Bipolárního tranzistoru: spínací obvody. Spínací obvod bipolárního tranzistoru se společným emitorem

Jeden z třemi elektrodami polovodičových zařízení jsou bipolární tranzistory. obvodu je závislá na tom, zda mají vodivost (otvor nebo elektron) a funkce.

klasifikace

Tranzistory jsou rozděleny do skupin:

1. Podle materiálů: nejčastěji používaných arsenidu galia a křemík.
2. Jako frekvence signálu: nízká (do 3 MHz), střední (až 30 MHz), vysoká (až 300 MHz), s vysokým (nad 300 MHz).
3. Pro maximální ztrátový výkon: až 0,3 W až 3 W, více než 3W.
4. Podle typu zařízení: tři spojené s polovodičovou vrstvou střídavě mění přímé a inverzní metody nečistot vedení.

Jak se tranzistory?

Vnější a vnitřní vrstvy z tranzistoru jsou spojeny s olověných elektrod, respektive nazývá emitor, kolektor a bázi.

Vysílač a kolektor se neliší od sebe typů vodivosti, ale stupeň doping nečistoty druhý je mnohem nižší. Tím je zajištěno zvýšení přípustného výstupního napětí.

Báze, která je střední vrstva má vysokou odolnost, jako z polovodiče se slabým dotováním. To má velkou kontaktní plochu s kolektorem, což zlepšuje odvádění tepla generované v důsledku předpětí v závěrném směru přechodu, a usnadňuje průchod minoritních nosičů - elektrony. Navzdory tomu, že přechodové vrstvy jsou založeny na stejném principu, tranzistor je asymetrický zařízení. Změnou umístí krajní vrstvy stejné vodivosti nemůže přijmout odpovídající parametry polovodičových součástek.

Schémata bipolárních tranzistorů jsou schopni ji udržet ve dvou stavech: to může být otevřený nebo uzavřený. V aktivním režimu, kdy je tranzistor otevřený zářič posunutí přechodu z v dopředném směru. Pro ilustraci v úvahu, například tranzistor NPN, mělo by být napájen ze zdroje, jak je znázorněno na obrázku níže.

Hranice druhého uzlu kolektoru, když je tento uzavřen a proud protékat by nemělo. Ale v praxi, naopak dochází z důvodu těsné umístění přechodů pro sebe a jejich vzájemné ovlivňování. Vzhledem k tomu, emitor je připojen k „minus“ baterie otevřeného přechodu umožňuje elektrony proudit do základního pásma, kde jsou částečná rekombinace s otvory - hlavní nosiče. Tvořil základní proud I _b. Čím silnější je, tím úměrně větší výstupní proud. Na tomto principu práce zesilovačů s využitím bipolární tranzistory.

Po základny je pouze difúzní transport elektronů, protože tam není žádná akce elektrického pole. Vzhledem k mírné tloušťky vrstvy (mikronů) a velké velikosti z koncentračního gradientu záporně nabitých částic, téměř všechny spadají do oblasti kolektoru, i když je základní odpor je dostatečně velký. Tam se pohybují čerpá elektrické pole, podporovat jejich aktivní transport. Mezi kolektorem a emitorem proudy jsou v podstatě stejné, ne-li zanedbatelná ztráta náboje způsobené rekombinací v základně: I _e = I _b + I _k.

Parametry tranzistorů

1. Zisk faktory pro napětí U _eq / U _BE a proud: β = I _a / I _b (skutečná hodnota). Typicky, koeficient β nepřesahuje 300, ale může dosáhnout hodnoty 800 a výše.
2. Vstupní impedance.
3. Frekvenční odezva - tranzistoru výkon až s předem určenou frekvencí, nad níž přechodné jevy se nemá čas na změny použitého signálu.

Bipolárního tranzistoru: spínací obvody, provozní režimy

Provozní režimy se liší v závislosti na tom, jak je obvod sestaven. Signál musí být aplikován a odstraněn ve dvou bodech, pro každý případ, ale jsou pouze tři kolíky. Z toho vyplývá, že jedna elektroda musí oba patří ke vstupu a výstupu. Takže obsahovat žádné bipolárních tranzistorů. okruhu: ON, OE a OK.

1. Jízda s OK

Spínací obvod bipolárního tranzistoru se společným kolektorem: signál je přiváděn s odporem R _L, který je také obsažen v primárním okruhu. Takové spojení je označován jako common-sběrače.

Tato možnost vytvoří pouze běžný zisk. Výhodou emitorový sledovač je poskytnout velkou vstupní impedanci (10-500 ohmů), který umožňuje pohodlné souřadnic kaskády.

2. Jízda s ON

Spínací obvod bipolárního tranzistoru v společného základu: vstupní signál přes C ₁ a po zesílení se odstraní ve výstupu obvodu kolektoru, kde báze je elektroda společnou. V tomto případě je zesílení napětí je podobná práci s řídícím orgánem.

Nevýhodou je malý vstupní impedance (30-100 ohmů), a obvod s slouží jako oscilátor.

3. Schéma MA

V mnoha provedeních, když se používají bipolární tranzistory, spínací obvody většinou vyrobeny se společným emitorem. Napájecí napětí se přivádí přes odpor zátěže _RL, a emitor připojen k zápornému pólu vnějšího zdroje napájení.

AC signál ze vstupního terminálu zadá vysílačem a základní elektrody (V _oblasti), a to se stává větší co do velikosti (V _CE) v primárním okruhu. Základní obvodové prvky: a tranzistor, odpor R _L a výstupu zesilovače obvodu s externím zdrojem napájení. Pomocný: kondenzátor _C1, který zabraňuje průchodu stejnosměrného proudu v přívodním obvodu vstupního signálu, a odpor R _1, přes který se otevře tranzistor.

Kolektor napětí tranzistoru obvodu a výstup z odporu R _L spolu stejně velké _{EMF: V CC = I C R L} + V CE.

Tak, V _v malém signálu na vstupu je dán změnou stejnosměrné energie na výstupní střídavé měniče tranzistoru řízeného. Tento režim umožňuje zvýšení vstupního proudu 20-100 krát a napětí - v 10-200 krát. V souladu s tím se také zvyšuje výkon.

Nedostatek schéma: malý vstupní odpor (ohm 500-1000). Z tohoto důvodu existují problémy v tvorbě amplifikačních stupňů. Výstupní odpor 2-20 ohmů.

Tyto grafy ukazují, jak bipolárního tranzistoru. Pokud nechcete přijmout další opatření na jejich výkon bude značně ovlivněna vnějšími vlivy, jako je přehřátí a signálu frekvence. Také emitor uzemnění vytvoří harmonické zkreslení na výstupu. Za účelem zlepšení spolehlivosti, obvod je připojen zpětné vazby, filtry, a tak dále. N. V tomto případě je zisk se sníží, ale zařízení se stává efektivnější.

režimy provozu

Funkce tranzistor ovlivňuje hodnotu připojeného napětí. Všechny režimy mohou být zobrazeny, pokud se použije obvod bipolárního tranzistoru poskytované dříve se společným emitorem.

1. Režim cut-off

Tento režim je vytvořen, když V _BE napětí klesne na 0,7 V. V tomto případě je emitor je uzavřen a sběrač proudu chybí, protože bez volných elektronů v základně. To znamená, že tranzistor bloky.

2. Active Mode

Je-li napětí na základně, která je dostatečná k otevření tranzistoru, je malý vstupní proud a zvýšený výkon, v závislosti na velikosti zisku. Pak tranzistor bude pracovat jako zesilovač.

Režim 3. nasycení

To se liší od aktivního režimu tak, že tranzistor je plně otevřené, a kolektorový proud dosáhne maximální možnou hodnotu. Jeho zvýšení může být dosaženo pouze změnou aplikované elektromotorické síly nebo zatížení na výstupním obvodu. Při změně proudu báze kolektor se nezmění. nasycení režim vyznačující se tím, že tranzistor je velmi otevřený, a zde slouží jako je zapnutý. Schéma zapojení bipolárních tranzistorů tím, že kombinuje cut-off a sytost režimy umožňují vytvářet s jejich elektronických klíčů.

Všechny provozní režimy jsou závislé na povaze výstupních charakteristik uvedených v grafu.

Mohou prokázat, v případě, že je sestaven schéma zapojení bipolárního tranzistoru s OE.

Pokud dáte na svislé ose a vodorovné segmenty představují maximální kolektorový proud a množství napájecího napětí _{Vcc a} spojení konců k sobě, se zatížení linky (červená). Je popsána _{výrazem: I C = (Vcc -} V CE) / R C. Z obrázku vyplývá, že pracovní bod, který určuje kolektorový proud I _C a napětí V _CE, se posune podél vodoryska od zdola nahoru se zvyšující se základní proud I _B.

Oblast V _CE mezi osou a první výstupní charakteristiky (stínované), kde I = _B 0 charakterizuje režimu mezní. V tomto obráceném nastavený proud l _c je zanedbatelný a tranzistor je uzavřen.

Nejhořejší charakteristika v bodě A protíná zatížení čáry, po které se dalšímu _zvýšení kolektorového _proudu I se nezměnil. Sytost oblast v grafu je stínovaná oblast mezi osou I _C a nejstrmější charakteristiku.

Jak funguje tranzistor v různých režimech?

Tranzistor pracuje s variabilní nebo konstantní signálů přiváděných do vstupního obvodu.

Bipolárního tranzistoru: spínacích obvodů, napájení

Většinou tranzistor slouží jako zesilovač. Vstupní střídavý signál způsobí změnu jeho výstupního proudu. Můžete použít režim s OK nebo MA. Ve výstupním obvodem pro signál požadované zatížení. Obvykle používají odpor namontovaný ve výstupním kolektoru obvodu. Je-li správně zvolena hodnota výstupního napětí je výrazně vyšší než na vstupu.

zesilovač pracovat dobře znázorněno na časové diagramy.

Je-li převedeny tepové frekvence, režim je stejný jako pro sinusový. Kvalita jejich převedením harmonických složek stanovené frekvenční charakteristiky tranzistorů.

Práce v režimu přepínání

Tranzistorové spínače jsou určeny pro bezkontaktní spínání spojů v elektrických obvodech. Princip je stupňovitá změna odporu tranzistoru. Bipolární typ je vhodný pro požadavky klíčového zařízení.

závěr

Polovodičové prvky používané v obvodech pro převádění elektrických signálů. Všestranný a velká klasifikace umožňují široké použití bipolárních tranzistorů. spínací obvody zjistit jejich funkce a provozní režimy. Hodně záleží na vlastnostech.

Hlavní obvod spínací bipolární tranzistory zesilovat, konvertovat a vytvářet vstupní signály, a přepínat okruhy.