เราได้เรียนรู้วิธีการทำงานของทรานซิสเตอร์ใน ในแง่ทั่วไปถือเป็นเทคโนโลยีการผลิต เจอร์เมเนียมและ ซิลิคอนทรานซิสเตอร์และหาวิธีพวกมัน ถูกทำเครื่องหมาย.

วันนี้เราจะทำการทดลองหลายอย่างและทำให้แน่ใจว่าทรานซิสเตอร์สองขั้วประกอบด้วย สองไดโอดเชื่อมต่อกลับไปด้านหลังและทรานซิสเตอร์คือ เครื่องขยายสัญญาณ.

เราต้องการทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมกำลังต่ำ โครงสร้าง pnpจากซีรีส์ MP39 - MP42 เป็นหลอดไส้ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้า 2.5 โวลต์ และแหล่งพลังงาน 4 - 5 โวลต์ โดยทั่วไปแล้ว สำหรับนักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่ ฉันแนะนำให้ประกอบชิ้นส่วนเล็กๆ ที่ปรับได้ ซึ่งคุณจะเพิ่มพลังให้กับการออกแบบของคุณ

1. ทรานซิสเตอร์ประกอบด้วยไดโอดสองตัว

เพื่อตรวจสอบสิ่งนี้ มาประกอบวงจรขนาดเล็ก: ฐานของทรานซิสเตอร์ VT1เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานลบและเอาต์พุตของตัวสะสมด้วยหนึ่งในเอาต์พุตของหลอดไส้ EL. ถ้าเอาท์พุตที่สองของหลอดไฟเชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งพลังงาน หลอดไฟจะสว่างขึ้น

หลอดไฟสว่างขึ้นเพราะเรานำไปใช้กับชุมทางตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ โดยตรง- แรงดันไปข้างหน้าซึ่งเปิดทางแยกสะสมและไหลผ่าน กระแสตรงนักสะสม อิก. ขนาดของกระแสนี้ขึ้นอยู่กับความต้านทาน เส้นใยโคมไฟและ ความต้านทานภายใน แหล่งพลังงาน.

ทีนี้ลองพิจารณาวงจรเดียวกัน แต่เราจะพรรณนาทรานซิสเตอร์ในรูปแบบของแผ่นเซมิคอนดักเตอร์

ผู้ให้บริการขนส่งรายใหญ่ในฐาน อิเล็กตรอน, เอาชนะทางแยก p-n, ตกลงไปในบริเวณหลุม นักสะสมและกลายเป็นคนไม่สำคัญ อิเล็กตรอนฐานจะถูกดูดซับโดยตัวพาส่วนใหญ่ในบริเวณรูของตัวสะสม หลุม. ในทำนองเดียวกัน รูจากบริเวณตัวสะสมที่ตกลงไปในส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของฐาน จะกลายเป็นรูเล็กๆ และถูกดูดซับโดยตัวพาประจุส่วนใหญ่ในฐาน อิเล็กตรอน.

พินฐานเชื่อมต่อกับขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟจะ กระทำไม่จำกัดจำนวน อิเล็กตรอน, เติมเต็มการสลายตัวของอิเล็กตรอนจากบริเวณฐาน และตัวสะสมที่เชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งพลังงานผ่านไส้หลอดมีความสามารถ ที่จะยอมรับจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากันเนื่องจากความเข้มข้นของรูในภูมิภาคจะได้รับการฟื้นฟู ฐาน.

ดังนั้นการนำไฟฟ้า ทางแยก pnจะมีขนาดใหญ่และความต้านทานกระแสจะมีน้อย ซึ่งหมายความว่ากระแสของตัวสะสมจะไหลผ่านทางแยกของตัวสะสม อิก. และกว่า มากกว่าปัจจุบันนี้จะเป็น สว่างขึ้นไฟจะติด

หลอดไฟจะไหม้ด้วยหากรวมอยู่ในวงจรรวมสัญญาณอีซีแอล รูปด้านล่างแสดงวงจรรุ่นนี้อย่างแน่นอน

และตอนนี้เราจะเปลี่ยนวงจรและฐานของทรานซิสเตอร์เล็กน้อย VT1เชื่อมต่อกับ บวกแหล่งพลังงาน. ในกรณีนี้หลอดไฟจะไม่ไหม้เนื่องจากเรารวมทางแยก p-n ของทรานซิสเตอร์ไว้ใน ย้อนกลับทิศทาง. และนี่หมายความว่า ความต้านทาน pnการเปลี่ยนแปลงได้กลายเป็น ยอดเยี่ยมและไหลผ่านเพียงน้อยนิด กระแสย้อนกลับนักสะสม อิกโบไร้ความสามารถของไส้หลอดไส้ EL. ในกรณีส่วนใหญ่ กระแสนี้จะไม่เกินไมโครแอมแปร์สองสามตัว

และในที่สุดเพื่อตรวจสอบสิ่งนี้ เราพิจารณาวงจรที่มีทรานซิสเตอร์เป็นเพลตเซมิคอนดักเตอร์อีกครั้ง

อิเล็กตรอนตั้งอยู่ในภูมิภาค ฐาน,จะย้ายไป บวกแหล่งพลังงานเคลื่อนออกจากทางแยก p-n หลุมในพื้นที่ นักสะสม,ก็จะย้ายออกจากทางแยกพีเอ็นย้ายมาที่ เชิงลบเสาจ่ายไฟ เป็นผลให้ขอบเขตของภูมิภาคเป็นเช่น จะขยายตัวซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของโซนที่หมดรูและอิเล็กตรอนซึ่งจะให้ความต้านทานที่ดีต่อกระแส

แต่เนื่องจากในแต่ละพื้นที่ของฐานและตัวสะสมมี ส่วนน้อยผู้ให้บริการชาร์จแล้วเล็ก แลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนและรูระหว่างภูมิภาคจะยังคงเกิดขึ้น ดังนั้นกระแสไฟที่มีขนาดเล็กกว่ากระแสตรงหลายเท่าจะไหลผ่านทางแยกของตัวสะสม และกระแสนี้จะไม่เพียงพอต่อการส่องเส้นใยของหลอดไฟ

2. การทำงานของทรานซิสเตอร์ในโหมดสวิตชิ่ง

มาทำการทดลองอีกครั้งโดยแสดงโหมดการทำงานของทรานซิสเตอร์แบบใดแบบหนึ่ง
ระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ เราเปิดแหล่งพลังงานที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมและหลอดไส้เดียวกัน เราเชื่อมต่อข้อดีของแหล่งพลังงานกับอีซีแอลและลบผ่านไส้หลอดของหลอดไฟกับตัวสะสม หลอดไฟไม่สว่าง ทำไม

ทุกอย่างง่ายมาก: หากคุณใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่างอีซีแอลและตัวสะสม สำหรับขั้วใด ๆ การเปลี่ยนใด ๆ จะอยู่ในทิศทางไปข้างหน้าและอีกอันหนึ่งอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามและจะรบกวนการผ่านของกระแส ไม่ยากถ้าดูจากรูปต่อไปนี้

รูปแสดงให้เห็นว่าชุมทางอิมิตเตอร์เบส-อิมิตเตอร์รวมอยู่ใน โดยตรงทิศทางและเปิดกว้างพร้อมรับอิเล็กตรอนได้ไม่จำกัดจำนวน ในทางกลับกัน ชุมทางคอลเลคเตอร์เบส-คอลเลคเตอร์รวมอยู่ใน ย้อนกลับทิศทางและป้องกันการผ่านของอิเล็กตรอนไปยังฐาน

ดังนั้นจึงเป็นไปตามที่ผู้ให้บริการชาร์จส่วนใหญ่ในภูมิภาคอีซีแอล หลุม, ถูกขับไล่โดยแหล่งพลังงานบวก, รีบไปที่บริเวณฐานและที่นั่นพวกมันดูดซับ (รวมกันใหม่) กับตัวพาประจุหลักในฐาน อิเล็กตรอน. ในช่วงเวลาที่อิ่มตัว เมื่อไม่มีตัวพาประจุไฟฟ้าเหลืออยู่ทั้งสองข้าง การเคลื่อนที่จะหยุด ซึ่งหมายความว่ากระแสไฟจะหยุดไหล ทำไม เพราะจากด้านข้างของนักสะสมจะไม่มี แต่งหน้าอิเล็กตรอน

ปรากฎว่าผู้ให้บริการชาร์จหลักในตัวสะสม หลุมดึงดูดโดยขั้วลบของแหล่งพลังงานและบางส่วนก็ถูกดูดซับร่วมกัน อิเล็กตรอนมาจากด้านลบของแหล่งจ่ายไฟ และในขณะที่อิ่มตัว เมื่อไม่มีเหลือทั้งสองด้าน ฟรีตัวพาประจุ, รู, เนื่องจากความเด่นของพวกมันในพื้นที่สะสม, จะปิดกั้นทางต่อไปของอิเล็กตรอนไปยังฐาน

ดังนั้นโซนที่มีรูและอิเล็กตรอนหมดจึงเกิดขึ้นระหว่างตัวสะสมและฐานซึ่งจะให้ความต้านทานสูงต่อกระแส

แน่นอน ขอบคุณ สนามแม่เหล็กและผลกระทบจากความร้อน กระแสไฟน้อยจะยังคงไหลอยู่ แต่ความแรงของกระแสนี้มีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถให้ความร้อนแก่ไส้หลอดของหลอดไฟได้

ตอนนี้เพิ่มลงในไดอะแกรม จัมเปอร์ลวดและเราจะปิดฐานด้วยอีซีแอล หลอดไฟที่รวมอยู่ในวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์จะไม่สว่างขึ้นอีก ทำไม

เพราะเมื่อปิดฐานและอีซีแอลด้วยจัมเปอร์ ชุมทางตัวสะสมจะกลายเป็นแค่ไดโอด ซึ่ง ย้อนกลับแรงดันไฟฟ้า. ทรานซิสเตอร์อยู่ในสถานะปิดและมีกระแสสะสมย้อนกลับเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ไหลผ่าน อิกโบ.

และตอนนี้เราจะเปลี่ยนวงจรเพิ่มอีกเล็กน้อยและเพิ่มตัวต้านทาน Rbความต้านทาน 200 - 300 โอห์ม และแหล่งจ่ายแรงดันไฟอื่น GBในรูปแบบของแบตเตอรี่นิ้ว
เชื่อมต่อแบตเตอรี่ลบผ่านตัวต้านทาน Rbพร้อมฐานทรานซิสเตอร์ และแบตเตอรี่พร้อมอีซีแอล ไฟเปิดอยู่

หลอดไฟสว่างขึ้นเนื่องจากเราเชื่อมต่อแบตเตอรี่ระหว่างฐานกับตัวปล่อย และด้วยเหตุนี้จึงนำไปใช้กับชุมทางอีซีแอล โดยตรงปล่อยแรงดัน ชุมทางอีซีแอลเปิดแล้วผ่านไป ตรงปัจจุบันซึ่ง เปิดชุมทางตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์เปิดออกตามวงจร emitter-base-collectorกระแสน้ำหยด อิก, กระแสวงจรมากขึ้นหลายเท่า ฐานปล่อย. และต้องขอบคุณกระแสนี้ที่ทำให้หลอดไฟสว่างขึ้น

หากเราเปลี่ยนขั้วของแบตเตอรี่และใส่เครื่องหมายบวกกับฐาน ทางแยกอีซีแอลจะปิด และชุมทางตัวสะสมจะปิดด้วย กระแสสะสมย้อนกลับจะไหลผ่านทรานซิสเตอร์ อิกโบและไฟจะดับลง

ตัวต้านทาน Rbจำกัดกระแสในวงจรฐาน หากกระแสไม่ถูกจำกัดและใช้ 1.5 โวลต์ทั้งหมดกับฐาน ก็จะไหลผ่านทางแยกอีซีแอลมากเกินไป กระแสสูงซึ่งอาจส่งผลให้ การสลายตัวทางความร้อนการเปลี่ยนแปลงและทรานซิสเตอร์จะล้มเหลว ตามกฎแล้วสำหรับ เจอร์เมเนียมทรานซิสเตอร์ แรงดันทริกเกอร์ไม่เกิน 0,2 โวลต์และสำหรับ ซิลิคอนไม่มีอีกแล้ว 0,7 โวลต์

และอีกครั้งเราจะวิเคราะห์วงจรเดียวกัน แต่เราจะนำเสนอทรานซิสเตอร์ในรูปแบบของแผ่นเซมิคอนดักเตอร์

เมื่อแรงดันทริกเกอร์ถูกนำไปใช้กับฐานของทรานซิสเตอร์ ปล่อยการเปลี่ยนแปลงและรูอิสระจากตัวปล่อยเริ่มดูดซับอิเล็กตรอนร่วมกัน ฐาน, สร้างกระแสฐานไปข้างหน้าขนาดเล็ก อิบ.

แต่ไม่ใช่ทุกรูที่นำเข้าจากอีซีแอลเข้าสู่ฐานรวมใหม่กับอิเล็กตรอนของมัน โดยปกติ พื้นที่ฐานเสร็จแล้ว บางและในการผลิตทรานซิสเตอร์ของโครงสร้าง ความเข้มข้นของ pnpหลุมใน ปล่อยและ นักสะสมทำมากกว่าความเข้มข้นของอิเล็กตรอนหลายเท่าใน ฐานดังนั้นมีเพียงส่วนเล็ก ๆ ของรูเท่านั้นที่ถูกอิเล็กตรอนฐานดูดกลืน

รูปล่อยจำนวนมากผ่านฐานและตกอยู่ภายใต้การกระทำของแรงดันลบที่สูงขึ้นซึ่งทำหน้าที่ในตัวสะสมและเมื่อรวมกับรูของตัวสะสมแล้วจะย้ายไปที่หน้าสัมผัสเชิงลบซึ่งอิเล็กตรอนอินพุทจะถูกดูดซับโดยกันและกัน ขั้วลบของแหล่งพลังงาน GB.

เป็นผลให้ความต้านทานของวงจรสะสม emitter-base-collectorลดลงและกระแสไฟสะสมโดยตรงในนั้น อิกหลายเท่าของกระแสฐาน อิบโซ่ ฐานปล่อย.

ยังไง มากกว่า มากกว่ารูถูกแนะนำจากอีซีแอลเข้าสู่ฐาน the สำคัญกว่ากระแสในวงจรสะสม และในทางกลับกันกว่า น้อยปลดล็อคแรงดันไฟฟ้าบนฐาน the น้อยกระแสในวงจรสะสม

หากในช่วงเวลาของการทำงานของทรานซิสเตอร์ มีมิลลิแอมป์มิเตอร์รวมอยู่ในวงจรฐานและวงจรสะสม เมื่อปิดทรานซิสเตอร์ วงจรเหล่านี้ก็แทบไม่มีกระแสเลย

เมื่อทรานซิสเตอร์เปิด กระแสฐาน อิบจะเป็น 2-3 mA และกระแสของตัวสะสม อิกจะอยู่ที่ประมาณ 60 - 80 mA ทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นว่าทรานซิสเตอร์สามารถเป็น เครื่องขยายเสียงปัจจุบัน.

ในการทดลองเหล่านี้ ทรานซิสเตอร์อยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่งจากสองสถานะ: เปิดหรือปิด การเปลี่ยนทรานซิสเตอร์จากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของแรงดันทริกเกอร์บนฐาน อุบล. ทรานซิสเตอร์ชนิดนี้เรียกว่า เปลี่ยนโหมดหรือ กุญแจ. โหมดการทำงานของทรานซิสเตอร์นี้ใช้ในเครื่องมือและอุปกรณ์อัตโนมัติ

เราจะทำสิ่งนี้ให้เสร็จ และในตอนต่อไป เราจะวิเคราะห์การทำงานของทรานซิสเตอร์โดยใช้ตัวอย่างของแอมพลิฟายเออร์ความถี่เสียงอย่างง่ายที่ประกอบบนทรานซิสเตอร์ตัวเดียว
ขอให้โชคดี!

วรรณกรรม:

1. Borisov V.G. - นักวิทยุสมัครเล่นรุ่นเยาว์ พ.ศ. 2528
2. E. Iceberg - ทรานซิสเตอร์ .. มันง่ายมาก! พ.ศ. 2507

หากคุณชอบบทความนี้ - แบ่งปันกับเพื่อนของคุณ:

35 ความคิดเห็น

ทรานซิสเตอร์สองขั้ว

ทรานซิสเตอร์สองขั้ว- อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ ทรานซิสเตอร์ชนิดหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อขยาย สร้าง และแปลงสัญญาณไฟฟ้า ทรานซิสเตอร์เรียกว่า ไบโพลาร์เนื่องจากผู้ให้บริการชาร์จสองประเภทมีส่วนร่วมในการทำงานของอุปกรณ์พร้อมกัน - อิเล็กตรอนและ หลุม. ในนี้มันแตกต่างจาก ขั้วเดียว(field-effect) ทรานซิสเตอร์ซึ่งมีตัวพาประจุเพียงชนิดเดียวเท่านั้นที่เข้าร่วม

หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์ทั้งสองประเภทคล้ายกับการทำงานของวาล์วน้ำที่ควบคุมการไหลของน้ำ มีเพียงการไหลของอิเล็กตรอนที่ไหลผ่านทรานซิสเตอร์เท่านั้น ในทรานซิสเตอร์สองขั้ว กระแสสองขั้วไหลผ่านอุปกรณ์ - กระแสหลัก "ใหญ่" และกระแสควบคุม "เล็ก" กำลังของกระแสไฟหลักขึ้นอยู่กับกำลังของตัวควบคุม ในทรานซิสเตอร์แบบ field-effect มีเพียงกระแสเดียวเท่านั้นที่ไหลผ่านอุปกรณ์ซึ่งกำลังขึ้นอยู่กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในบทความนี้เราจะพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของทรานซิสเตอร์สองขั้ว

อุปกรณ์ทรานซิสเตอร์สองขั้ว

ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ประกอบด้วยชั้นเซมิคอนดักเตอร์สามชั้นและทางแยก PN สองจุด แยกแยะทรานซิสเตอร์ PNP และ NPN ตามประเภทของอินเตอร์ลีฟ รูและการนำไฟฟ้าของอิเล็กตรอน. เหมือนสอง ไดโอดเชื่อมต่อแบบเห็นหน้ากันหรือในทางกลับกัน

ทรานซิสเตอร์สองขั้วมีสามหน้าสัมผัส (อิเล็กโทรด) การติดต่อที่โผล่ออกมาจากชั้นกลางเรียกว่า ฐาน (ฐาน).อิเล็กโทรดปลายเรียกว่า นักสะสมและ ปล่อย (นักสะสมและ ปล่อย). ชั้นฐานมีความบางมากเมื่อเทียบกับตัวสะสมและตัวปล่อย นอกจากนี้ บริเวณเซมิคอนดักเตอร์ที่ขอบของทรานซิสเตอร์จะไม่สมมาตร ชั้นสารกึ่งตัวนำที่ด้านตัวสะสมจะหนากว่าด้านตัวปล่อยเล็กน้อย นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานที่ถูกต้องของทรานซิสเตอร์

การทำงานของทรานซิสเตอร์สองขั้ว

พิจารณากระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของทรานซิสเตอร์สองขั้ว ลองใช้โมเดล NPN เป็นตัวอย่าง หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์ PNP นั้นคล้ายคลึงกันเฉพาะขั้วแรงดันระหว่างตัวสะสมและตัวส่งจะตรงกันข้าม

ตามที่ระบุไว้ใน บทความเกี่ยวกับประเภทของการนำในเซมิคอนดักเตอร์ในสารประเภท P จะมีไอออนที่มีประจุบวก - รู สารประเภท N อิ่มตัวด้วยอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ ในทรานซิสเตอร์ ความเข้มข้นของอิเล็กตรอนในบริเวณ N จะสูงกว่าความเข้มข้นของรูในบริเวณ P มาก

เชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อย V CE (V CE) ภายใต้การกระทำของมัน อิเล็กตรอนจากส่วนบน N จะเริ่มถูกดึงดูดไปยังขั้วบวกและสะสมใกล้ตัวสะสม อย่างไรก็ตามกระแสไม่สามารถไหลได้เนื่องจากสนามไฟฟ้าของแหล่งจ่ายแรงดันไม่ถึงตัวปล่อย สิ่งนี้สามารถป้องกันได้โดยชั้นหนาของสารกึ่งตัวนำตัวสะสมบวกกับชั้นของสารกึ่งตัวนำที่เป็นเบส

ตอนนี้ให้เชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าระหว่างฐานกับอีซีแอล V BE แต่ต่ำกว่า V CE มาก (สำหรับทรานซิสเตอร์ซิลิคอน ค่าต่ำสุดที่ต้องการคือ 0.6V) เนื่องจากชั้น P นั้นบางมาก บวกกับแหล่งจ่ายแรงดันที่เชื่อมต่อกับฐานจะสามารถ "เอื้อม" ด้วยสนามไฟฟ้าไปยังบริเวณ N ของตัวปล่อย ภายใต้การกระทำของมัน อิเล็กตรอนจะไปที่ฐาน บางคนจะเริ่มเติมรูที่อยู่ตรงนั้น (รวมใหม่) ส่วนอื่น ๆ จะไม่พบรูอิสระสำหรับตัวเองเพราะความเข้มข้นของรูในฐานนั้นต่ำกว่าความเข้มข้นของอิเล็กตรอนในตัวปล่อยมาก

เป็นผลให้ชั้นกลางของฐานอุดมไปด้วยอิเล็กตรอนอิสระ ส่วนใหญ่จะไปทางตัวสะสมเนื่องจากแรงดันไฟฟ้านั้นสูงกว่ามาก สิ่งนี้อำนวยความสะดวกด้วยความหนาที่เล็กมากของชั้นกลาง อิเล็กตรอนบางส่วนถึงแม้จะเล็กกว่ามาก แต่ก็ยังไหลไปทางบวกของฐาน

เป็นผลให้เราได้รับสองกระแส: กระแสเล็ก - จากฐานถึงอีซีแอล I BE และกระแสขนาดใหญ่ - จากตัวสะสมไปจนถึงอีซีอีซี

หากแรงดันเบสเพิ่มขึ้น อิเล็กตรอนก็จะสะสมมากขึ้นในชั้น P เป็นผลให้กระแสฐานเพิ่มขึ้นเล็กน้อยและกระแสสะสมจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทางนี้, โดยมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในกระแสฐาน I บี , ตัวสะสมปัจจุบัน I เปลี่ยนไปอย่างมาก จาก. อย่างนั้นแหละ การขยายสัญญาณในทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์. อัตราส่วนของกระแสสะสม I C ต่อกระแสฐาน I B เรียกว่าอัตราขยายปัจจุบัน ระบุ β , hfeหรือ h21eขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของการคำนวณที่ดำเนินการกับทรานซิสเตอร์

แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์สองขั้วที่ง่ายที่สุด

ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการของการขยายสัญญาณในระนาบไฟฟ้าโดยใช้วงจรเป็นตัวอย่าง ฉันจะทำการจองล่วงหน้าว่าโครงการดังกล่าวไม่ถูกต้องทั้งหมด ไม่มีใครเชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเข้ากับแหล่งจ่ายกระแสไฟ AC โดยตรง แต่ในกรณีนี้ มันจะง่ายกว่าและชัดเจนกว่าที่จะเข้าใจกลไกการขยายเสียงโดยใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ นอกจากนี้ เทคนิคการคำนวณในตัวอย่างด้านล่างยังค่อนข้างง่ายอีกด้วย

1. คำอธิบายขององค์ประกอบหลักของห่วงโซ่

สมมุติว่าเรามีทรานซิสเตอร์ที่มีค่าเกน 200 (β = 200) จากด้านข้างของตัวสะสม เราเชื่อมต่อแหล่งพลังงานที่ค่อนข้างทรงพลัง 20V เนื่องจากพลังงานที่จะเกิดการขยายสัญญาณ จากด้านข้างของฐานของทรานซิสเตอร์เราเชื่อมต่อแหล่งพลังงานที่อ่อนแอ 2V เชื่อมต่อแหล่งที่มาเป็นอนุกรม แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในรูปของไซน์ที่มีแอมพลิจูดการสั่น 0.1V นี่จะเป็นสัญญาณที่จะขยาย จำเป็นต้องมีตัวต้านทาน Rb ใกล้กับฐานเพื่อจำกัดกระแสที่มาจากแหล่งสัญญาณ ซึ่งมักจะใช้พลังงานต่ำ

2. การคำนวณฐานอินพุตปัจจุบัน I ข

ทีนี้ลองคำนวณกระแสฐาน I b เนื่องจากเรากำลังเผชิญกับแรงดันไฟฟ้าสลับ เราจึงต้องคำนวณค่าปัจจุบันสองค่า - ที่แรงดันไฟฟ้าสูงสุด (V สูงสุด) และค่าต่ำสุด (V นาที) เรียกค่าปัจจุบันเหล่านี้ตามลำดับ - I bmax และ I bmin

นอกจากนี้ ในการคำนวณกระแสฐาน คุณจำเป็นต้องรู้แรงดันเบส-อิมิตเตอร์ V BE มีจุดเชื่อมต่อ PN หนึ่งจุดระหว่างฐานกับตัวปล่อย ปรากฎว่ากระแสฐาน "ตรง" กับไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ในทางของมัน แรงดันไฟฟ้าที่ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์เริ่มดำเนินการคือประมาณ 0.6V เราจะไม่ลงรายละเอียด ลักษณะแรงดันกระแสของไดโอดและเพื่อความง่ายในการคำนวณ เราใช้แบบจำลองโดยประมาณ โดยที่แรงดันไฟฟ้าบนไดโอดนำกระแสจะอยู่ที่ 0.6V เสมอ ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าระหว่างฐานและตัวปล่อยคือ V BE = 0.6V และเนื่องจากอีซีแอลเชื่อมต่อกับกราวด์ (V E = 0) แรงดันไฟฟ้าจากฐานถึงกราวด์จึงเป็น 0.6V (V B = 0.6V)

ลองคำนวณ I bmax และฉัน bmin โดยใช้กฎของโอห์ม:

2. การคำนวณกระแสเอาท์พุตของตัวสะสม I จาก

ตอนนี้เมื่อทราบอัตราขยาย (β = 200) เราสามารถคำนวณค่าสูงสุดและต่ำสุดของกระแสสะสม (I cmax และ I cmin) ได้อย่างง่ายดาย

3. การคำนวณแรงดันไฟขาออก V ออก

กระแสสะสมไหลผ่านตัวต้านทาน Rc ซึ่งเราคำนวณไว้แล้ว มันยังคงแทนที่ค่า:

4. การวิเคราะห์ผลลัพธ์

ดังจะเห็นได้จากผลลัพธ์ V Cmax กลับกลายเป็นน้อยกว่า V Cmin นี่เป็นเพราะแรงดันไฟฟ้าข้าม V Rc ถูกลบออกจากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย VCC อย่างไรก็ตาม ในกรณีส่วนใหญ่สิ่งนี้ไม่สำคัญ เนื่องจากเราสนใจองค์ประกอบตัวแปรของสัญญาณ นั่นคือ แอมพลิจูด ซึ่งเพิ่มขึ้นจาก 0.1V เป็น 1V ความถี่และรูปคลื่นไซน์ไม่เปลี่ยนแปลง แน่นอนว่า V out / V ในอัตราส่วนสิบเท่าอยู่ไกลจากตัวบ่งชี้ที่ดีที่สุดสำหรับแอมพลิฟายเออร์ แต่ค่อนข้างเหมาะสมสำหรับการแสดงภาพประกอบกระบวนการขยายสัญญาณ

เรามาสรุปหลักการทำงานของแอมพลิฟายเออร์บนทรานซิสเตอร์สองขั้วกัน กระแส I b ไหลผ่านฐาน โดยมีค่าคงที่และองค์ประกอบแปรผัน จำเป็นต้องมีส่วนประกอบคงที่เพื่อให้ทางแยก PN ระหว่างฐานกับตัวปล่อยเริ่มดำเนินการ - "เปิด" อันที่จริงองค์ประกอบตัวแปรคือสัญญาณเอง (ข้อมูลที่เป็นประโยชน์) ความแรงของกระแสคอลเลคเตอร์-อิมิตเตอร์ภายในทรานซิสเตอร์เป็นผลมาจากการคูณกระแสฐานด้วยอัตราขยาย β ในทางกลับกัน แรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน Rc เหนือตัวสะสมเป็นผลมาจากการคูณกระแสสะสมที่ขยายด้วยค่าของตัวต้านทาน

ดังนั้นเอาต์พุต V out จะรับสัญญาณที่มีแอมพลิจูดของการแกว่งเพิ่มขึ้น แต่ด้วยรูปร่างและความถี่ที่เก็บรักษาไว้ สิ่งสำคัญคือต้องเน้นว่าทรานซิสเตอร์ใช้พลังงานเพื่อขยายจากแหล่งจ่ายไฟ VCC หากแรงดันไฟไม่เพียงพอ ทรานซิสเตอร์ก็จะทำงานได้ไม่เต็มที่ และสัญญาณเอาท์พุตอาจเพี้ยน

โหมดการทำงานของทรานซิสเตอร์สองขั้ว

ตามระดับแรงดันไฟฟ้าบนอิเล็กโทรดของทรานซิสเตอร์มีโหมดการทำงานสี่โหมด:

โหมดปิด.

โหมดแอคทีฟ (โหมดแอคทีฟ)

โหมดอิ่มตัว

โหมดย้อนกลับ

โหมดลัด

เมื่อแรงดันเบส-อิมิตเตอร์ต่ำกว่า 0.6V - 0.7V จุดเชื่อมต่อ PN ระหว่างฐานและตัวปล่อยจะปิด ในสถานะนี้ ทรานซิสเตอร์ไม่มีกระแสเบส เป็นผลให้จะไม่มีกระแสสะสมเนื่องจากไม่มีอิเล็กตรอนอิสระในฐานพร้อมที่จะเคลื่อนไปสู่แรงดันของตัวสะสม ปรากฎว่าทรานซิสเตอร์ถูกล็อคและพวกเขาบอกว่าอยู่ใน โหมดลัด.

โหมดแอคทีฟ

ที่ โหมดแอคทีฟแรงดันไฟฟ้าที่ฐานเพียงพอที่จะเปิดทางแยก PN ระหว่างฐานกับตัวปล่อย ในสถานะนี้ ทรานซิสเตอร์มีกระแสเบสและตัวสะสม กระแสสะสมเท่ากับกระแสฐานคูณด้วยเกน นั่นคือโหมดแอคทีฟเป็นโหมดการทำงานปกติของทรานซิสเตอร์ซึ่งใช้สำหรับการขยายสัญญาณ

โหมดอิ่มตัว

บางครั้งกระแสฐานอาจใหญ่เกินไป เป็นผลให้กำลังจ่ายไม่เพียงพอที่จะให้กระแสสะสมที่จะสอดคล้องกับอัตราขยายของทรานซิสเตอร์ ในโหมดอิ่มตัว กระแสสะสมจะเป็นค่าสูงสุดที่แหล่งจ่ายไฟสามารถให้ได้และจะไม่ได้รับผลกระทบจากกระแสฐาน ในสถานะนี้ ทรานซิสเตอร์ไม่สามารถขยายสัญญาณได้ เนื่องจากกระแสของตัวสะสมไม่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของกระแสฐาน

ในโหมดอิ่มตัว ค่าการนำไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์มีค่าสูงสุด และเหมาะสำหรับการทำงานของสวิตช์ (คีย์) ในสถานะ "เปิด" มากกว่า ในทำนองเดียวกัน ในโหมดลัด ค่าการนำไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์จะน้อยที่สุด และสอดคล้องกับสวิตช์ในสถานะ "ปิด"

โหมดผกผัน

ในโหมดนี้ บทบาทสวิตช์คอลเลคเตอร์และอีซีแอล: ชุมทาง PN ของตัวรวบรวมเป็นแบบเอนเอียงไปข้างหน้า และทางแยกอีซีแอลเป็นแบบเอนเอียงแบบย้อนกลับ เป็นผลให้กระแสไหลจากฐานไปยังตัวสะสม บริเวณเซมิคอนดักเตอร์ของตัวสะสมไม่สมมาตรกับตัวปล่อย และเกนในโหมดผกผันจะต่ำกว่าในโหมดแอคทีฟปกติ การออกแบบทรานซิสเตอร์ทำขึ้นเพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดในโหมดแอ็คทีฟ ดังนั้นในโหมดผกผัน ทรานซิสเตอร์จึงไม่ถูกใช้งานจริง

พารามิเตอร์พื้นฐานของทรานซิสเตอร์สองขั้ว

กำไรในปัจจุบัน- อัตราส่วนของกระแสสะสม I C ต่อกระแสฐาน I B . ระบุ β , hfeหรือ h21eขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของการคำนวณที่ดำเนินการกับทรานซิสเตอร์

β เป็นค่าคงที่สำหรับทรานซิสเตอร์หนึ่งตัว และขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางกายภาพของอุปกรณ์ อัตราขยายสูงคำนวณเป็นหลายร้อยหน่วย ต่ำ - เป็นสิบ สำหรับทรานซิสเตอร์ประเภทเดียวกันแยกกันสองตัว แม้ว่าจะเป็น "เพื่อนบ้านตามท่อส่ง" ในระหว่างการผลิต β อาจแตกต่างกันเล็กน้อย ลักษณะของทรานซิสเตอร์สองขั้วนี้อาจจะสำคัญที่สุด หากการคำนวณพารามิเตอร์อื่น ๆ ของอุปกรณ์มักจะถูกละเลย กำไรในปัจจุบันแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย

อิมพีแดนซ์อินพุต- ความต้านทานในทรานซิสเตอร์ซึ่ง "ตรง" กับกระแสฐาน ระบุ R ใน (R ใน). ยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใด คุณสมบัติการขยายสัญญาณของอุปกรณ์ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น เนื่องจากมักจะมีแหล่งสัญญาณอ่อนที่ด้านฐาน ซึ่งคุณต้องกินกระแสไฟให้น้อยที่สุด ตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดคือเมื่อความต้านทานอินพุตเท่ากับอินฟินิตี้

R สำหรับทรานซิสเตอร์สองขั้วโดยเฉลี่ยคือหลายร้อย KΩ (กิโลโอห์ม) ที่นี่ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์สูญเสียทรานซิสเตอร์แบบ field-effect อย่างมาก โดยที่ความต้านทานอินพุตสูงถึงหลายร้อยGΩ (กิกะโอห์ม)

การนำไฟฟ้าขาออก- ค่าการนำไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์ระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อย ยิ่งมีการนำเอาท์พุตมากขึ้น กระแสคอลเลคเตอร์-อิมิตเตอร์ก็จะยิ่งสามารถผ่านทรานซิสเตอร์ได้โดยใช้พลังงานน้อยลง

นอกจากนี้ ด้วยการนำเอาท์พุตที่เพิ่มขึ้น (หรืออิมพีแดนซ์เอาต์พุตที่ลดลง) โหลดสูงสุดที่แอมพลิฟายเออร์สามารถทนต่อการสูญเสียเล็กน้อยในเกนโดยรวมจะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น หากทรานซิสเตอร์ที่มีค่าการนำไฟฟ้าเอาท์พุตต่ำขยายสัญญาณ 100 เท่าโดยไม่มีโหลด จากนั้นเมื่อเชื่อมต่อโหลด 1KΩ ก็จะขยายเพียง 50 เท่าเท่านั้น ทรานซิสเตอร์ที่มีอัตราขยายเท่ากันแต่ค่าการนำไฟฟ้าที่สูงกว่าจะมีอัตราขยายลดลง ตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดคือเมื่อค่าการนำไฟฟ้าเอาต์พุตเท่ากับอินฟินิตี้ (หรือความต้านทานเอาต์พุต R out \u003d 0 (R out \u003d 0))

ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานบนเซมิคอนดักเตอร์ที่มีการเติมแบบอิเล็กทรอนิกส์ ออกแบบมาเพื่อแปลงและขยายสัญญาณไฟฟ้า อุปกรณ์มีสองประเภท: และทรานซิสเตอร์แบบขั้วเดียวหรือแบบสนาม

หากตัวพาประจุสองประเภททำงานพร้อมกันในทรานซิสเตอร์ - รูและอิเล็กตรอนจะเรียกว่าไบโพลาร์ หากประจุเพียงชนิดเดียวเท่านั้นที่ใช้งานได้ในทรานซิสเตอร์ แสดงว่าประจุนั้นเป็นแบบขั้วเดียว

ลองนึกภาพการทำงานของก๊อกน้ำธรรมดา หมุนวาล์ว - การไหลของน้ำเพิ่มขึ้น หันไปทางอื่น - การไหลลดลงหรือหยุด ในทางปฏิบัติ นี่คือหลักการทำงานของทรานซิสเตอร์ แทนที่จะเป็นน้ำกระแสของอิเล็กตรอนจะไหลผ่าน หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์ชนิดไบโพลาร์มีลักษณะเฉพาะในกระแสสองประเภทที่ไหลผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นี้ พวกเขาจะแบ่งออกเป็นขนาดใหญ่หรือหลักและขนาดเล็กหรือผู้จัดการ นอกจากนี้พลังของกระแสควบคุมยังส่งผลต่อพลังของกระแสหลัก พิจารณาว่าหลักการทำงานของมันแตกต่างจากที่อื่น ผ่านตัวเดียวเท่านั้นขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม

ทรานซิสเตอร์สองขั้วทำจากเซมิคอนดักเตอร์ 3 ชั้น และที่สำคัญที่สุดคือจากทางแยก PN สองจุด จำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่างทางแยก PNP และ NPN และดังนั้นทรานซิสเตอร์ ในเซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้ มีการสลับกันของการนำอิเล็กตรอนและรู

ทรานซิสเตอร์สองขั้วมีสามพิน นี่คือฐาน หน้าสัมผัสที่ออกมาจากชั้นกลาง และขั้วไฟฟ้าสองขั้วที่ขอบ - ตัวปล่อยและตัวสะสม เมื่อเทียบกับอิเล็กโทรดปลายเหล่านี้ ชั้นฐานจะบางมาก ที่ขอบของทรานซิสเตอร์ บริเวณเซมิคอนดักเตอร์ไม่สมมาตร เพื่อการทำงานที่ถูกต้องของอุปกรณ์นี้ เลเยอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่อยู่ด้านตัวสะสมจะต้องหนากว่าด้านอีมิตเตอร์เล็กน้อย

หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์ขึ้นอยู่กับกระบวนการทางกายภาพ มาทำงานกับโมเดล PNP กันเถอะ การทำงานของแบบจำลอง NPN จะคล้ายกัน ยกเว้นขั้วแรงดันไฟฟ้าระหว่างองค์ประกอบพื้นฐานเช่นตัวสะสมและตัวปล่อย มันจะชี้ไปในทิศทางตรงกันข้าม

สารประเภท P มีรูหรือไอออนที่มีประจุบวก สสารประเภท N ประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ ในทรานซิสเตอร์ที่เรากำลังพิจารณา จำนวนรูในบริเวณ P นั้นมากกว่าจำนวนอิเล็กตรอนในภูมิภาค N มาก

เมื่อมีการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟระหว่างส่วนต่างๆ เช่น อีซีแอลและตัวสะสม หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์จะขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่ารูเริ่มถูกดึงดูดไปที่ขั้วและรวมตัวกันใกล้กับตัวปล่อย แต่ไม่มีกระแส สนามไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายแรงดันไม่ถึงตัวสะสมเนื่องจากชั้นหนาของสารกึ่งตัวนำอีซีแอลและชั้นของสารกึ่งตัวนำฐาน
จากนั้นเราเชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟที่มีองค์ประกอบต่างกัน กล่าวคือระหว่างฐานกับตัวปล่อย ตอนนี้หลุมกำลังมุ่งหน้าไปยังฐานและเริ่มมีปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กตรอน ส่วนกลางของฐานมีรูพรุน เป็นผลให้เกิดสองกระแส ใหญ่ - จากอีซีแอลถึงตัวสะสม เล็ก - จากฐานถึงอีซีแอล

เมื่อแรงดันฐานเพิ่มขึ้น จะมีรูมากขึ้นในเลเยอร์ N กระแสฐานจะเพิ่มขึ้น และกระแสอีซีแอลจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในกระแสฐาน กระแสอีซีแอลจะเพิ่มขึ้นค่อนข้างมาก เป็นผลให้เราได้รับสัญญาณการเติบโตของทรานซิสเตอร์สองขั้ว

พิจารณาหลักการทำงานของทรานซิสเตอร์ขึ้นอยู่กับโหมดการทำงานของทรานซิสเตอร์ มีโหมดแอ็คทีฟปกติ, โหมดแอ็คทีฟผกผัน, โหมดอิ่มตัว, โหมดคัทออฟ
เมื่อแอ็คทีฟ ชุมทางอีซีแอลจะเปิดและชุมทางคอลเลคเตอร์จะปิด ในโหมดย้อนกลับ ทุกอย่างเกิดขึ้นในทางตรงกันข้าม

พิจารณาวงจรสวิตชิ่งของทรานซิสเตอร์ที่มีอีซีแอลทั่วไป
- ระยะของชื่อของการรวมนี้พูดถึงลักษณะเฉพาะของโครงการนี้แล้ว อีซีแอลทั่วไปและใน kration เป็น OE หมายถึงความจริงที่ว่าอินพุตของวงจรนี้และเอาต์พุตมีอีซีแอลร่วมกัน
พิจารณาสคีมา:

ในวงจรนี้ เราจะเห็นอุปกรณ์จ่ายไฟสองตัว โดย 1.5 โวลต์แรกใช้เป็นสัญญาณอินพุตสำหรับทรานซิสเตอร์และวงจรทั้งหมด แหล่งจ่ายไฟที่สองคือ 4.5 โวลต์ บทบาทของมันคือการจ่ายพลังงานให้กับทรานซิสเตอร์และวงจรทั้งหมด องค์ประกอบวงจร Rn คือโหลดของทรานซิสเตอร์หรือง่ายกว่าคือผู้บริโภค
ทีนี้มาดูการทำงานของวงจรนี้กัน: แหล่งจ่ายไฟ 1.5 โวลต์ทำหน้าที่เป็นสัญญาณอินพุตสำหรับทรานซิสเตอร์ เข้าสู่ฐานของทรานซิสเตอร์ มันจะเปิดขึ้น หากเราพิจารณาวัฏจักรเต็มของการเคลื่อนผ่านของกระแสฐาน จะเป็นดังนี้: กระแสผ่านจากบวกเป็นลบ นั่นคือ จากแหล่งพลังงาน 1.5 โวลต์ กล่าวคือ จากขั้ว + กระแสจะไหลผ่าน ตัวปล่อยทั่วไปผ่านฐานและปิดวงจรที่ขั้วแบตเตอรี่ 1.5 โวลต์ ในขณะที่กระแสไหลผ่านฐาน ทรานซิสเตอร์เปิดอยู่ ดังนั้นทรานซิสเตอร์จึงยอมให้แหล่งพลังงานที่สอง 4.5 โวลต์จ่ายพลังงาน Rn มาดูกระแสไหลจากแหล่งจ่ายไฟ 4.5 โวลต์ที่สองกัน เมื่อทรานซิสเตอร์ถูกเปิดโดยกระแสอินพุตของฐาน กระแสจะไหลผ่านอีซีแอลของทรานซิสเตอร์จากแหล่งพลังงาน 4.5 โวลต์ และออกจากตัวสะสมโดยตรงไปยังโหลด Rn
อัตราขยายจะเท่ากับอัตราส่วนของกระแสสะสมต่อกระแสฐานและมักจะสามารถเข้าถึงได้จากหลักสิบถึงหลายร้อย ทรานซิสเตอร์ที่เชื่อมต่อตามวงจรอีซีแอลทั่วไปสามารถให้กำลังขยายสัญญาณสูงสุดในทางทฤษฎี เทียบกับตัวเลือกอื่นๆ สำหรับการเปิดทรานซิสเตอร์
ตอนนี้ให้พิจารณาวงจรสำหรับการเปิดทรานซิสเตอร์ที่มีตัวสะสมทั่วไป:



ในแผนภาพนี้ เราจะเห็นว่ามีตัวสะสมทั่วไปที่อินพุตและเอาต์พุตของทรานซิสเตอร์ ดังนั้นวงจรนี้จึงถูกเรียกด้วยตัวสะสมทั่วไปตกลง
ลองพิจารณาการทำงานของมัน: ในวงจรก่อนหน้านี้ สัญญาณอินพุตมาถึงฐาน (ในกรณีของเรา นี่คือกระแสฐาน) เปิดทรานซิสเตอร์ เมื่อเปิดทรานซิสเตอร์กระแสจากแบตเตอรี่ 4.5 V จะส่งผ่านจากขั้วแบตเตอรี่ + ผ่านโหลด Rn เข้าสู่ตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ผ่านตัวสะสมและสิ้นสุดวงกลม อินพุตของน้ำตกที่มีการรวม OK นี้มีความต้านทานสูง โดยปกติตั้งแต่หนึ่งในสิบของเมกะโอห์มไปจนถึงหลายเมกะโอห์มเนื่องจากจุดเชื่อมต่อตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ถูกล็อค และในทางกลับกัน อิมพีแดนซ์เอาต์พุตของน้ำตกมีขนาดเล็ก ซึ่งทำให้สามารถใช้การเรียงซ้อนดังกล่าวเพื่อให้ตรงกับน้ำตกก่อนหน้ากับโหลดได้ น้ำตกที่มีทรานซิสเตอร์เชื่อมต่อตามวงจรสะสมทั่วไปไม่ได้ขยายแรงดันไฟฟ้า แต่จะขยายกระแส (ปกติ 10 ... 100 เท่า) เราจะกลับไปที่รายละเอียดเหล่านี้ในบทความต่อไปนี้ เนื่องจากไม่สามารถครอบคลุมทุกอย่างและทุกคนได้ในคราวเดียว
ลองพิจารณาวงจรสวิตชิ่งของทรานซิสเตอร์ที่มีฐานร่วมกัน



ชื่อของ OB บอกเรามากมายแล้วในตอนนี้ - หมายความว่าการเปิดทรานซิสเตอร์ซึ่งเป็นฐานทั่วไปเกี่ยวกับอินพุตและเอาต์พุตของทรานซิสเตอร์
ในวงจรนี้ สัญญาณอินพุทจะถูกใช้ระหว่างฐานกับอีซีแอล - ซึ่งเป็นสิ่งที่แบตเตอรี่ที่มีค่าเล็กน้อย 1.5 V ทำหน้าที่เรา กระแสจะผ่านวงจรจากขั้วบวกผ่านตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ตามฐาน ดังนั้น การเปิดทรานซิสเตอร์สำหรับการส่งผ่านแรงดันไฟฟ้าจากตัวสะสมไปยังโหลดRн อิมพีแดนซ์อินพุตของแคสเคดมีขนาดเล็กและมักจะอยู่ในช่วงตั้งแต่หน่วยถึงหลายร้อยโอห์ม ซึ่งเป็นผลมาจากข้อเสียของการอธิบายการเปิดสวิตช์ของทรานซิสเตอร์ นอกจากนี้ สำหรับการทำงานของแคสเคดที่มีทรานซิสเตอร์เชื่อมต่อตามวงจรฐานทั่วไป จำเป็นต้องใช้พาวเวอร์ซัพพลายแยกกันสองตัว และเกนกระแสคาสเคดจะน้อยกว่าความสามัคคี แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นของน้ำตกมักจะสูงถึงหลายสิบถึงหลายร้อยเท่า
ที่นี่เราพิจารณาวงจรสวิตชิ่งทรานซิสเตอร์สามวงจรเพื่อขยายความรู้ ฉันสามารถเพิ่มสิ่งต่อไปนี้:
ยิ่งความถี่ของสัญญาณที่อินพุตของสเตจทรานซิสเตอร์สูงเท่าใด เกนของกระแสก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น
ชุมทางตัวสะสมของทรานซิสเตอร์มีความต้านทานสูง การเพิ่มความถี่นำไปสู่การลดลงของความจุปฏิกิริยาของชุมทางตัวรวบรวมซึ่งนำไปสู่การแบ่งและการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติการขยายสัญญาณของน้ำตกอย่างมีนัยสำคัญ

ทรานซิสเตอร์อยู่ในหมวดอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ในทางวิศวกรรมไฟฟ้า มันถูกใช้เป็นเครื่องกำเนิดและแอมพลิฟายเออร์ออสซิลเลชันไฟฟ้า พื้นฐานของอุปกรณ์คือคริสตัลที่อยู่ในเคส สำหรับการผลิตคริสตัลจะใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์พิเศษซึ่งอยู่ในคุณสมบัติของมันอยู่ในตำแหน่งกลางระหว่างฉนวนและตัวนำ ทรานซิสเตอร์ใช้ในวิทยุและ วงจรไฟฟ้า. อุปกรณ์เหล่านี้อาจเป็น แต่ละคนมีพารามิเตอร์และลักษณะเฉพาะของตนเอง

คุณสมบัติของทรานซิสเตอร์สองขั้ว

กระแสไฟฟ้าในทรานซิสเตอร์สองขั้วเกิดขึ้นจากประจุไฟฟ้าที่มีขั้วบวกและขั้วลบ หลุมมีขั้วบวกในขณะที่อิเล็กตรอนมีขั้วลบ สำหรับอุปกรณ์ประเภทนี้จะใช้ผลึกเจอร์เมเนียมหรือซิลิกอนซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่นำมาพิจารณาเมื่อสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์

พื้นฐานของคริสตัลเป็นวัสดุบริสุทธิ์พิเศษ สำหรับพวกเขาจะมีการเพิ่มสิ่งสกปรกพิเศษในปริมาณที่แน่นอน มันคือพวกมันที่มีอิทธิพลต่อการเกิดขึ้นของอิเล็กตรอนหรือการนำรูในผลึก พวกมันถูกกำหนดตามลำดับเป็น n- หรือ p-conductivity มีการก่อตัวของฐานซึ่งเป็นหนึ่งในอิเล็กโทรด สิ่งเจือปนพิเศษที่นำเข้าสู่พื้นผิวคริสตัลจะเปลี่ยนค่าการนำไฟฟ้าของฐานไปเป็นค่าที่ตรงกันข้าม เป็นผลให้พวกมันก่อตัว โซน np-nหรือ p-n-p ซึ่งเป็นข้อสรุปที่เชื่อมโยงกัน ดังนั้นทรานซิสเตอร์จึงถูกสร้างขึ้น

แหล่งที่มาของตัวพาประจุเรียกว่าตัวปล่อย และตัวรวบรวมตัวพาคือตัวสะสม ระหว่างพวกเขาเป็นโซนที่ทำหน้าที่เป็นฐาน ขั้วของอุปกรณ์ถูกตั้งชื่อตามอิเล็กโทรดที่เชื่อมต่อ เมื่อสัญญาณอินพุตในรูปของแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กมาถึงตัวปล่อย กระแสจะไหลในวงจรระหว่างมันกับตัวสะสม รูปแบบของกระแสนี้เกิดขึ้นพร้อมกับสัญญาณอินพุต แต่ค่าของมันเพิ่มขึ้นอย่างมาก นี่คือคุณสมบัติการขยายสัญญาณของทรานซิสเตอร์อย่างแม่นยำ

การทำงานของทรานซิสเตอร์สนามผล

ในทรานซิสเตอร์แบบ field-effect การเคลื่อนที่ตามทิศทางของอิเล็กตรอนหรือรูจะเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของ สนามไฟฟ้าซึ่งสร้างขึ้นบนอิเล็กโทรดที่สามโดยแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ตัวนำพาออกมาจากอิเล็กโทรดเดียวจึงเรียกว่าแหล่งกำเนิด อิเล็กโทรดที่สองซึ่งรับประจุเรียกว่าท่อระบายน้ำ อิเล็กโทรดที่สามซึ่งควบคุมการเคลื่อนที่ของอนุภาคเรียกว่าเกท ส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าซึ่งถูกจำกัดโดยท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิดเรียกว่าช่องสัญญาณ ดังนั้นอุปกรณ์เหล่านี้จึงเรียกว่าอุปกรณ์ช่องสัญญาณ ความต้านทานของช่องสัญญาณเปลี่ยนแปลงภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นที่ประตู ปัจจัยนี้ส่งผลต่อกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านช่องสัญญาณ

ประเภทของผู้ให้บริการชาร์จมีผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน ในช่อง n มีการเคลื่อนที่โดยตรงของอิเล็กตรอน และในช่อง p รูจะเคลื่อนที่ ดังนั้นกระแสจึงปรากฏขึ้นภายใต้การกระทำของผู้ให้บริการด้วยสัญญาณเดียว นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างทรานซิสเตอร์แบบสนามและแบบไบโพลาร์

หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามแต่ละอันเป็นกระแส unipolar ต้องการ แรงดันคงที่เพื่อให้การชดเชยเริ่มต้น ค่าขั้วขึ้นอยู่กับประเภทของช่องสัญญาณ และแรงดันไฟฟ้าจะสัมพันธ์กับอุปกรณ์ประเภทใดประเภทหนึ่ง โดยทั่วไป มีความน่าเชื่อถือในการใช้งาน สามารถทำงานในช่วงความถี่กว้าง และมีอิมพีแดนซ์อินพุตขนาดใหญ่