çift ​​kutuplu transistörler. Bipolar transistörler: anahtarlama devreleri. Ortak bir yayıcı ile iki kutuplu bir transistörü açma şeması

Ortak emitör devresi

Ortak yayıcıya (CE) sahip bir devre, şekil 2'de gösterilmektedir. 1.11. transistör p-r-p bu devrede OB'li devrede olduğu gibi çalışır. Sadece genel kabul görmüş akım yönünün ( +E İLE – voltaj kaynağı), Şek. 1.11 A, elektron hareket yönünün tersidir. OE'li bir devrenin karakteristik bir özelliği, yükün kollektör devresinde bulunmasıdır (Şekil 1.11.6).

Pirinç. 1.11. Ortak bir emitör (a) ile bir transistörü açma şeması; diyagramlardaki tipik görüntü(B)

OB'li devreye gelince, bu devrede giriş sinyali baz ile emitör arasındaki gerilim, çıkış değerleri ise kollektör akımıdır. BEN k ve yük gerilimi sen dışarı = BEN İle R n OE'li devredeki transistör, akım transfer katsayısı ile karakterize edilir

OB ile şema için α katsayısı ile ilgili olan β = 10...100 değerlerine sahip olmak:

OE ile devrenin kazançlarının değerlerini tahmin edelim ("E" indeksi ile gösterilirler).

OB devresinde olduğu gibi çıkış akımı akımdır. BEN k, akan ancak yük ve giriş akımı (OB'li devrenin aksine) temel akımdır BEN B; OE devresinin akım kazancı

α = 0,98'de KIE = 0,98/(1 – 0,98) ≈ 50, yani OB'li devre için benzer katsayıdan birçok kez daha büyük olan birkaç on.

OE devresindeki giriş direnci de OB devresindekinden önemli ölçüde daha yüksektir, çünkü OE devresinde giriş akımı temel akımdır ve OB devresinde emitör akımının birçok katıdır (yani, 1/(1 - α ) ≈ β kez):

OE'li devredeki giriş direncinin değeri, OB'li devredekinden ≈ β kat daha fazladır ve yüzlerce ohm tutarındadır.

OE'li devredeki voltaj kazancı, OB'li devre için aynı katsayı ile orantılıdır:

Güç kazancı açısından, çok daha yüksek akım kazancı nedeniyle OE'li devre, OB'li devreyi de birçok kez aşar:

ve akım transfer katsayısına β ve yük direncinin giriş direncine oranına bağlıdır.

Belirtilen özellikler nedeniyle, OE şeması çok geniş bir uygulama bulmuştur.

Ortak Yayıcı Devrenin Giriş ve Çıkış Özellikleri

Devrenin çalışması genellikle belirli bir anahtarlama devresindeki transistörün giriş ve çıkış karakteristikleri kullanılarak tanımlanır. OE'li bir devre için giriş karakteristiği, giriş akımının devre girişindeki gerilime bağımlılığıdır, yani. BEN B = F (UBE) voltaj toplayıcı - vericinin sabit değerlerinde ( sen ke = sabit).

Çıkış özellikleri, çıkış akımının bağımlılıklarıdır, örn. kollektör akımı, transistörün kollektörü ile yayıcısı arasındaki voltaj düşüşünden BEN k = F (Ve OLMAK ) temel akımda BEN B = sabit

Giriş karakteristiği, bir ileri voltaj uygulandığında esas olarak diyot tipi karakteristiğini tekrarlar (Şekil 1.12, B). Artan gerilimle sen KE giriş karakteristiği hafifçe sağa kayar.

Pirinç. 1.12. Çıkış (a) ve giriş (B ) ortak emitör devresindeki transistör özellikleri

Çıkış özelliklerinin türü (Şekil 1.12, A) küçük (bölüm OA) ve nispeten büyük değerler bölgesinde keskin bir şekilde farklı sen ke. Transistörün normal çalışması için, baz verici bağlantı noktasına bir ileri voltajın ve taban toplayıcı bağlantısına bir ters voltajın uygulanması gerektiğini hatırlayın. Bu nedenle |1/ke|< 1/БЭ, напряжение на коллекторном переходе оказывается прямым, что резко уменьшает ток BEN ne zaman |UKE| > sen Kolektör bağlantısındaki BE voltajı UBK = UKE - sen BE tersine çevrilir ve bu nedenle esas olarak emitör akımı tarafından belirlenen kollektör akımı üzerinde çok az etkisi olur. Bu voltajda, yayıcı tarafından tabana enjekte edilen ve taban bölgesinden geçen tüm taşıyıcılar dış kaynağa koşar. UBE geriliminde< 0 эмиттер носителей не инжектирует и ток базы BEN B \u003d 0, ancak kollektör devresinde akım akar BEN K0 (en düşük çıkış karakteristiği). Bu akım ters akıma karşılık gelir. BEN Her zamanki p-n-kavşağının 0'ı.

Transistör çalışırken modu değişir. Aslında, transistörden akan akım ne kadar büyükse, yük boyunca voltaj düşüşü o kadar büyük olur ve bu nedenle, transistörün kendisinde voltaj düşüşü o kadar düşük olur. Şek. 1.12 bir, b, sadece tarif et statik mod şema çalışması. Yükün devrenin çalışması üzerindeki dinamiklerini ve etkisini değerlendirmek için, giriş ve çıkış özelliklerine dayalı olarak grafik-analitik bir hesaplama yöntemi kullanılır. Örnek olarak OE'li bir devrenin giriş ve çıkış özelliklerini kullanarak bu yöntemi ele alalım.

x ekseni üzerinde çizilen Ek noktasından ve noktasından geçen düz bir çizgi çizelim. E İle /R n, transistörün çıkış özelliklerinin y ekseninde çizilmiştir. Ortaya çıkan satır denir yük. Nokta E İle /R n bu düz çizgi, transistör kısa devre edildiğinde yük boyunca akabilecek bir akıma karşılık gelir. Nokta E k başka bir aşırı duruma karşılık gelir - devre açıktır, yükten geçen akım sıfırdır ve Uke gerilimi E Nokta R giriş akımına karşılık gelen statik çıkış karakteristiği ile yük hattının kesişimi BEN B, devrenin çalışma modunu belirleyecektir, yani. yük akımı BEN k, üzerindeki voltaj düşüşü sen n = BEN İle R n ve voltaj düşüşü (/ke transistörün kendisinde. Şekil 1.12'de , A nokta R transistöre temel akım beslemesine karşılık gelir BEN B = 1 mA. Baz akım kaynağının olduğunu görmek kolaydır BEN B = 2 mA, çalışma noktasının bir noktaya kaymasına yol açar A ve yük ile transistör arasındaki gerilimlerin yeniden dağıtılması.

Örnek 1.1. Şemayı OE ile hesaplayın ve R n \u003d UBE giriş voltajında ​​110 Ohm \u003d + 0,1 V, besleme voltajı E transistörün özelliklerini kullanarak k \u003d +25 V.

Çözüm. ilişkiyi bulalım E K /R n \u003d 25/110 \u003d 228 mA ve bulunan noktanın eksen üzerinde ertelenmesi BEN için ve anlamı E k \u003d +25 V Uke ekseninde bir yük çizgisi çizeceğiz.

Gerilim 1/BE = 0,1 V için giriş karakteristiğine göre, giriş akımını belirleriz BEN B = 1 mi.

Kesişim noktası R karşılık gelen bir özelliğe sahip düz çizgi BEN B = 1 mA, akımı belirleyecektir BEN k = 150 mA.

yük voltajı

Transistörün kollektörü ile yayıcısı arasındaki voltaj

Sonuç olarak, noktaya karşılık gelen rejimin A, isminde doygunluk modu (verilen değerler için R n ve E şu andaki BEN diyeceğim şey şu ki A mümkün olan en yüksek değere ulaşır). Bir noktaya karşılık gelen mod İÇİNDE (giriş sinyali sıfırdır) ve nokta İLE (giriş sinyali negatiftir ve transistörü kapatır) denir kesme modu. Noktalar arasında yük bulunan bir transistörün tüm ara durumları A Ve İÇİNDE başvurmak aktif mod onun işleri.

Selamlar sevgili arkadaşlar! Bugün bipolar transistörlerden bahsedeceğiz ve bilgiler öncelikle yeni başlayanlar için faydalı olacaktır. Yani, bir transistörün ne olduğu, çalışma prensibi ve genel olarak ne ile yenildiği ile ilgileniyorsanız, o zaman rahat bir sandalye alıp yaklaşıyoruz.

Devam edelim ve burada içeriğimiz var, makalede gezinmek daha uygun olacaktır 🙂

transistör türleri

Transistörler temel olarak iki tiptir: bipolar transistörler ve alan etkili transistörler. Elbette her tür transistörü tek bir makalede ele almak mümkündü ama kafanızda yulaf lapası pişirmek istemiyorum. Bu nedenle, bu yazıda yalnızca iki kutuplu transistörleri ele alacağız ve aşağıdaki makalelerden birinde alan etkili transistörlerden bahsedeceğim. Her şeye tek bir yığın halinde müdahale etmeyeceğiz, ancak her birine ayrı ayrı dikkat edeceğiz.

iki kutuplu transistör

Bipolar transistör, 20. yüzyılın televizyon setlerinde bulunan tüp triyotlarının torunudur. Triyotlar unutulmaya yüz tuttu ve yerini daha işlevsel kardeşlere - transistörlere veya daha doğrusu bipolar transistörlere bıraktı.

Nadir istisnalar dışında triyotlar, müzik severler için ekipmanlarda kullanılır.

Bipolar transistörler böyle görünebilir.

Gördüğünüz gibi, iki kutuplu transistörlerin üç terminali vardır ve tasarım olarak tamamen farklı görünebilirler. Ancak elektrik devrelerinde basit ve her zaman aynı görünürler. Ve tüm bu grafik ihtişam buna benziyor.

Transistörlerin bu görüntüsü aynı zamanda UGO (Koşullu grafik gösterimi) olarak da adlandırılır.

Ayrıca, iki kutuplu transistörler farklı bir iletkenliğe sahip olabilir. NPN tipi ve PNP tipi transistörler vardır.

Bir n-p-n transistör ile bir p-n-p transistör arasındaki fark, yalnızca elektrik yükünün (elektronlar veya "delikler") "taşıyıcısı" olmasıdır. Onlar. bir pnp transistörü için elektronlar yayıcıdan toplayıcıya hareket eder ve taban tarafından kontrol edilir. Bir npn transistörü için, elektronlar toplayıcıdan yayıcıya gider ve baz tarafından kontrol edilir. Sonuç olarak, devrede bir tür iletkenlik transistörünü diğeriyle değiştirmek için uygulanan voltajın polaritesini değiştirmenin yeterli olduğu sonucuna vardık. Veya aptalca güç kaynağının kutuplarını değiştirin.

Bipolar transistörlerin üç terminali vardır: toplayıcı, yayıcı ve taban. UGO ile kafa karıştırmanın zor olacağını düşünüyorum ama gerçek bir transistörde kafa karıştırmak çok kolay.

Genellikle hangi çıktının nerede olduğu dizinden belirlenir, ancak bunu basitçe yapabilirsiniz. Transistör çıkışları, ortak bir noktada (transistörün taban bölgesinde) bağlı iki diyot gibi halkalanır.

Solda, p-n-p tipi bir transistör için bir resim var, çevirirken (bir multimetrenin okumaları aracılığıyla) önünüzde bir noktada katotlarıyla birbirine bağlanmış iki diyotun olduğu hissini yaratıyor. n-p-n tipi bir transistör için, taban noktasındaki diyotlar anotları ile bağlanır. Bir multimetre ile denedikten sonra daha net olacağını düşünüyorum.

Bipolar transistörün çalışma prensibi

Ve şimdi transistörün nasıl çalıştığını anlamaya çalışacağız. Transistörlerin iç yapısının detaylarına girmeyeceğim çünkü bu bilgi sadece kafa karıştırıyor. Bu resme bir baksan iyi olur.

Bu görüntü, bir transistörün nasıl çalıştığını en iyi şekilde açıklar. Bu görüntüde, bir kişi kollektör akımını bir reosta aracılığıyla kontrol ediyor. Baz akıma bakar, eğer taban akımı artarsa ​​kişi h21E transistörün kazancını da hesaba katarak kollektör akımını da arttırır. Temel akım düşerse, kollektör akımı da azalır - bir kişi bunu bir reosta ile düzeltir.

Bu benzetmenin bir transistörün gerçekte nasıl çalıştığıyla hiçbir ilgisi yoktur, ancak nasıl çalıştığını anlamayı kolaylaştırır.

Transistörler için, anlaşılmasını kolaylaştırmayı amaçlayan kurallar not edilebilir. (Bu kurallar kitaptan alınmıştır).

1. Kollektör, yayıcıdan daha pozitif bir potansiyeldedir.
2. Dediğim gibi, baz toplayıcı ve baz emitör devreleri diyot gibi çalışır.
3. Her transistör, kollektör akımı, taban akımı ve kollektör-emitör voltajı gibi limitlerle karakterize edilir.
4. 1-3 kurallarına uyulması durumunda kollektör akımı Ik, temel akım Ib ile doğru orantılıdır. Bu oran bir formül olarak yazılabilir.

Bu formülden, transistörün ana özelliğini ifade edebilirsiniz - küçük bir taban akımı, büyük bir kollektör akımını çalıştırır.

Şu anki kazanç.

Aynı zamanda olarak anılır

Yukarıdakilerin sonuçları, transistör dört modda çalışabilir:

1. transistör kesme modu- bu modda, ana verici bağlantısı kapalıdır, bu, temel verici voltajı yetersiz olduğunda olabilir. Sonuç olarak, taban akımı ve dolayısıyla kollektör akımı yoktur.
2. Transistör aktif modu transistörün normal çalışma modudur. Bu modda, baz verici gerilimi, baz verici bağlantısını açmak için yeterlidir. Taban akımı yeterlidir ve kollektör akımı da mevcuttur. Kollektör akımı, taban akımının kazançla çarpımına eşittir.
3. Transistör doyum modu - transistör, temel akım, güç kaynağının gücünün kollektör akımını daha da artırmak için yeterli olmayacağı kadar büyük olduğunda bu moda geçer. Bu modda, taban akımındaki bir artışın ardından kollektör akımı artamaz.
4. Transistör ters modu- Bu mod nadiren kullanılır. Bu modda, transistörün kolektörü ve yayıcısı ters çevrilir. Bu tür manipülasyonların bir sonucu olarak, transistörün kazancı büyük ölçüde zarar görür. Transistör başlangıçta böyle özel bir modda çalışacak şekilde tasarlanmamıştı.

Bir transistörün nasıl çalıştığını anlamak için belirli devre örneklerine bakmanız gerekir, bu yüzden bazılarına bakalım.

Anahtar modunda transistör

Anahtar modlu transistör, ortak emitörlü transistör devrelerinden biridir. Anahtar modundaki transistör devresi çok sık kullanılır. Bu transistör devresi, örneğin güçlü bir yükü bir mikrodenetleyici aracılığıyla kontrol etmeniz gerektiğinde kullanılır. Denetleyici ayağı güçlü bir yükü çekemez, ancak transistör çekebilir. Kontrolörün transistörü kontrol ettiği ve transistörün güçlü yükü kontrol ettiği ortaya çıktı. İlk önce ilk şeyler.

Bu modun ana özü, taban akımının kollektör akımını kontrol etmesidir. Ayrıca, kollektör akımı taban akımından çok daha büyüktür. Burada çıplak gözle sinyalin mevcut amplifikasyonunun meydana geldiğini görebilirsiniz. Bu amplifikasyon, güç kaynağının enerjisi pahasına gerçekleştirilir.

Şekil, bir transistörün anahtar modunda çalışmasının bir diyagramını göstermektedir.

Transistör devreleri için voltajlar büyük bir rol oynamaz, sadece akımlar önemlidir. Bu nedenle, kollektör akımının taban akımına oranı transistörün kazancından azsa, o zaman her şey yolunda demektir.

Bu durumda tabana 5 volt ve kollektör devresinde 500 voltluk bir voltajımız olsa bile, o zaman kötü bir şey olmayacak, transistör görev bilinciyle yüksek voltaj yükünü değiştirecektir.

Önemli olan, bu voltajların belirli bir transistör için (transistörün özelliklerinde ayarlanmış) sınır değerlerini aşmamasıdır.

Bildiğimiz kadarıyla akım değeri yükün bir özelliğidir.

Ampulün direncini bilmiyoruz ama ampulün çalışma akımının 100mA olduğunu biliyoruz. Transistörün açılması ve böyle bir akımın akışını sağlaması için uygun taban akımını seçmeniz gerekir. Temel direncin değerini değiştirerek temel akımı ayarlayabiliriz.

Transistör kazancının minimum değeri 10 olduğundan, transistörü açmak için taban akımının 10 mA olması gerekir.

İhtiyacımız olan akım biliniyor. Direnç üzerindeki voltajın bu değeri, baz-emitör bağlantısında 0.6V-0.7V düşmesi nedeniyle ortaya çıkmıştır ve bunun dikkate alınması gerektiği unutulmamalıdır.

Sonuç olarak, direncin direncini oldukça bulabiliriz.

Bir dizi dirençten belirli bir değer seçmeye devam ediyor ve bitti.

Şimdi muhtemelen bir transistör anahtarının olması gerektiği gibi çalışacağını düşünüyorsunuz? Baz direnci +5 V'a bağlandığında ışık yanıyor, kapatıldığında ışık sönüyor mu? Cevap evet olabilir veya olmayabilir.

Mesele şu ki, burada küçük bir nüans var.

Direncin potansiyeli toprak potansiyeline eşit olduğunda ampul söner. Direncin voltaj kaynağından basitçe bağlantısı kesilirse, burada her şey o kadar basit değildir. Temel direnç üzerindeki voltaj, manyetikler veya diğer dünya dışı kötü ruhların bir sonucu olarak mucizevi bir şekilde ortaya çıkabilir 🙂

Bu etkiden kaçınmak için aşağıdakileri yapın. Baz ve yayıcı arasına başka bir direnç Rbe bağlanır. Bu direnç, temel direnç Rb'nin en az 10 katı bir değerle seçilir (Bizim durumumuzda 4,3 kOhm'luk bir direnç aldık).

Baz herhangi bir voltaja bağlandığında, transistör olması gerektiği gibi çalışır, direnç Rbe buna müdahale etmez. Temel akımın sadece küçük bir kısmı bu direnç tarafından tüketilir.

Tabana gerilim uygulanmadığı durumda, taban toprak potansiyeline kadar çekilir ve bu da bizi her türlü parazitten kurtarır.

Burada, prensip olarak, transistörün anahtar modda çalışmasını anladık ve görebileceğiniz gibi, anahtar çalışma modu, voltajla bir tür sinyal amplifikasyonudur. Sonuçta, 5V'luk küçük bir voltaj yardımıyla 12 V'luk bir voltajı kontrol ettik.

verici takipçisi

Verici takipçisi, ortak toplayıcı transistör devrelerinin özel bir durumudur.

Ortak bir toplayıcı devresinin ortak bir yayıcı devreden (transistör anahtarı varyantı) ayırt edici bir özelliği, bu devrenin voltaj sinyalini yükseltmemesidir. Tabandan giren, vericiden aynı voltajla çıktı.

Nitekim baza 10 volt uyguladığımızı farz edelim, oysa baz-emitör birleşiminde 0.6-0.7V civarında bir yere ekildiğini biliyoruz. Çıkışın (vericide, Rn yükünde) eksi 0,6V'luk bir taban voltajına sahip olacağı ortaya çıktı.

Tek kelimeyle 9.4V çıktı, neredeyse ne kadar girdi ve çıktı. Bu devrenin voltaj olarak bize sinyali yükseltmeyeceğinden emin olduk.

"Transistörü bu şekilde açmanın anlamı nedir?" - siz soruyorsunuz. Ancak bu planın çok önemli bir özelliği daha olduğu ortaya çıktı. Ortak toplayıcı transistör anahtarlama devresi, güç sinyalini yükseltir. Güç, akım ve voltajın ürünüdür, ancak voltaj değişmediği için, o zaman güç sadece akım nedeniyle artar! Yük akımı, taban akımı ile kollektör akımının toplamıdır. Ancak taban akımı ile kollektör akımını karşılaştırırsak, taban akımı kollektör akımına kıyasla çok küçüktür. Yük akımı kollektör akımına eşittir. Ve sonuç bu formül.

Şimdi verici izleyici devresinin özünün ne olduğunun açık olduğunu düşünüyorum, ama hepsi bu kadar değil.

Verici izleyicinin çok değerli başka bir kalitesi daha vardır - yüksek giriş empedansı. Bu, bu transistör devresinin neredeyse hiç giriş sinyali akımı tüketmediği ve sinyal kaynağı devresine yük yüklemediği anlamına gelir.

Transistörün çalışma prensibini anlamak için bu iki transistör devresi yeterli olacaktır. Ve hala elinizde bir havya ile deneyler yapıyorsanız, o zaman içgörü sizi bekletmeyecektir, çünkü teori teoridir ve pratiktir ve kişisel deneyim yüzlerce kat daha değerlidir!

Transistörler nereden alınır?

Diğer tüm radyo bileşenleri gibi, transistörler de en yakın radyo parçaları mağazasından satın alınabilir. Varoşlarda bir yerde yaşıyorsanız ve bu tür mağazaları duymadıysanız (daha önce yaptığım gibi), o zaman son seçenek kalır - bir çevrimiçi mağazada transistör siparişi verin. Ben sık sık radyo bileşenlerini çevrimiçi mağazalardan sipariş ediyorum, çünkü sıradan bir çevrimdışı mağazada hiçbir şey olmayabilir.

Bununla birlikte, bir cihazı tamamen kendiniz için monte ediyorsanız, o zaman buhar banyosu yapamazsınız, eskisinden alabilir ve tabiri caizse eski radyo bileşenine yeni bir soluk getirebilirsiniz.

Evet arkadaşlar benim için bu kadar. Bugün sana anlatmayı planladığım her şey. Herhangi bir sorunuz varsa yorumlarda sorun, soru yoksa yine de yorum yazın, fikriniz benim için her zaman önemlidir. Bu arada ilk defa yorum bırakan herkese hediye geleceğini unutmayın.

Ayrıca, yeni makalelere abone olduğunuzdan emin olun, çünkü daha birçok ilginç ve faydalı şey sizi bekliyor.

Size iyi şanslar, başarılar ve güneşli bir ruh hali diliyorum!

N/A Vladimir Vasilyev

Not: Arkadaşlar, güncellemeler için abone olmayı unutmayın! Abone olarak, doğrudan gelen kutunuza yeni içerik alacaksınız! Ve bu arada, her abone faydalı bir hediye alacak!

Öyleyse, web sitemizdeki bipolar transistörlerle ilgili hikayenin üçüncü ve son kısmı =) Bugün bu harika cihazları amplifikatör olarak kullanmaktan bahsedeceğiz, mümkün olduğunu düşünün iki kutuplu transistör anahtarlama devreleri ve ana avantajları ve dezavantajları. Başlayalım!

Bu devre, yüksek frekanslı sinyaller kullanıldığında çok iyidir. Prensip olarak, bunun için ilk etapta böyle bir transistör dahil edilmesi kullanılır. Çok büyük dezavantajlar, düşük giriş direnci ve tabii ki akım amplifikasyonunun olmamasıdır. Girişte, çıkışta bir yayıcı akımımız olduğunu kendiniz görün.

Yani emitör akımı, kollektör akımından az miktarda temel akım kadar büyüktür. Ve bu, yalnızca akım kazancı olmadığı değil, ayrıca çıkış akımının giriş akımından biraz daha az olduğu anlamına gelir. Öte yandan, bu devre oldukça büyük bir voltaj aktarım katsayısına sahip olsa da) Bunlar avantaj ve dezavantajlardır, devam ediyoruz ....

Ortak bir toplayıcı ile iki kutuplu bir transistörü açma şeması

Ortak bir kolektöre sahip iki kutuplu bir transistörün anahtarlama devresi böyle görünür. Size hiçbir şey hatırlatmıyor mu?) Devreye biraz farklı bir açıdan bakarsanız, o zaman burada eski dostumuzu - bir yayıcı takipçisini - tanıyacağız. Onun hakkında neredeyse bütün bir makale vardı (), bu yüzden bu şemayla ilgili her şeyi zaten düşündük. Bu arada, ortak bir yayıcı ile en sık kullanılan devreyi bekliyoruz.

Ortak bir yayıcı ile iki kutuplu bir transistörü açma şeması.

Bu şema, yükseltici özellikleri nedeniyle popülerlik kazanmıştır. Tüm devreler arasında sırasıyla akım ve gerilimde en büyük kazancı verir, sinyal gücündeki artış da büyüktür. Devrenin dezavantajı, yükseltme özelliklerinin, sinyalin sıcaklık ve frekansındaki artıştan büyük ölçüde etkilenmesidir.

Tüm devrelerle tanıştık, şimdi bir bipolar transistördeki (ortak bir yayıcı ile) son (ama en az önemli olmayan) amplifikatör devresine daha yakından bakalım. Başlamak için, onu biraz farklı şekilde tasvir edelim:

Bir eksi var - topraklanmış bir yayıcı. Transistörün bu şekilde dahil edilmesiyle, çıkışta elbette ele alınması gereken doğrusal olmayan bozulmalar vardır. Doğrusal olmama, giriş voltajının yayıcı-temel bağlantı voltajı üzerindeki etkisi nedeniyle oluşur. Gerçekten de emitör devresinde "fazladan" hiçbir şey yoktur, tüm giriş gerilimi tam olarak temel emitör bağlantısına uygulanır. Bu fenomenle başa çıkmak için emitör devresine bir direnç ekliyoruz. Böylece alacağız olumsuz geribildirim.

Ama bu ne?

kısacası o zaman negatif geri ilkesi inci bağlantılarçıkış voltajının bir kısmının girişe aktarılması ve giriş sinyalinden çıkarılmasıdır. Doğal olarak, bu, geri beslemenin etkisi nedeniyle transistörün girişi, geri besleme yokluğundan daha düşük bir voltaj değeri alacağından, kazançta bir azalmaya yol açar.

Ve yine de, olumsuz geri bildirimler bizim için çok faydalıdır. Giriş voltajının taban ile yayıcı arasındaki voltaj üzerindeki etkisini azaltmaya nasıl yardımcı olacağını görelim.

Öyleyse geri besleme olmasın, Giriş sinyalini 0,5 V artırmak aynı artışa yol açar. Her şey açık 😉 Ve şimdi geri bildirim ekliyoruz! Ve aynı şekilde giriş voltajını 0,5 V arttırıyoruz. Bunu takiben artar, bu da emitör akımında bir artışa yol açar. Ve artış, geri besleme direnci boyunca voltajda bir artışa yol açar. Görünüşe göre bu böyle mi? Ancak bu voltaj girişten çıkarılır! Bakın ne oldu:

Giriş gerilimi arttı - emitör akımı arttı - negatif geri besleme direnci üzerindeki gerilim arttı - giriş gerilimi azaldı (çıkarma nedeniyle) - gerilim azaldı.

Yani, negatif geri besleme, giriş sinyali değiştiğinde baz emitör voltajının değişmesini engeller.

Sonuç olarak, ortak emitörlü yükseltici devremiz emitör devresindeki bir dirençle dolduruldu:

Amplifikatörümüzle ilgili başka bir sorun var. Girişte negatif bir voltaj değeri belirirse, transistör hemen kapanacaktır (temel voltaj yayıcı voltajın altına düşecek ve taban yayıcı diyot kapanacaktır) ve çıkışta hiçbir şey olmayacaktır. Bu bir şekilde pek iyi değil) Bu nedenle, oluşturmak gerekiyor ön yargı. Bunu, bunun gibi bir bölücü ile yapabilirsiniz:

Öyle bir güzelliğe sahibiz ki 😉 Dirençler ve eşitse, her birinin üzerindeki voltaj 6V (12V / 2) olacaktır. Böylece girişte sinyal olmaması durumunda baz potansiyel + 6V olacaktır. Girişe negatif bir değer, örneğin -4V gelirse, temel potansiyel +2V olacaktır, yani değer pozitiftir ve transistörün normal çalışmasına müdahale etmez. İşte temel zincirde bir ofset oluşturmanın ne kadar yararlı olduğu)

Planımızı başka nasıl geliştirebiliriz ...

Hangi sinyali yükselteceğimizi bize bildirin, yani parametrelerini, özellikle frekansı biliyoruz. Girişte yararlı bir güçlendirilmiş sinyalden başka bir şey olmaması harika olurdu. Nasıl sağlanır? Tabii ki, bir yüksek geçiş filtresi yardımıyla) Bir öngerilim direnci ile birlikte bir yüksek geçiş filtresi oluşturan bir kapasitör ekleyelim:

Transistörün kendisi dışında neredeyse hiçbir şeyin olmadığı devre, ek elemanlarla bu şekilde büyütüldü 😉 Belki burada duracağız, yakında bir bipolara dayalı bir amplifikatörün pratik hesaplamasına ayrılmış bir makale olacak. transistör. İçinde, sadece yapmayacağız amplifikatörün devre şeması, aynı zamanda tüm elemanların değerlerini hesaplayın ve aynı zamanda amaçlarımıza uygun bir transistör seçin. Yakında görüşürüz! =)

Amplifikatörler, transistörlerin yanı sıra dirençler, kapasitörler ve indüktörler gibi elemanlar içerir. Kullanılan elemanların parametreleri (değerleri ve voltajları), amplifikatör gereksinimlerine ve kullanılan transistör tipine bağlıdır. Çeşitli transistör türlerinin ortaya çıkmasıyla, yeni amplifikatör devreleri konfigürasyonları mümkün hale geldi. biyokutupta R -N- R- veya n - R -N-Transistör, belirli bir düzende, farklı iletkenlik türleri ile dönüşümlü alanlar oluşturarak bir taban, yayıcı ve toplayıcı oluşturur. transistör denir çift ​​kutupluçünkü içindeki yük transferi hem elektronlar hem de delikler tarafından gerçekleştirilir. İÇİNDE alan Aynı (tek kutuplu) Transistörlerde, yükler tek tip taşıyıcılar tarafından taşınır: ya elektronlar ya da delikler. Alan etkili transistörler (FET'ler), geçit, kaynak ve boşaltma adı verilen üç bölgeye sahiptir.Kullanılan ortamın türüne bağlı olarak, iki tür alan etkili transistör vardır: R- ve i-kanal. Farklı transistör türleri, bu bölümde daha ayrıntılı olarak açıklanan farklı özelliklere sahiptir.

İki kutuplu bir transistörde bir amplifikatör oluşturmak için en yaygın devre, ortak (topraklanmış) bir yayıcıya (OE) sahip bir devredir; Bu tür şemaların varyantları, Şek. 11.1. "Ortak yayıcı" terimi, karşılık gelen devrede yayıcı terminal ile toprak arasındaki sinyal için direncin küçük olduğunu gösterir, ancak bundan doğru akım için her zaman küçük olduğu sonucu çıkmaz. Örneğin, Şekil l'de gösterilen şemalarda. 1.1 A Ve B, yayıcılar doğrudan topraklanmıştır ve şekil 2'deki devrededir. Şekil 1.1'de, yayıcı ile toprak arasına bir kapasitör tarafından şöntlenen bir direnç dahildir. Bu nedenle, bu kapasitörün reaktansı sinyal için küçükse, yayıcının pratik olarak sinyal için topraklandığını varsayabiliriz.

A Sınıfı çalışma için (Bölüm 1.4), taban ile verici arasındaki öngerilim voltajı doğrudan (açma) ve toplayıcı ile yayıcı arasındaki - ters (bloke etme) olmalıdır. Bu önyargıyı elde etmek için, güç kaynaklarının polaritesi kullanılan transistörün tipine göre seçilir. transistör için R -N - p tipi (Şekil 11 L, a), önyargı kaynağının artısı p tipi yayıcıya ve eksi n tipi tabana bağlanmalıdır. Böylece, yayıcıya göre bazın negatif bir potansiyelinde ileri önyargı elde edilir. Bir p-toplayıcının ters yönlü olması için potansiyeli negatif olmalıdır. Bunu yapmak için, güç kaynağı pozitif kutbu emitere ve negatif kutbu toplayıcıya bağlanır.

Giriş sinyali direnç üzerine kuruludur R 1 DC ön gerilimine cebirsel olarak eklenen gerilim düşüşü. Sonuç olarak, toplam baz potansiyeli sinyale göre değişir. Baz potansiyel değiştikçe, kollektör akımı değişir ve dolayısıyla direnç üzerindeki voltaj değişir. R2. Giriş voltajının pozitif bir yarım dalgasıyla, ileri öngerilim azalır ve akım R 2 buna göre azalır. Voltaj düşüşü R 2 aynı zamanda azalır ve giriş ve çıkış sinyalleri arasında 180°'lik bir faz kaymasına neden olur.

Transistör n kullanılıyorsa - R- n tipi (Şekil 1.1.6), ardından her iki güç kaynağının polaritesi tersine çevrilir. Bu durumda, taban bağlantısının da ileri yönde ve toplayıcı bağlantısının - ters yönde kaydırıldığı ortaya çıkıyor. Önceki durumda olduğu gibi, giriş ve çıkış sinyalleri arasında 180°'lik bir faz kayması oluşur.

Şek. 1.1, a ve b, amplifikatörün ana elemanlarını göstermektedir ve pratikte kullanılan amplifikatör devresi, şek. 1.1.6. Burada, kapasitör C 1, giriş sinyalinin sabit bileşenini geçmez, ancak değişken bileşeni için küçük bir reaktansa sahiptir, bu nedenle dirence girer. R 2 . (Bu sözde RC-bağlantı; Bölümde daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. 1.5). Baz ileri önyargı voltajı, voltaj bölücüden gelir Ri- Güç kaynağına bağlı olan R2. Transistör tabanının istenen ileri polarma değeri, direnç değerleri oranının uygun seçimi ile elde edilir. R 1 Ve R 2 . Bu durumda, transistörde n - R- Bazın n-tipi potansiyeli yayıcıdan daha pozitif ayarlanır. Üzerinde çıkış sinyalinin oluşturulduğu toplayıcı direncine genellikle yük direnci denir ve R n ile gösterilir. Bağlantı kapasitörü C3 aracılığıyla, sinyal bir sonraki aşamaya girer. Giriş ve çıkış devreleri ortak bir topraklama noktasına sahip olmalıdır (Şekil 1.1, A).

OE'li bir devre için temel akım amplifikasyon faktörü aşağıdaki ilişki ile verilir:

burada p, temel akım amplifikasyon faktörüdür;

DI b - temel akım artışı; DI to - kollektör akımının karşılık gelen artışı-

Pirinç. 1.1. Ortak emitörlü devreler.

Böylece p, kollektör akımındaki artışın karşılık gelen baz akım pk sabit kollektör voltajındaki artışa oranına eşittir. Sinyal akımı kazancı da denir doğru akım transfer katsayısı [ Yeterince büyük bir direnç için R 2 sinyal akımının değişken bileşeni, temel akımın değişken bileşenine neredeyse eşittir. - Not. ed.]

Direnç R3 (Şekil 1.1.5), sıcaklık değiştiğinde transistörün akımı üzerinde dengeleyici bir etkiye sahiptir. R3 üzerindeki voltaj düşüşü, emitör potansiyelini yükselttiği için transistörün emitör bağlantısını tersine çevirir (kapatır). Bu nedenle, bu voltaj düşüşü miktarı kadar bazın pozitif ileri polarmasını azaltır. Rz boyunca değişken bir voltaj bileşeninin varlığı, çıkış sinyalinde ve dolayısıyla amplifikatörün kazancında bir azalmaya neden olur (bkz. Bölüm 1.8). Bu etkiyi ortadan kaldırmak için, direnç Rz bir kapasitör C2 ile şöntlenir.

Transistör ısındıkça kollektör akımının DC bileşeni artar. Buna göre, gerilim düşümü rz, bu da kollektör akımının yanı sıra baz ileri öngeriliminde bir azalmaya yol açar. Sonuç olarak, akımın sıcaklık kayması kısmen telafi edilir.

Pirinç. 1.2. Ortak Kaynak Devreleri

Şek. Şekil 1.2, ortak kaynak devresi olarak adlandırılan OE devresine eşdeğer bir FET yükseltici devresini göstermektedir. Bu devrede, geçit iki kutuplu transistörün tabanına, vericiye kaynak ve toplayıcıya tahliyeye karşılık gelir. Diyagram 1.2'de, A n tipi kanallı FET gösterilmiştir. Bir p-kanal transistörü için kapıdaki ok ters yönü gösterecektir. Şek. 1.2, b ayrıca d tipi kanallı bir transistörü gösterir ve Şek. 1.2 V- p tipi kanal ile.

FET öngerilim devreleri, bu cihazların özelliklerindeki önemli fark nedeniyle iki kutuplu transistör öngerilim devrelerinden farklıdır. Bipolar transistörler amplifikatörlerdir sinyal akımı ve çıkışta güçlendirilmiş bir giriş sinyali akımı üretirken, alan etkili transistörlerde çıkış sinyali akımı, girişe uygulanan akım tarafından kontrol edilir. sinyal voltajı

İki tip PT vardır: kontrollü R- n-kavşağı ve metal - oksit - yarı iletken (MOS). (MOSFET'ler aynı zamanda IGFET'ler olarak da adlandırılır.) Her iki FET türü de n ile yapılır. – ve p-kanalları.

Şek. 1.2, ancak PT bir kontrolle birlikte kullanılıyor R- i-geçişi ve Şek. 1.2, b - Zenginleştirme modunda çalışan MOS transistör. Şek. 1.2, V Tükenme modunda bir MOSFET gösterilmektedir. MOS transistörler için geçit, geçit çıkışının kanaldan metal temasını izole eden çok ince bir oksit tabakasının oluşumundan kaynaklanan kapasitansı simgeleyen bir kapasitör plakası gibi tasvir edilmiştir. (MOSFET terimi bu üretim yönteminden türetilmiştir.)

FET'ler, bipolar transistörler gibi akım tarafından değil, giriş sinyalinin voltajı tarafından kontrol edildiğinden, sinyal akımının "kazanç" parametresi, transfer iletkenliği ile değiştirilir. g m. Transfer iletkenliği, bir FET'in kalitesinin bir ölçüsüdür ve geçit voltajının boşaltma akımını yönlendirme yeteneğini karakterize eder. Aktarım iletkenliği için ifade aşağıdaki gibidir:

Birim g m, siemens denilen direnç ölçü biriminin karşılığı olan bir değer vardır (1 cm=1/ohm). İfadeden (1.2) aşağıdaki gibi, parametre g m bir FET için, kaynak ve boşaltma arasında sabit bir voltajda boşaltma akımındaki artışın geçit voltajındaki artışa oranıdır.

Kontrollü bir alan etkili transistörde R- n-eklem ve n-tipi kanal (Şekil 1.2, a) kapıya negatif voltaj uygulandığında, kanal yük taşıyıcılarını tüketir ve kanal iletkenliği azalır. (p-kanalı FET için, kapıya pozitif voltaj uygulandığında iletkenlik azalır.) Kanalın iletkenliği ile aynı tipte kaynak ve tahliye. Bu nedenle, iki kutuplu bir transistörden farklı olarak, UQ 3 = 0 kollektör akımı 0'dır, kanal akımı sıfır geçit kaynağı geriliminde bile akabilir. Kanal akımı, U zi voltajının bir fonksiyonu olduğundan, alan etkili transistörün kanalı bir kontrol ile R- n-bağlantısı akımı her iki yönde de iletebilir: kaynaktan tahliyeye ve ters yönde (bipolar bir transistör için, çalışma modundaki kollektör akımı her zaman bir yöne sahiptir). Bu durumda, bu tür transistörler için çalışma noktası (örneğin, A sınıfı devreler için) bir voltaj uygulanarak belirlenir. ters önyargı Bipolar transistörlerde baz bağlantısının ileri polarmasının aksine kapı R- n-kavşağı genellikle birleşim noktasına (n-kanalı için negatif) bir blokaj gerilimi U 8i uygular ve kanaldaki maksimum akım U3 ve = 0'da elde edilir. Kanaldaki akımın yönü, kanaldaki akımın yönüne bağlıdır. kanala bağlı güç kaynağının polaritesi; güç kaynağının polaritesi tersine çevrildiğinde, tahliye olan çıkış kaynak olur ve bunun tersi de geçerlidir. - Not. ed.].

Yukarıda belirtildiği gibi, MOSFET'lerdeki geçit kanaldan silikon dioksit (SiO 2 ) gibi bir dielektrik ile izole edilir. Bu durumda, geçidin çok yüksek bir giriş empedansı vardır ve kanalı taşıyıcılarla zenginleştirmek için (geçen akımı artıracak) hem ileri hem de kanalı taşıyıcılarla tüketmek için (kanal akımını a'yı azaltan) ters önyargı ile beslenebilir. Bu nedenle, iki farklı türde MOSFET üretmek mümkündür: zengin ve tükenmiş modlar için (burada yerleşik kanallı MOSFET'leri kastediyoruz).

Tükenme tipi bir MOSFET, sıfır giriş yanlılığında bir boşaltma akımına sahiptir. Ters polarizasyon voltajı ile, giriş sinyalinin gerekli dinamik aralığına bağlı olarak drenaj akımı belirli bir değere düşürülür. Şek. 1.2.6, tükenmiş tip transistörler için, kanalı gösteren çizgi süreklidir; bu, kapalı bir devrenin varlığı ve kanalda sıfır kapı ön geriliminde akım akışı (boşaltma akımı) anlamına gelir.

Zengin tip MOSFET'lerde, sıfır öngerilimdeki boşaltma akımı küçüktür. Öngerilim voltajıyla, giriş sinyalinin dinamik aralığına bağlı olarak boşaltma akımı belirli bir değere yükseltilir. Zenginleştirilmiş MOSFET'ler için, sıfır öngerilimde bir açık devreyi simgeleyen, kanalı gösteren çizgi kesiktir. Akımı, amplifikatör gibi bir devrenin normal çalışması için gerekli değere çıkarmak için uygun bir öngerilim kullanılmalıdır.

Şek. 1.D, şekil l'de gösterilen devrelerin özelliklerine benzer. 1.11. Şek. 1.2, pratik kullanım için en uygun olanıdır. Daha önce ele alınan durumda olduğu gibi, giriş ve çıkış sinyalleri arasında bir faz değişimi vardır. Güç kaynağı voltajı genellikle E s olarak adlandırılır. Güç kaynaklarının iç direnci ve yanlılığı boyunca sinyal voltajı düşüşünü azaltmak için, bunlar uygun boyuttaki kapasitanslarla şöntlenir (Şekil 11.2, a). Bu kapasitanslar sayesinde kapı ve tahliye devrelerinin sinyal akımları kapanır.

Gerekli açıklamalar yapıldı, asıl konuya gelelim.

transistörler. Tanım ve tarihçe

transistör- iki elektrot devresindeki akımın üçüncü bir elektrot tarafından kontrol edildiği bir elektronik yarı iletken cihaz. (transistörler.ru)

Transistörler, çeşitli elektronik cihazlarda hızla vakum tüplerinin yerini aldı. Bu bakımdan bu tür cihazların güvenilirliği artmış ve boyutları büyük ölçüde küçülmüştür. Ve bugüne kadar, bir mikro devre ne kadar "süslü" olursa olsun, hala çok sayıda transistör (ayrıca diyotlar, kapasitörler, dirençler vb.) İçerir. Sadece çok küçük olanlar.

Bu arada, başlangıçta "transistörler", direnci uygulanan voltajın büyüklüğü kullanılarak değiştirilebilen dirençler olarak adlandırıldı. İşlemlerin fiziğini göz ardı edersek, modern bir transistör, kendisine uygulanan sinyale bağlı bir direnç olarak da temsil edilebilir.

Alan ve bipolar transistörler arasındaki fark nedir? Cevap, isimlerinde saklı. Bipolar bir transistörde, yük transferi şunları içerir: Ve elektronlar, Ve delikler ("bis" - iki kez). Ve sahada (tek kutuplu olarak da bilinir) - veya elektronlar, veya delikler.

Ayrıca bu tip transistörler uygulama alanlarında farklılık göstermektedir. Bipolar, esas olarak analog teknolojide ve sahada - dijitalde kullanılır.

Ve sonunda: herhangi bir transistörün ana uygulama alanı- ek bir güç kaynağı nedeniyle zayıf bir sinyalin yükseltilmesi.

iki kutuplu transistör. Çalışma prensibi. Temel özellikleri

Transistörün fiziğini ele almadan önce, genel sorunu özetleyelim.


Aşağıdakilerden oluşur: yayıcı ve toplayıcı arasında güçlü bir akım akar ( kollektör akımı) ve yayıcı ile taban arasında - zayıf bir kontrol akımı ( temel akım). Kollektör akımı, taban akımı değiştikçe değişecektir. Neden?
Transistörün p-n bağlantılarını düşünün. Bunlardan ikisi vardır: emitör-baz (EB) ve baz-toplayıcı (BC). Transistörün aktif modunda, birincisi ileri öngerilim ile, ikincisi ise ters öngerilim ile bağlanır. O halde p-n kavşaklarında ne olur? Daha fazla kesinlik için, bir n-p-n transistörü ele alacağız. P-n-p için her şey aynıdır, yalnızca "elektronlar" kelimesinin "delikler" ile değiştirilmesi gerekir.

EB geçişi açık olduğundan, elektronlar kolayca tabana "akar". Orada kısmen deliklerle yeniden birleşirler, ancak ÖÇoğu, tabanın küçük kalınlığı ve zayıf alaşımı nedeniyle, taban toplayıcı geçişine ulaşmayı başarır. Hangi, hatırladığımız gibi, ters bir önyargı ile dahil edilmiştir. Ve bazdaki elektronlar küçük yük taşıyıcıları olduklarından, geçişin elektrik alanı onların üstesinden gelmelerine yardımcı olur. Bu nedenle, kollektör akımı emitör akımından sadece biraz daha azdır. Şimdi ellerinize dikkat edin. Baz akımı arttırırsanız, EB bağlantısı daha fazla açılır ve yayıcı ile toplayıcı arasında daha fazla elektron kayabilir. Ve kollektör akımı başlangıçta temel akımdan daha büyük olduğu için, bu değişiklik çok ama çok fark edilir olacaktır. Böylece, taban tarafından alınan zayıf bir sinyalin yükseltilmesi olacaktır. Bir kez daha, kollektör akımındaki büyük bir değişiklik, taban akımındaki küçük bir değişikliğin orantılı bir yansımasıdır.

Bipolar bir transistörün çalışma prensibinin sınıf arkadaşıma su musluğu örneği kullanılarak açıklandığını hatırlıyorum. İçindeki su kollektör akımı, taban kontrol akımı ise düğmeyi ne kadar çevirdiğimizdir. Musluktan su akışını artırmak için küçük bir çaba (kontrol eylemi) yeterlidir.

Ele alınan süreçlere ek olarak, transistörün p-n bağlantı noktalarında bir takım başka olaylar meydana gelebilir. Örneğin, baz toplayıcı bağlantı noktasındaki voltajda güçlü bir artışla, çarpma iyonizasyonu nedeniyle bir çığ yükü çoğalması başlayabilir. Ve tünel etkisiyle birleştiğinde, bu önce elektriksel bir bozulmaya ve ardından (artan akımla birlikte) termal bir bozulmaya neden olur. Bununla birlikte, bir transistördeki termal bozulma, elektrik olmadan da meydana gelebilir (yani, kollektör voltajını arıza voltajına yükseltmeden). Bunun için kollektörden geçen bir aşırı akım yeterli olacaktır.

Diğer bir olgu ise, kollektör ve emitör bağlantı noktalarındaki gerilimler değiştiğinde kalınlıklarının değişmesi gerçeğiyle ilgilidir. Ve eğer taban çok inceyse, o zaman kapanma etkisi (tabanın sözde "delinmesi") meydana gelebilir - toplayıcı bağlantısının yayıcı ile bağlantısı. Bu durumda, baz bölgesi kaybolur ve transistör normal çalışmayı durdurur.

Transistörün normal aktif modundaki transistörün toplayıcı akımı, baz akımdan belirli sayıda kat daha fazladır. Bu numara denir şu anki kazanç ve transistörün ana parametrelerinden biridir. Belirlendi h21. Transistör kollektör yükü olmadan açılırsa, o zaman sabit kollektör-emitör voltajında, kollektör akımının taban akımına oranı verir. statik akım kazancı. Onlarca veya yüzlerce birime eşit olabilir, ancak gerçek devrelerde, yük açıldığında kollektör akımının doğal olarak azalması nedeniyle bu katsayının daha az olduğu gerçeğini dikkate almaya değer.

İkinci önemli parametre ise transistör giriş direnci. Ohm yasasına göre, baz ile yayıcı arasındaki voltajın, bazın kontrol akımına oranıdır. Ne kadar büyük olursa, temel akım o kadar düşük ve kazanç o kadar yüksek olur.

Bipolar transistörün üçüncü parametresi gerilim kazancı. Çıkış (verici-toplayıcı) ve giriş (baz-verici) alternatif voltajlarının genlik veya etkin değerlerinin oranına eşittir. İlk değer genellikle çok büyük (birimler ve onlarca volt) ve ikincisi çok küçük (onda bir volt) olduğundan, bu katsayı on binlerce birime ulaşabilir. Her temel kontrol sinyalinin kendi voltaj kazancına sahip olduğuna dikkat edilmelidir.

Ayrıca, transistörler frekans tepkisi, transistörün, frekansı amplifikasyonun kesme frekansına yaklaşan sinyali yükseltme yeteneğini karakterize eder. Gerçek şu ki, giriş sinyalinin artan frekansı ile kazanç azalır. Bunun nedeni, ana fiziksel süreçlerin süresinin (taşıyıcıların yayıcıdan toplayıcıya hareket süresi, kapasitif bariyer bağlantılarının şarjı ve deşarjı) giriş sinyalinin değişim süresi ile orantılı hale gelmesidir. Onlar. transistörün giriş sinyalindeki değişikliklere yanıt verecek zamanı yoktur ve bir noktada onu yükseltmeyi durdurur. Bunun meydana geldiği frekansa denir sınır.

Ayrıca, iki kutuplu transistörün parametreleri:

• toplayıcı-emitör ters akım
• açma zamanı
• toplayıcı ters akım
• izin verilen maksimum akım

n-p-n ve p-n-p transistörlerin sembolleri, yalnızca yayıcıyı gösteren ok yönünde farklılık gösterir. Belirli bir transistörde akımın nasıl aktığını gösterir.

Bipolar transistörün çalışma modları

1. Ters aktif mod. Burada BC geçişi açıktır ve aksine EB kapalıdır. Elbette bu moddaki yükseltme özellikleri hiçbir yerde daha kötü değildir, bu nedenle bu moddaki transistörler çok nadiren kullanılır.
2. Doygunluk modu. Her iki geçiş de açık. Buna göre, toplayıcının ve yayıcının ana yük taşıyıcıları, ana taşıyıcıları ile aktif olarak yeniden birleştikleri tabana "koşar". Ortaya çıkan yük taşıyıcı fazlalığı nedeniyle, tabanın ve p-n eklemlerinin direnci azalır. Bu nedenle, doygunluk modunda bir transistör içeren bir devre kısa devre olarak kabul edilebilir ve bu radyo elemanının kendisi bir eşpotansiyel noktası olarak temsil edilebilir.
3. Kesme modu. Her iki transistör bağlantısı da kapalıdır, yani verici ve toplayıcı arasındaki ana yük taşıyıcılarının akımı durur. Küçük yük taşıyıcılarının akışları, yalnızca küçük ve kontrolsüz termal geçiş akımları oluşturur. Bazın fakirliği ve yük taşıyıcıların geçişleri nedeniyle dirençleri büyük ölçüde artar. Bu nedenle, genellikle kesme modunda çalışan bir transistörün bir açık devreyi temsil ettiğine inanılır.
4. bariyer rejimi Bu modda, taban doğrudan veya küçük bir direnç vasıtasıyla kollektöre kapatılır. Ayrıca, transistör üzerinden akımı ayarlayan kollektör veya emitör devresine bir direnç dahildir. Bu şekilde seri dirençli diyotun devre eşdeğeri elde edilir. Bu mod, devrenin hemen hemen her frekansta, geniş bir sıcaklık aralığında çalışmasına izin verdiği ve transistörlerin parametrelerine iddiasız olduğu için çok kullanışlıdır.

Bipolar transistörler için anahtarlama devreleri

Transistörün üç kontağı olduğundan, genel durumda, ona birlikte dört çıkışa sahip iki kaynaktan güç sağlanmalıdır. Bu nedenle, transistörün kontaklarından biri, her iki kaynaktan da aynı işaretli bir voltajla beslenmelidir. Ve ne tür bir temas olduğuna bağlı olarak, iki kutuplu transistörleri açmak için üç devre vardır: ortak bir emitör (OE), ortak bir toplayıcı (OK) ve ortak bir taban (OB). Her birinin hem avantajları hem de dezavantajları vardır. Aralarındaki seçim, hangi parametrelerin bizim için önemli olduğuna ve hangilerinin feda edilebileceğine bağlı olarak yapılır.

Ortak emitörlü anahtarlama devresi

Ancak tüm güzelliklere rağmen, OE şemasının da önemli bir dezavantajı var. Frekans ve sıcaklıktaki bir artışın, transistörün yükseltme özelliklerinde önemli bir bozulmaya yol açması gerçeğinde yatmaktadır. Bu nedenle, transistörün yüksek frekanslarda çalışması gerekiyorsa, farklı bir anahtarlama devresi kullanmak daha iyidir. Örneğin, ortak bir tabanla.

Ortak tabanlı bağlantı şeması

Ortak bir temel devrede, sinyalin fazı ters çevrilmez ve yüksek frekanslardaki gürültü seviyesi azaltılır. Ancak, daha önce de belirtildiği gibi, mevcut kazancı her zaman birlikten biraz daha azdır. Doğru, buradaki voltaj kazancı, ortak bir vericiye sahip devredeki ile aynıdır. Ortak bir tabana sahip devrenin dezavantajları, iki güç kaynağı kullanma ihtiyacını da içerebilir.

Ortak bir toplayıcı ile anahtarlama şeması

Negatif geri beslemenin, çıkış sinyalinin girişe geri beslendiği ve giriş sinyalinin seviyesini düşüren bir geri besleme olduğunu hatırlatmama izin verin. Böylece, giriş sinyalinin parametreleri yanlışlıkla değiştirildiğinde otomatik ayarlama gerçekleşir.

Akım kazancı, ortak emitör devresindeki ile hemen hemen aynıdır. Ancak voltaj kazancı küçüktür (bu devrenin ana dezavantajı). Birliğe yaklaşır, ama her zaman ondan daha azdır. Böylece, güç kazancı yalnızca birkaç on birime eşittir.

Bir ortak kollektör devresinde, giriş ve çıkış gerilimleri arasında faz kayması yoktur. Gerilim kazancı bire yakın olduğundan, çıkış gerilimi girişle faz ve genlik olarak çakışır, yani onu tekrarlar. Bu nedenle böyle bir devreye yayıcı takipçisi denir. Verici - çünkü çıkış voltajı, ortak kabloya göre yayıcıdan çıkarılır.

Bu dahil etme, transistör aşamalarını eşleştirmek için veya giriş sinyali kaynağı yüksek bir giriş empedansına sahip olduğunda (örneğin, bir piezoelektrik alıcı veya bir yoğunlaştırıcı mikrofon) kullanılır.

Kaskadlar hakkında iki kelime

Ayrıca, iyi hassasiyete ve yine de iyi kazanca sahip bir transistöre ihtiyaç duyulabilir. Bu gibi durumlarda, daha güçlü bir muadilin (şekilde - VT2) güç kaynağını kontrol eden hassas ancak düşük güçlü bir transistör kademesi kullanılır (şekilde - VT1).

Bipolar Transistörler için Diğer Uygulamalar

İşaretleme

Yararlı yorumlar:
http://habrahabr.ru/blogs/easyelectronics/133136/#comment_4419173

Etiketler:

• transistörler
• çift ​​kutuplu transistörler
• elektronik