift i byttemodus.

La oss lage et nytt eksperiment som viser en av transistorens driftsmoduser.
Mellom transistorens samler og emitter slår vi på en strømkilde koblet i serie og den samme glødelampen. Vi kobler pluss til strømkilden til emitteren, og minus gjennom glødetråden til lampen til samleren. Lampen lyser ikke. Hvorfor?

Alt er veldig enkelt: hvis du bruker en forsyningsspenning mellom emitteren og kollektoren, vil en av overgangene for enhver polaritet være i foroverretningen, og den andre i motsatt retning og vil forstyrre strømmens passasje. Dette er ikke vanskelig å se hvis du ser på følgende figur.

Figuren viser at emitter base-emitter krysset er inkludert i direkte retning og er åpen og klar til å akseptere et ubegrenset antall elektroner. Samlerbase-kollektorkrysset er tvert imot inkludert i omvendt retning og hindrer passasje av elektroner til basen.

Derfor følger det at de fleste ladebærere i emitterområdet hull, frastøtt av strømkildens pluss, skynder seg til baseområdet og der absorberer de (rekombinerer) de gjensidig med hovedladningsbærerne i basen elektroner. I metningsøyeblikket, når det ikke er noen ledige ladebærere igjen på hver side, vil bevegelsen deres stoppe, noe som betyr at strømmen slutter å flyte. Hvorfor? For fra siden av samleren blir det nei sminke elektroner.

Det viser seg at de viktigste ladebærerne i samleren hull tiltrukket av den negative polen til strømkilden, og noen av dem er gjensidig absorbert elektroner kommer fra minussiden av strømforsyningen. Og i metningsøyeblikket, når det ikke er igjen på begge sider gratis ladningsbærere, hull, på grunn av deres overvekt i kollektorområdet, vil blokkere videre passasje av elektroner til basen.

Dermed dannes en sone utarmet for hull og elektroner mellom kollektoren og basen, noe som vil gi stor motstand mot strømmen.

Selvfølgelig, takk magnetfelt og termiske effekter, vil det fortsatt flyte en mager strøm, men styrken til denne strømmen er så liten at den ikke er i stand til å varme opp lampens glødetråd.

Legg nå til diagrammet trådhopper og vi vil lukke basen med emitteren til den. Lyspæren som er inkludert i transistorens kollektorkrets vil igjen ikke lyse. Hvorfor?

For når basen og emitteren lukkes med en jumper, blir kollektorforbindelsen bare en diode, som omvendt Spenning. Transistoren er i lukket tilstand og bare en liten revers kollektorstrøm flyter gjennom den. Ikbo.

Og nå skal vi endre kretsen litt mer og legge til en motstand Rb motstand 200 - 300 Ohm, og en annen spenningskilde GB i form av et fingerbatteri.
Koble batteriet minus gjennom en motstand Rb med transistorbase, og pluss batterier med emitter. Lampen er på.

Lampen lyste opp fordi vi koblet batteriet mellom basen og emitteren, og derved påført emitterkrysset direkte frigjør spenning. Emitterkrysset åpnet seg og gikk gjennom det rett gjeldende, som åpnet kollektorovergangen til transistoren. Transistoren åpnet og langs kretsen emitter-base-samler dryppsamlerstrøm Ik, mange ganger større kretsstrøm emitterbase. Og takket være denne strømmen lyste lyspæren opp.

Hvis vi endrer polariteten til batteriet og legger et pluss på basen, vil emitterkrysset lukkes, og kollektorkrysset lukkes med det. Den omvendte kollektorstrømmen vil flyte gjennom transistoren Ikbo og lampen vil slå seg av.

Motstand Rb begrenser strømmen i basiskretsen. Hvis strømmen ikke er begrenset og alle 1,5 volt tilføres basen, vil for mye strømme gjennom emitterkrysset. høy strøm, som kan resultere i termisk sammenbrudd overgang og transistoren vil mislykkes. Som regel for germanium transistorer, er triggerspenningen ikke mer enn 0,2 volt og for silisium ikke mer 0,7 volt.

Og igjen vil vi analysere den samme kretsen, men vi vil presentere transistoren i form av en halvlederplate.

Når en triggerspenning påføres bunnen av transistoren, vil emitter overgang og frie hull fra emitteren begynner å gjensidig absorbere med elektroner baser, og skaper en liten fremoverbasestrøm Ib.

Men ikke alle hull introdusert fra emitteren inn i basen rekombinerer med elektronene. Vanligvis er basisområdet ferdig tynn, og i produksjon av transistorer av strukturen p-n-p konsentrasjon hull i emitter og samler gjøre mange ganger større enn konsentrasjonen av elektroner i utgangspunkt, derfor absorberes bare en liten del av hullene av basiselektronene.

Hoveddelen av emitterhullene passerer gjennom basen og faller under påvirkning av en høyere negativ spenning som virker i kollektoren, og beveger seg allerede sammen med hullene til kollektoren til sin negative kontakt, hvor den gjensidig absorberes av inngangselektronene ved den negative polen til strømkilden GB.

Som et resultat, motstanden til kollektorkretsen emitter-base-samler avtar og det flyter likestrøm i den Ik mange ganger basisstrømmen Ib kjeder emitterbase.

Hvordan mer mer hull føres fra emitteren inn i basen, den mer betydningsfull strøm i kollektorkretsen. Og omvendt enn mindre opplåsingsspenning på basen, den mindre strøm i kollektorkretsen.

Hvis det på tidspunktet for transistordrift er en milliammeter inkludert i base- og kollektorkretsene, vil det med transistoren lukket praktisk talt ikke være strømmer i disse kretsene.

Med transistoren åpen, basisstrømmen Ib ville være 2-3 mA, og kollektorstrømmen Ik vil være rundt 60 - 80 mA. Alt dette tyder på at transistoren kan være strømforsterker.

I disse eksperimentene var transistoren i en av to tilstander: åpen eller lukket. Bytte av transistoren fra en tilstand til en annen skjedde under påvirkning av triggerspenningen på basen Ub. Denne typen transistorer kalles bytte modus eller nøkkel. Denne operasjonsmodusen til transistoren brukes i instrumenter og automatiseringsenheter.

Vi vil fullføre dette, og i neste del vil vi analysere driften av en transistor ved å bruke eksemplet på en enkel lydfrekvensforsterker satt sammen på en enkelt transistor.
Lykke til!

Litteratur:

1. Borisov V.G. - Ung radioamatør. 1985
2. E. Iceberg - Transistor? .. Det er veldig enkelt! 1964

Hvis du likte artikkelen - del med vennene dine:

35 kommentarer

bipolar transistor.

bipolar transistor- en elektronisk halvlederenhet, en av typene transistorer, designet for å forsterke, generere og konvertere elektriske signaler. Transistoren kalles bipolar, siden to typer ladebærere samtidig deltar i driften av enheten - elektroner og hull. I dette skiller det seg fra unipolar(felteffekt) transistor, der kun én type ladningsbærere deltar.

Prinsippet for drift av begge typer transistorer ligner på driften av en vannventil som regulerer vannstrømmen, bare strømmen av elektroner passerer gjennom transistoren. I bipolare transistorer passerer to strømmer gjennom enheten - den viktigste "store" strømmen, og kontrollen "liten" strøm. Kraften til hovedstrømmen avhenger av styrken til kontrollen. I felteffekttransistorer passerer bare en strøm gjennom enheten, hvis kraft avhenger av det elektromagnetiske feltet. I denne artikkelen vil vi vurdere mer detaljert driften av en bipolar transistor.

Bipolar transistorenhet.

Den bipolare transistoren består av tre halvlederlag og to PN-kryss. Skille PNP- og NPN-transistorer etter type interleaving hull og elektronledningsevne. Det er som to diode koblet ansikt til ansikt eller omvendt.

En bipolar transistor har tre kontakter (elektroder). Kontakten som kommer fra det sentrale laget kalles base (base). Endeelektrodene er navngitt samler og emitter (samler og emitter). Grunnlaget er veldig tynt i forhold til oppsamler og emitter. I tillegg til dette er halvlederområdene ved kantene av transistoren ikke symmetriske. Halvlederlaget på kollektorsiden er litt tykkere enn på emittersiden. Dette er nødvendig for korrekt drift av transistoren.

Driften av en bipolar transistor.

Tenk på de fysiske prosessene som oppstår under driften av en bipolar transistor. La oss ta NPN-modellen som et eksempel. Prinsippet for drift av en PNP-transistor er likt, bare spenningspolariteten mellom kollektoren og emitteren vil være motsatt.

Som allerede nevnt i artikkel om ledningstyper i halvledere, i et stoff av P-type er det positivt ladede ioner - hull. Et stoff av N-type er mettet med negativt ladede elektroner. I en transistor er konsentrasjonen av elektroner i N-regionen mye høyere enn konsentrasjonen av hull i P-regionen.

Koble til en spenningskilde mellom kollektor og emitter V CE (V CE). Under dens handling vil elektronene fra den øvre N-delen begynne å bli tiltrukket av pluss og samle seg nær samleren. Strømmen kan imidlertid ikke flyte fordi det elektriske feltet til spenningskilden ikke når emitteren. Dette forhindres av et tykt lag med kollektorhalvleder pluss et lag med basishalvleder.

Koble nå spenningen mellom basen og emitteren V BE , men mye lavere enn V CE (for silisiumtransistorer er minimumskravet VBE 0,6V). Siden laget P er veldig tynt, vil pluss en spenningskilde koblet til basen kunne "nå ut" med sitt elektriske felt til N-området til emitteren. Under dens handling vil elektronene gå til basen. Noen av dem vil begynne å fylle hullene som ligger der (rekombinere). Den andre delen vil ikke finne et fritt hull for seg selv, fordi konsentrasjonen av hull i basen er mye lavere enn konsentrasjonen av elektroner i emitteren.

Som et resultat blir det sentrale laget av basen beriket med frie elektroner. De fleste av dem vil gå mot samleren, siden spenningen er mye høyere der. Dette forenkles også av en veldig liten tykkelse på det sentrale laget. En del av elektronene, selv om de er mye mindre, vil fortsatt strømme mot basens pluss.

Som et resultat får vi to strømmer: en liten - fra basen til emitteren I BE, og en stor - fra samleren til emitteren I CE.

Hvis grunnspenningen økes, vil enda flere elektroner samle seg i P-laget. Som et resultat vil basisstrømmen øke litt, og kollektorstrømmen vil øke betydelig. På denne måten, med en liten endring i basisstrømmen I B , samlerstrømmen I endres sterkt FRA. Sånn går det signalforsterkning i en bipolar transistor. Forholdet mellom kollektorstrømmen I C og basisstrømmen I B kalles strømforsterkningen. Angitt β , hfe eller h21e, avhengig av spesifikasjonene til beregningene utført med transistoren.

Den enkleste bipolare transistorforsterkeren

La oss vurdere mer detaljert prinsippet om signalforsterkning i det elektriske planet ved å bruke kretsen som et eksempel. Jeg tar på forhånd forbehold om at en slik ordning ikke er helt korrekt. Ingen kobler en likespenningskilde direkte til en AC-kilde. Men i dette tilfellet vil det være lettere og klarere å forstå selve forsterkningsmekanismen ved hjelp av en bipolar transistor. Også selve beregningsteknikken i eksemplet nedenfor er noe forenklet.

1. Beskrivelse av hovedelementene i kjeden

Så la oss si at vi har en transistor med en forsterkning på 200 (β = 200). Fra siden av kollektoren kobler vi til en relativt kraftig strømkilde på 20V, på grunn av energien som forsterkning vil oppstå. Fra siden av bunnen av transistoren kobler vi til en svak strømkilde på 2V. Koble kilden til den i serie. AC spenning i form av en sinus, med en oscillasjonsamplitude på 0,1V. Dette vil være signalet som skal forsterkes. Motstanden Rb nær basen er nødvendig for å begrense strømmen som kommer fra signalkilden, som vanligvis er laveffekt.

2. Beregning av inngangsbasisstrøm I b

La oss nå beregne grunnstrømmen I b. Siden vi har å gjøre med vekselspenning, må vi beregne to strømverdier - ved maksimal spenning (V maks) og minimum (V min). La oss kalle disse gjeldende verdiene, henholdsvis - I bmax og I bmin.

For å beregne grunnstrømmen må du også kjenne til base-emitterspenningen V BE. Det er ett PN-kryss mellom basen og emitteren. Det viser seg at basisstrømmen "møter" en halvlederdiode på vei. Spenningen som en halvlederdiode begynner å lede er omtrent 0,6V. Vi vil ikke gå inn på detaljer strøm-spenningskarakteristikker til dioden, og for enkelhets skyld tar vi en omtrentlig modell, ifølge hvilken spenningen over den strømledende dioden alltid er 0,6V. Dette betyr at spenningen mellom basen og emitteren er V BE = 0,6V. Og siden emitteren er koblet til jord (VE = 0), er spenningen fra basen til jord også 0,6V (V B = 0,6V).

La oss beregne I bmax og I bmin ved å bruke Ohms lov:

2. Beregning av kollektorutgangsstrøm I FRA

Når vi nå kjenner forsterkningen (β = 200), kan vi enkelt beregne maksimums- og minimumsverdiene for kollektorstrømmen (I cmaks og I cmin).

3. Beregning av utgangsspenning V ute

Kollektorstrømmen går gjennom motstanden Rc, som vi allerede har beregnet. Det gjenstår å erstatte verdiene:

4. Analyse av resultater

Som det fremgår av resultatene, viste det seg at V Cmax var mindre enn V Cmin. Dette er fordi spenningen over V Rc trekkes fra forsyningsspenningen VCC. Imidlertid spiller dette ingen rolle i de fleste tilfeller, siden vi er interessert i den variable komponenten til signalet - amplituden, som økte fra 0,1V til 1V. Frekvensen og sinusbølgeformen har ikke endret seg. Selvfølgelig er en V ut / V i forhold på ti ganger langt fra den beste indikatoren for en forsterker, men den er ganske egnet for å illustrere forsterkningsprosessen.

Så, la oss oppsummere prinsippet for drift av en forsterker på en bipolar transistor. En strøm I b flyter gjennom basen og bærer en konstant og en variabel komponent. Den konstante komponenten er nødvendig slik at PN-krysset mellom basen og emitteren begynner å lede - "åpnes". Den variable komponenten er faktisk selve signalet (nyttig informasjon). Kollektor-emitterstrømstyrken inne i transistoren er resultatet av å multiplisere basisstrømmen med forsterkningen β. I sin tur er spenningen over motstanden Rc over kollektoren resultatet av å multiplisere den forsterkede kollektorstrømmen med verdien til motstanden.

Dermed mottar utgangen V ut et signal med økt amplitude av oscillasjoner, men med bevart form og frekvens. Det er viktig å understreke at transistoren tar energi til forsterkning fra VCC-strømforsyningen. Hvis forsyningsspenningen ikke er nok, vil ikke transistoren kunne fungere fullt ut, og utgangssignalet kan bli forvrengt.

Driftsmoduser for en bipolar transistor

I samsvar med spenningsnivåene på elektrodene til transistoren, er det fire driftsmoduser:

Avskjæringsmodus.

Aktiv modus (aktiv modus).

Metningsmodus.

Omvendt modus.

Avskjæringsmodus

Når base-emitterspenningen er lavere enn 0,6V - 0,7V, er PN-krysset mellom base og emitter stengt. I denne tilstanden har transistoren ingen basisstrøm. Som et resultat vil det heller ikke være noen kollektorstrøm, siden det ikke er frie elektroner i basen klare til å bevege seg mot kollektorspenningen. Det viser seg at transistoren så å si er låst, og de sier at den er inne avskjæringsmodus.

Aktiv modus

PÅ aktiv modus spenningen ved basen er tilstrekkelig til å åpne PN-krysset mellom basen og emitteren. I denne tilstanden har transistoren base- og kollektorstrømmer. Kollektorstrømmen er lik grunnstrømmen multiplisert med forsterkningen. Det vil si at den aktive modusen er den normale driftsmodusen til transistoren, som brukes til forsterkning.

Metningsmodus

Noen ganger kan grunnstrømmen være for stor. Som et resultat er forsyningskraften ganske enkelt ikke nok til å gi en slik kollektorstrøm som vil tilsvare forsterkningen til transistoren. I metningsmodus vil kollektorstrømmen være det maksimale strømforsyningen kan gi og vil ikke bli påvirket av grunnstrømmen. I denne tilstanden er ikke transistoren i stand til å forsterke signalet, siden kollektorstrømmen ikke reagerer på endringer i basisstrømmen.

I metningsmodus er transistorkonduktansen maksimal, og den er mer egnet for funksjonen til bryteren (nøkkelen) i "på"-tilstanden. På samme måte, i cutoff-modus, er transistorkonduktansen minimal, og dette tilsvarer bryteren i "av"-tilstand.

Invers modus

I denne modusen bytter kollektor- og emitter-rollene: kollektor-PN-krysset er foroverspent, og emitter-krysset er reversert. Som et resultat flyter strømmen fra basen til kollektoren. Kollektorhalvlederområdet er ikke symmetrisk med emitteren, og forsterkningen i invers modus er lavere enn i normal aktiv modus. Utformingen av transistoren er laget på en slik måte at den fungerer så effektivt som mulig i aktiv modus. Derfor, i invers modus, brukes transistoren praktisk talt ikke.

Grunnleggende parametere for en bipolar transistor.

nåværende gevinst- forholdet mellom kollektorstrømmen I C og basisstrømmen I B . Angitt β , hfe eller h21e, avhengig av spesifikasjonene til beregningene utført med transistorer.

β er en konstant verdi for en transistor, og avhenger av enhetens fysiske struktur. Høy forsterkning beregnes i hundrevis av enheter, lav - i titalls. For to separate transistorer av samme type, selv om de var "naboer langs rørledningen" under produksjonen, kan β avvike litt. Denne egenskapen til den bipolare transistoren er kanskje den viktigste. Hvis andre parametere til enheten ofte kan neglisjeres i beregningene, er den nåværende gevinsten nesten umulig.

Inngangsimpedans- motstand i transistoren, som "møter" basisstrømmen. Angitt R i (R i). Jo større den er, desto bedre for forsterkeregenskapene til enheten, siden det vanligvis er en svak signalkilde på basissiden, hvorfra du trenger å forbruke så lite strøm som mulig. Det ideelle alternativet er når inngangsmotstanden er lik uendelig.

R in for en gjennomsnittlig bipolar transistor er flere hundre KΩ (kilo-ohm). Her taper den bipolare transistoren veldig mye til felteffekttransistoren, der inngangsmotstanden når hundrevis av GΩ (gigaohm).

Utgangskonduktans- ledningsevnen til transistoren mellom kollektor og emitter. Jo større utgangskonduktans, jo mer kollektor-emitterstrøm vil kunne passere gjennom transistoren med mindre effekt.

Dessuten, med en økning i utgangskonduktans (eller en reduksjon i utgangsimpedans), øker den maksimale belastningen som forsterkeren kan tåle med lite tap i total forsterkning. For eksempel, hvis en transistor med lav utgangskonduktans forsterker et signal 100 ganger uten belastning, vil den allerede forsterke bare 50 ganger når en 1KΩ belastning er tilkoblet. En transistor med samme forsterkning men høyere utgangskonduktans vil ha mindre forsterkningsfall. Det ideelle alternativet er når utgangskonduktiviteten er lik uendelig (eller utgangsmotstanden R ut \u003d 0 (R ut \u003d 0)).

En transistor er en enhet som opererer på halvledere med elektronisk fylling. Den er designet for å konvertere og forsterke elektriske signaler. Det er to typer enheter: og en unipolar transistor, eller felt.

Hvis to typer ladningsbærere fungerer samtidig i en transistor - hull og elektroner, kalles det bipolar. Hvis bare én type ladning fungerer i en transistor, så er den unipolar.

Se for deg driften av en vanlig vannkran. Snudde ventilen - strømmen av vann økte, snudde i den andre retningen - strømmen avtok eller stoppet. I praksis er dette operasjonsprinsippet til transistoren. Bare i stedet for vann, strømmer en strøm av elektroner gjennom den. Prinsippet for drift av en bipolar type transistor er karakteristisk ved at to typer strøm flyter gjennom denne elektroniske enheten. De er delt inn i store, eller hoved og små, eller leder. Dessuten påvirker kraften til kontrollstrømmen kraften til den viktigste. Tenk på at prinsippet om driften er forskjellig fra andre. Den passerer bare én som avhenger av miljøet

En bipolar transistor er laget av 3 lag med halvleder, og, viktigst av alt, fra to PN-kryss. Det er nødvendig å skille mellom PNP- og NPN-kryss, og derfor transistorer. I disse halvlederne er det en veksling av elektron- og hullledning.

Den bipolare transistoren har tre pinner. Dette er en base, en kontakt som kommer ut av det sentrale laget, og to elektroder i kantene - en emitter og en samler. Sammenlignet med disse endeelektrodene er basislaget svært tynt. Ved kantene av transistoren er halvlederområdet ikke symmetrisk. For korrekt drift av denne enheten må halvlederlaget på kollektorsiden være litt tykkere enn emittersiden.

Prinsippene for driften av transistoren er basert på fysiske prosesser. La oss jobbe med PNP-modellen. Driften av NPN-modellen vil være lik, bortsett fra spenningspolariteten mellom hovedelementene som kollektor og emitter. Det vil peke i motsatt retning.

Et stoff av P-type inneholder hull eller positivt ladede ioner. N-type stoff består av negativt ladede elektroner. I transistoren vi vurderer, er antall hull i P-regionen mye større enn antall elektroner i N-regionen.

Når en spenningskilde er koblet mellom deler som emitter og kollektor, er prinsippene for drift av transistoren basert på det faktum at hull begynner å bli tiltrukket av polen og samles nær emitteren. Men det er ingen strøm. Elektrisk felt fra spenningskilden når ikke kollektoren på grunn av det tykke laget av emitterhalvlederen og laget av basishalvlederen.
Deretter kobler vi til en spenningskilde med en annen kombinasjon av elementer, nemlig mellom basen og emitteren. Nå er hullene på vei mot basen og begynner å samhandle med elektronene. Den sentrale delen av basen er mettet med hull. Som et resultat genereres to strømmer. Stor - fra emitteren til samleren, liten - fra basen til emitteren.

Med en økning i grunnspenningen vil det bli enda flere hull i N-laget, grunnstrømmen vil øke, og emitterstrømmen vil øke litt. Dette betyr at med en liten endring i basisstrømmen, øker emitterstrømmen ganske alvorlig. Som et resultat får vi en signalvekst i en bipolar transistor.

Vurder prinsippene for drift av transistoren, avhengig av driftsmodusene. Det er normal aktiv modus, invers aktiv modus, metningsmodus, cutoff-modus.
Når den er aktiv, er emitterovergangen åpen og kollektorovergangen er lukket. I omvendt modus skjer alt omvendt.

Tenk på bryterkretsen til en transistor med en felles emitter.
- Selve begrepet i navnet på denne inkluderingen snakker allerede om detaljene i denne ordningen. En felles emitter, og i krasjon er det en OE, innebærer det faktum at inngangen til denne kretsen og utgangen har en felles emitter.
Tenk på skjemaet:

i denne kretsen ser vi to strømforsyninger, de første 1,5 volt brukes som inngangssignal for transistoren og hele kretsen. Den andre strømforsyningen er 4,5 volt, dens rolle er å drive transistoren og hele kretsen. Kretselementet Rn er belastningen til transistoren eller, enklere, forbrukeren.
La oss nå spore selve driften av denne kretsen: en 1,5 volt strømforsyning fungerer som et inngangssignal for transistoren, går inn i bunnen av transistoren og åpner den. Hvis vi tar i betraktning hele syklusen av passeringen av basisstrømmen, vil det være slik: strømmen går fra pluss til minus, det vil si basert på en 1,5 volt strømkilde, nemlig fra +-terminalen, går strømmen gjennom felles emitter som går gjennom basen og lukker sin krets ved batteriterminalen 1,5 volt. I det øyeblikket strømmen går gjennom basen, er transistoren åpen, og dermed lar transistoren den andre strømkilden på 4,5 volt drive Rn. la oss se strømmen fra den andre 4,5 volt strømforsyningen. Når transistoren åpnes av basisinngangsstrømmen, flyter en strøm gjennom transistorens emitter fra 4,5 volt strømkilden og går ut av kollektoren direkte til lasten Rn.
Forsterkningen er lik forholdet mellom kollektorstrømmen og basisstrømmen og kan vanligvis nå fra titalls til flere hundre. En transistor koblet i henhold til en felles emitterkrets kan teoretisk gi maksimal signalforsterkning når det gjelder effekt, i forhold til andre alternativer for å slå på transistoren.
Vurder nå kretsen for å slå på en transistor med en felles kollektor:



I dette diagrammet ser vi at det er en felles kollektor ved inngangen og utgangen til transistoren. Derfor kalles denne kretsen med en felles kollektor OK.
La oss vurdere arbeidet: som i forrige krets, kommer inngangssignalet til basen (i vårt tilfelle er dette basisstrømmen) åpner transistoren. Når transistoren åpnes, går strømmen fra 4,5 V-batteriet fra batteriterminalen + gjennom belastningen Rn, går inn i transistorens emitter, passerer gjennom kollektoren og avslutter sirkelen. Inngangen til kaskaden med denne inkluderingen av OK har en høy motstand, vanligvis fra tideler av en megaohm til flere megaohm på grunn av det faktum at kollektorovergangen til transistoren er låst. Og utgangsimpedansen til kaskaden, tvert imot, er liten, noe som gjør det mulig å bruke slike kaskader for å matche den forrige kaskaden med belastningen. En kaskade med en transistor koblet i henhold til en felles kollektorkrets forsterker ikke spenningen, men forsterker strømmen (vanligvis 10 ... 100 ganger). Vi kommer tilbake til disse detaljene i de følgende artiklene, siden det ikke er mulig å dekke alt og alle på en gang.
La oss vurdere bryterkretsen til en transistor med en felles base.



Navnet på OB forteller oss allerede mye nå - det betyr at ved å slå på transistoren, den felles basen angående inngangen og utgangen til transistoren.
I denne kretsen tilføres inngangssignalet mellom basen og emitteren - hva et batteri med en nominell verdi på 1,5 V tjener oss, strømmen passerer sin syklus fra pluss gjennom emitteren til transistoren langs basen, og åpner derved transistoren for passasje av spenning fra kollektoren til lasten Rn. Inngangsimpedansen til kaskaden er liten og varierer vanligvis fra enheter til hundrevis av ohm, noe som tilskrives ulempen med den beskrevne innkoblingen av transistoren. I tillegg, for driften av kaskaden med en fellesbase-transistor, kreves det to separate strømforsyninger, og kaskadestrømforsterkningen er mindre enn enhet. Spenningsforsterkningen til kaskaden når ofte fra titalls til flere hundre ganger.
Her vurderte vi tre transistorsvitsjekretser, for å utvide kunnskapen kan jeg legge til følgende:
Jo høyere frekvensen til signalet ved inngangen til transistortrinnet er, desto lavere er strømforsterkningen.
Transistorens kollektorforbindelse har høy motstand. En økning i frekvens fører til en reduksjon i den reaktive kapasitansen til kollektorkrysset, noe som fører til dens betydelige shunting og forringelse av forsterkningsegenskapene til kaskaden.

Transistoren tilhører kategorien halvlederenheter. I elektroteknikk brukes den som en generator og forsterker av elektriske svingninger. Grunnlaget for enheten er en krystall plassert i etuiet. For fremstilling av en krystall brukes et spesielt halvledermateriale, som i sine egenskaper er i en mellomposisjon mellom en isolator og en leder. Transistoren brukes i radio og elektroniske kretser. Disse enhetene kan være Hver av dem har sine egne parametere og egenskaper.

Funksjoner av bipolare transistorer

Den elektriske strømmen i bipolare transistorer dannes av elektriske ladninger som har positiv og negativ polaritet. Hull har positiv polaritet, mens elektroner har negativ polaritet. For denne typen enhet brukes germanium- eller silisiumkrystaller, som har individuelle egenskaper som tas i betraktning når du lager elektroniske kretser.

Grunnlaget for krystallen er ultrarene materialer. Til dem tilsettes spesielle urenheter i nøyaktig dosering. Det er de som påvirker forekomsten av elektron- eller hullledning i en krystall. De er betegnet som henholdsvis n- eller p-konduktivitet. Det er en dannelse av basen, som er en av elektrodene. Spesielle urenheter introdusert i krystalloverflaten endrer basens ledningsevne til motsatt verdi. Som et resultat dannes de soner n-p-n eller p-n-p, som konklusjonene er knyttet til. Dermed opprettes en transistor.

Kilden til ladningsbærere kalles emitter, og bærersamleren er samleren. Mellom dem er en sone som fungerer som en base. Terminalene på enheten er navngitt i henhold til de tilkoblede elektrodene. Når et inngangssignal i form av en liten elektrisk spenning kommer til emitteren, vil det flyte en strøm i kretsen mellom den og kollektoren. Formen til denne strømmen faller sammen med inngangssignalet, men verdien øker betydelig. Dette er nettopp de forsterkende egenskapene til transistoren.

Drift av felteffekttransistoren

I felteffekttransistorer dannes retningsbevegelsen til elektroner eller hull under påvirkning av elektrisk felt, som skapes på den tredje elektroden av den påførte spenningen. Bærere kommer ut av en elektrode, så den kalles kilden. Den andre elektroden, som mottar ladningene, kalles avløpet. Den tredje elektroden, som styrer bevegelsen av partikler, kalles porten. Den ledende delen, begrenset av avløpet og kilden, kalles en kanal, så disse enhetene er også kjent som kanalenheter. Kanalmotstanden endres under påvirkning av spenningen som genereres ved porten. Denne faktoren påvirker den elektriske strømmen som flyter gjennom kanalen.

Type ladebærere påvirker ytelsen. I n-kanalen er det en rettet bevegelse av elektroner, og i p-kanalen beveger hullene seg. Dermed vises strømmen under handling av transportører med bare ett skilt. Dette er hovedforskjellen mellom felt- og bipolare transistorer.

Prinsippet for drift av hver felteffekttransistor er en unipolar strøm, krever konstant spenning for å gi den første forskyvningen. Polaritetsverdien avhenger av typen kanal, og spenningen er knyttet til en eller annen type enhet. Generelt er de pålitelige i drift, kan operere i et bredt frekvensområde og har stor inngangsimpedans.