Három áramkör a bipoláris tranzisztor bekapcsolásához. Bipoláris tranzisztor kapcsolási áramkörök

Amelyeknek legalább három következtetése van. Bizonyos helyzetekben képesek erősíteni az energiát, rezgéseket generálni vagy egy jelet átalakítani. Ezen eszközök sokféle kivitele van, köztük egy pnp-tranzisztor.

A tranzisztorokat félvezető anyagok szerint osztályozzuk. Szilikonból, germániumból stb. Származnak

Ha egy kétrészes tranzisztornak két lyuk vezetőképessége van, akkor azt "közvetlen vezetőképességű tranzisztornak" vagy "pnp-csomópontú tranzisztornak" nevezzük. Egy olyan eszközt, amelyben két régió elektronikus vezetőképességgel rendelkezik, fordított vezetőképességű tranzisztornak vagy npn-csomópontnak nevezzük. Mindkét tranzisztor azonos módon működik, és a különbség kizárólag a polaritásban rejlik.

Hol használják a pnp tranzisztort?

Attól függően, hogy a transzformátor milyen tulajdonságokkal rendelkezik, különféle célokra felhasználható. Mint már említettük, tranzisztorral állnak elő az elektromos jelek generálása, átalakítása és erősítése. Mivel a bemeneti feszültség vagy az áram megváltozik, a bemeneti áram áramát szabályozza. A bemeneti paraméterek kis változásai a kimeneti áram és a feszültség még nagyobb változásához vezetnek. Ezt az erősítési tulajdonságot analóg technológiában (rádió, kommunikáció stb.) Használják.

Manapság analóg technológiát használnak, de egy másik, nagyon fontos iparág - a digitális technológia - majdnem feladta, és csak a helyszíni technológiát használja. sokkal korábban jelent meg, mint a mező, mert a mindennapi életben egyszerűen tranzisztornak hívják.

Tranzisztorok végrehajtása és paraméterei

A tranzisztorokat szerkezetileg műanyag és fém tokokban gyártják. A tranzisztorok eltérő rendeltetése miatt ezeket az eszközöket bizonyos paraméterek szerint választják meg. Például, ha tranzisztorra van szüksége a magas frekvenciák erősítéséhez, akkor annak magas jelerősítési frekvenciával kell rendelkeznie. És ha a pnp tranzisztort használják, akkor annak magas kollektor üzemi árammal kell rendelkeznie.

A referencia irodalom a tranzisztorok fő jellemzőit tartalmazza:

• Ik - működő (maximálisan megengedhető) kollektoráram;
• h21e a nyereség;
• Fgr - maximális erősítési frekvencia;
• Pk a kollektor energiaeloszlása.

fototranzisztor

A fototranzisztor egy érzékeny eszköz, amely besugárzza. Az ilyen tranzisztorok lezárt esetben ablakot készítenek például átlátszó műanyagból vagy üvegből. A sugárzás a fototranzisztor alapzónájába esik. Ha a bázist besugárzzák, akkor töltéshordozók jönnek létre. A fototranzisztor akkor nyílik meg, amikor a töltéshordozók bejutnak a kollektor csomópontjába, és minél jobban megvilágítja az alapot, annál nagyobb lesz a kollektoráram.

Tranzisztorok nélkül a modern elektronika nem elképzelhető. Szinte egyetlen komoly eszköz sem tud megbirkózni nélkülük. Az alkalmazási és fejlesztési évek során a tranzisztorok jelentősen megváltoztak, de működésük elve változatlan.

A tranzisztorokat bipoláris és terepi részekre osztjuk. Ezen típusok mindegyikének megvan a maga működési és tervezési elve, azonban a félvezető p-n struktúrák jelenléte közös a számukra.

A tranzisztorok hagyományos grafikus jelöléseit (UGO) a táblázat tartalmazza:

Eszköz típusa				Feltételes grafikai megjelölés (ASB)
kétpólusú	Bipoláris pnp típus
	Bipoláris n-p-n típus
mező	Menedzserrel p-n csomópont	P-típusú csatornával
		N típusú csatornával
	Az elszigetelt redőny MOS tranzisztorok	Beépített csatorna	Beépített csatorna p-típusú
			Beépített csatorna n-típusú
		Indukált csatorna	Indukált csatorna p-típusú
			Indukált csatorna n-típusú

Bipoláris tranzisztorok

A "bipoláris" meghatározása azt jelzi, hogy a tranzisztor működése olyan folyamatokhoz kapcsolódik, amelyekben kétféle töltéshordozó vesz részt - elektronok és lyukak.

A tranzisztor egy félvezető eszköz két elektronfurat-átmenettel, amelyek célja az elektromos jelek erősítése és generálása. A tranzisztor mindkét típusú hordozót használ - alapvetõ és nem alapvetõ, ezért bipolárisnak hívják.

A bipoláris tranzisztor egykristályos félvezető három részéből áll, különféle vezetőképességgel: emitter, alap és kollektor.

• E - emitter,
• B - alap
• K - kollektor
• EP - kibocsátó csomópont,
• KP - kollektor csomópont,
• W az alap vastagsága.

A tranzisztor mindegyik átmenete előre vagy ellenkező irányban bekapcsolható. Ettől függően a tranzisztor három működési módját különböztetjük meg:

1. Kikapcsolási mód - mindkét pn-csomópont zárva van, míg egy viszonylag kis áram általában áthalad a tranzisztoron
2. Telítési mód - mindkét pn-csomópont nyitva van
3. Aktív mód - az egyik p-n csomópont nyitva van, a másik zárva van

Vágó és telítettség módban a tranzisztor vezérlése nem lehetséges. A hatékony tranzisztorvezérlés csak aktív módban történik. Ez az üzemmód alapvető. Ha a feszültség az emitter csatlakozásánál közvetlen, és a kollektor keresztezésénél fordított, akkor a tranzisztor beépítése normálisnak tekinthető, ellentétes polaritással - inverz.

Normál módban a kollektor pn csomópontja zárva van, az emitter csatlakozása nyitva van. A kollektoráram arányos az alapárammal.

A töltő hordozók mozgása n-p-n típusú tranzisztorban az ábrán látható:

Amikor az emittert az áramforrás negatív kivezetésére csatlakoztatják, Ie emitter áram lép fel. Mivel egy külső feszültséget irányítanak előre az emitter csomópontra, az elektronok legyőzik a csomópontot, és az alapterületbe esnek. Az alap p-félvezetőből készül, ezért az elektronok kisebbségi hordozók.

Az alaprégióba belépő elektronok részben rekombinálódnak az alapfuratokkal. Az alap azonban általában nagyon vékony, nagy ellenállású (alacsony szennyezőanyag-tartalom) p-vezetőből készül, ezért a lyukak koncentrációja az alapban alacsony, és csak néhány az elektronba belépő elektronikája rekombinálódik a lyukakkal, és így képezi az Ib alapáramot. A legtöbb elektron a hőmozgás (diffúzió) és a kollektormező hatása alatt (drift) eléri a kollektort, és így képezi az Iк kollektoráram komponenst.

Az emitter és a kollektoráram növekedése közötti kapcsolatot az áramátviteli együttható jellemzi

A bipoláris tranzisztorban zajló folyamatok kvalitatív vizsgálatából kitűnik, hogy az áramátviteli együttható mindig kisebb, mint az egység. A modern bipoláris tranzisztorok esetén α \u003d 0,9 ÷ 0,95

Ha Ie ≠ 0, akkor a tranzisztor kollektorárama egyenlő:

A vizsgált kapcsolóáramkörben az alapelektróda gyakori az emitter és a kollektor áramkörökben. A bipoláris tranzisztor ilyen kapcsoló áramkörét közös alapegységnek, az emitter áramkört bemeneti áramkörnek, a kollektor áramkört kimeneti áramkörnek nevezik. A bipoláris tranzisztor bekapcsolására szolgáló ilyen áramkört azonban nagyon ritkán használják.

Három áramkör a bipoláris tranzisztor bekapcsolásához

Van egy kapcsoló áramkör, közös alappal, közös emitterrel, közös kollektorral. A p-n-p tranzisztor áramköreit az a, b, c ábrák mutatják:

Egy közös alappal rendelkező körben (A ábra) az elektródalap közös a bemeneti és kimeneti áramkörökben, a közös emitterrel ellátott áramkörben (B. ábra) az emitter közös, a közös kollektorral ellátott áramkörben (C. ábra) a kollektor közös.

Az ábra mutatja: E1 - bemeneti áramkör teljesítményét, E2 - kimeneti áramkör teljesítményét, Uin - az erősített jel forrását.

A fő áramkör egy kapcsolóáramkör, amelyben a bemeneti és a kimeneti áramkör közös elektróda egy emitter (egy bipoláris tranzisztor kapcsoló áramköre közös emitterrel). Egy ilyen áramkörnél a bemeneti áramkör áthalad az alap-emitter csomóponton, és az alapáram megjelenik benne:

Az alapáram alacsony értéke a bemeneti áramkörben az áramkör széles körű használatához vezetett egy közös sugárzóval.

Bipoláris tranzisztor közös emitter (OE) áramkörben

Az OE-sémaba beépített tranzisztorokban az Ib \u003d f1 (Ube) tranzisztor bemeneti áramkörében az áram és a feszültség közötti viszonyt a tranzisztor bemeneti vagy alapáram-feszültségjellemzőjének (CVC) nevezzük. A kollektoráramnak a kollektor és az emitter közötti feszültségtől való függését rögzített alapáramértékeknél Ik \u003d f2 (Uke), Ib - const a tranzisztor kimeneti (kollektor) jellemzőinek családjának nevezzük.

Az n-p-n típusú közepes teljesítményű bipoláris tranzisztor bemeneti és kimeneti áram-feszültség jellemzőit az ábra mutatja:

Amint az ábráról látható, a bemeneti karakterisztika gyakorlatilag független az Uke feszültségtől. A kimeneti jellemzők nagyjából azonos távolságra vannak egymástól és szinte egyenesek az Uke feszültségváltozás széles tartományában.

Az Ib \u003d f (Ube) függőség egy exponenciális függőség, amely a torzítás pn csomópontjának áramára vonatkozik. Mivel az alapáram rekombináció, az Ib értéke β-szor kisebb, mint az injektált emitter áram. Az Uk kollektorfeszültség növekedésével a bemeneti karakterisztika a nagy Ub feszültség tartományába tolódik. Ennek oka az a tény, hogy az alapszélesség modulálása (Earley-effektus) miatt a rekombinációs áram hányada csökken a bipoláris tranzisztor alapjában. Az Ube feszültség nem haladja meg a 0,6 ... 0,8 V. Ez az érték túllépése a nyitott kibocsátó csomóponton átáramló áram hirtelen növekedéséhez vezet.

Az Ik \u003d f (Uke) függőség azt mutatja, hogy a kollektoráram közvetlenül arányos az alapárammal: Ik \u003d B · Ib

Bipoláris tranzisztor paraméterei

Tranzisztor ábrázolása alacsony jelű üzemmódban egy négy terminálos hálózat segítségével

Alacsony jelekkel ellátott üzemmódban a tranzisztor négy terminál eszközzel reprezentálható. Amikor az u1, u2 feszültség és az i1, i2 áramok szinuszos törvény szerint változnak, akkor a feszültség és az áram közötti kapcsolatot Z, Y, h paraméterekkel hozzák létre.

Az 1 ", 2", 3 potenciál azonos. A tranzisztor kényelmes leírása h paraméterek felhasználásával történik.

A tranzisztor elektromos állapotát, amely az áramkör szerint egy közös emitterrel van összekötve, négy érték jellemzi: Ib, Ube, Ik és Uke. Ezen mennyiségek közül kettő függetlennek tekinthető, a másik kettő rajtuk keresztül kifejezhető. Gyakorlati okokból kényelmes az Ib és Uke értékeit függetlennek választani. Ezután Ube \u003d f1 (Ib, Uke) és Ik \u003d f2 (Ib, Uke).

Az erősítő eszközöknél a bemenő jelek a bemeneti feszültség és az áram növekményei. Az Ube és Ik inkrementek jellemzőinek lineáris részén belül az egyenlőségek igazak:

A paraméterek fizikai jelentése:

Az OE-sémák esetén az együtthatókat az E mutatóval kell írni: h11e, h12e, h21e, h22e.

Az útlevél adataiban jelölje meg a h21e \u003d β, h21b \u003d α értéket. Ezek a paraméterek jellemzik a tranzisztor minőségét. A h21 értékének növeléséhez vagy csökkenteni kell az alap W szélességét, vagy növelni kell a diffúziós hosszúságot, ami meglehetősen nehéz.

Összetett tranzisztorok

A h21 értékének növelése érdekében a bipoláris tranzisztorokat a Darlington áramkör szerint kell csatlakoztatni:

Egy kompozit tranzisztorban, amelynek jellemzői egyek, a VT1 alap kapcsolódik a VT2 emitterhez, és ΔIe2 \u003d ΔIb1. Mindkét tranzisztor kollektorát csatlakoztatják, és ez a kimenet egy kompozit tranzisztor kimenete. A VT2 bázis játszik a ΔIb \u003d ΔIb2 összetett tranzisztor bázisának szerepét, a VT1 emitter pedig a ΔIe \u003d ΔI1 összetett tranzisztor emitterének a szerepét.

A Darlington-áramkör β-nyereségének kifejezését kapjuk. A következőképpen fejezzük ki az összefüggést az alapáram dIб változása és az ennek eredményeként a kompozit tranzisztor kollektoráramának dIк változása között:

Mivel a bipoláris tranzisztorok esetében az áramerősség általában több tíz (β1, β2 \u003e\u003e 1), a kompozit tranzisztor teljes nyereségét az egyes tranzisztorok βΣ \u003d β1 · β2 nyereségének szorzata határozza meg, és meglehetősen nagy lehet.

Vegye figyelembe az ilyen tranzisztorok üzemmódjának jellemzőit. Mivel a VT2 Ie2 emitter árama a VT1 dIб1 alapáram, ezért a VT2 tranzisztornak mikropotoros üzemmódban kell működnie, és a VT1 tranzisztornak nagy befecskendezési módban kell működnie, emitteráramuk 1-2 nagyságrenddel különbözik egymástól. A VT1 és VT2 bipoláris tranzisztorok működési tulajdonságainak ilyen nem optimális megválasztásával nem lehetséges magas áramerősítési értékek elérése mindegyikben. Ennek ellenére, még ha a β1, β2 ≈ 30 nyereség értéke is, a teljes β gain nyereség βΣ ≈ 1000 lesz.

A kompozit tranzisztorokban a magas nyereségértékek csak statisztikai módban valósulnak meg, így a kompozit tranzisztorokat széles körben használják az operációs erősítők bemeneti szakaszaiban. A magas frekvenciájú áramkörökben a kompozit tranzisztorok már nem rendelkeznek ilyen előnyökkel, éppen ellenkezőleg, mind a korlátozó áramerősítési frekvencia, mind a kompozit tranzisztorok sebessége kevesebb, mint ugyanazok a paraméterek a VT1, VT2 tranzisztorokon külön-külön.

A bipoláris tranzisztorok frekvencia tulajdonságai

Az alapba injektált kisebbségi hordozók terjedésének folyamata az emitterről a kollektor csomópontra a diffúziós úton halad. Ez a folyamat meglehetősen lassú, és az emitterből befecskendezett hordozók legkorábban, mint a hordozók diffúziója során az alapon jutottak el a kollektorhoz. Egy ilyen késleltetés fáziseltolódást eredményez az aktuális Ie és az aktuális Ik között. Alacsony frekvenciákon az Ie, Ik és Ib áramok fázisa egybeesik.

A bemeneti jel azon frekvenciáját, amelynél a nyereségmodul tényezővel csökken a β0 statikus értékhez képest, a bipoláris tranzisztor korlátozott áramerősítési frekvenciájának nevezzük egy közös emitterrel rendelkező áramkörben

Fβ - határfrekvencia (levágási frekvencia)
  fgr - levágási frekvencia (egység erősítési frekvencia)

Terepi tranzisztorok

A terepi vagy egypólusú tranzisztorok a fizikai fő alapelvként a mezőhatást használják. A bipoláris tranzisztoroktól eltérően, amelyekben mindkét típusú hordozó, mind a fő, mind a kisebb, felelős a tranzisztorhatásért, a terepi tranzisztorokban csak egy típusú hordozót használnak a tranzisztorhatás megvalósítására. Ezért a terepi tranzisztorokat unipolárisnak nevezzük. A terepi effektus megvalósításának körülményeitől függően a terepi tranzisztorokat két osztályba osztják: terepi hatású tranzisztorok elkülönített kapuval és terepi hatású tranzisztorok p-n csomópontvezérléssel.

Terepi tranzisztorok p-n csomópontvezérléssel

Vázlatosan egy p-n csomópont-vezérléssel rendelkező mezőhatású tranzisztor egy lemez formájában reprezentálható, amelynek végeihez az elektródok, a forrás és a lefolyó csatlakoznak. Ábrán egy n típusú csatornával rendelkező mezőhatástranzisztor szerkezetét és áramkörét mutatja:

Egy n-csatornás tranzisztorban a csatorna fő töltő hordozói elektronok, amelyek a csatorna mentén az alacsony potenciállal rendelkező forrástól a nagyobb potenciállal rendelkező csatornába mozognak, és Ic lefolyó áramot képeznek. A kapu és a forrás között feszültséget alkalmaznak a csatorna n-tartománya és a kapu p-régiója által létrehozott p-n-csomópont blokkolására.

Amikor blokkoló feszültséget alkalmaznak az Uzi pn csomópontra a csatorna határán, akkor egységes réteg jelenik meg, kimerült töltő hordozókban és nagy ellenállású. Ez a vezetőcsatorna szélességének csökkenéséhez vezet.

A feszültség nagyságának megváltoztatásával megváltoztathatja a csatorna keresztmetszetét, és ezért megváltoztathatja a csatorna elektromos ellenállásának nagyságát. Egy n-csatornás terepi tranzisztor esetén a csatornapotenciál pozitív a forráspotenciálhoz képest. Egy földelt kapu mellett az áram folyik a csatornából a forrásba. Ezért a kapun lévő áram leállításához több volt feszültségű feszültséget kell alkalmaznia.

Az Uzi feszültség értékét, amelynél a csatornán áthaladó áram majdnem nulla lesz, Uap határfeszültségnek nevezzük

Így egy p-n-csomópont formájú kapuval rendelkező mezőtranzisztor egy ellenállás, amelynek értékét külső feszültség szabályozza.

A terepi tranzisztor jellemzői a következő CVC:

Ebben az esetben a lefolyóáram függvényei állandó feszültséggel vannak az Uzi kapun keresztüli állandó feszültségnél, és ez határozza meg a mezőhatású tranzisztor kimeneti vagy állományi jellemzőit. A jellemzők kezdeti szakaszában az Usi + | Usi |< Uзап ток стока Iс возрастает с увеличением Uси . При повышении напряжения сток - исток до Uси = Uзап - |Uзи | происходит перекрытие канала и дальнейший рост тока Iс прекращается (участок насыщения). Отрицательное напряжение Uзи между затвором и истоком смещает момент перекрытия канала в сторону меньших значений напряжения Uси и тока стока Iс . Участок насыщения является рабочей областью выходных характеристик полевого транзистора. Дальнейшее увеличение напряжения Uси приводит к пробою р-n-перехода между затвором и каналом и выводит транзистор из строя.

Az I - V jellemző Ic \u003d f (Uzi) az Uap feszültséget mutatja. Mivel az Uzi ≤ 0 pn csomópont zárt és a kapu árama nagyon kicsi, 10 nagyságrendű -8 ... 10-9 Aezért a terepi tranzisztor fő előnyei a bipolárishoz képest egy nagy bemeneti impedancia, 10 nagyságrendű 10 ... 1013 Ohm. Ezen felül megkülönbözteti őket az alacsony zaj és a gyárthatóság.

Két fő kapcsolórendszernek van gyakorlati alkalmazása. Egy áramkört egy közös forrással (A ábra) és egy közös lefolyóval ellátott áramkört (B ábra), amelyek az ábrán láthatóak:

Szigetelt kapu-terepi tranzisztorok
  (MIS tranzisztorok)

Az "MOS tranzisztor" kifejezés olyan mezőhatású tranzisztorokra utal, amelyekben a vezérlőelektródot - a kaput - egy elválasztott dielektromos réteg választja el a mező-tranzisztor aktív területétől. Ezen tranzisztorok fő eleme a fém-dielektromos félvezető (M-D-P) szerkezet.

Az ábrán látható egy integrált kapuval ellátott MOS tranzisztor technológiája:

Az eredeti félvezetőt, amelyen a MIS tranzisztor készül, szubsztrátumnak nevezzük (P tű). Két erősen adalékolt n + régiót nevezzen forrásnak (I) és lefolyónak (C). A redőny alatti hordozó felületét (3) beépített csatornanak (n-csatornának) nevezzük.

Fém-szigetelő-félvezető szerkezetű mezőtranzisztor működésének fizikai alapja a mezőhatás. A mezőhatás abban áll, hogy egy külső elektromos mező hatására megváltozik a szabad töltőanyagok koncentrációja a félvezető felületének közeli régiójában. Az MIS szerkezetű terepi készülékeknél a külső mezőt a fém kapuelektródra alkalmazott feszültség okozza. Az alkalmazott feszültség jelétől és nagyságától függően a csatorna két helyet foglalhat el az űrtöltő régióban (SCR) - dúsítás és kimerülés.

A kimerülési mód megfelel egy negatív Uz feszültségnek, amelynél a csatorna elektronkoncentrációja csökken, ami a lefolyó áram csökkenéséhez vezet. A dúsítási mód megfelel az Uzi pozitív feszültségnek és a lefolyó áram növekedésének.

A CVC az ábrán látható:

Az MOS tranzisztor topológiáját indukált (indukált) p-típusú csatornával az ábra mutatja:

Ha Uzi \u003d 0, akkor a csatorna nincs, és Ic \u003d 0. A tranzisztor csak Uzi dúsítási módban működhet< 0. Если отрицательное напряжение Uзи превысит пороговое Uзи.пор , то происходит формирование инверсионного канала. Изменяя величину напряжения на затворе Uзи в области выше порогового Uзи.пор , можно менять концентрацию свободных носителей в инверсионном канале и сопротивление канала. Источник напряжения в стоковой цепи Uси вызовет ток стока Iс .

A CVC az ábrán látható:

Az MOS tranzisztorokban a kaput a félvezetőtől SiO2-oxid réteg választja el. Ezért az ilyen tranzisztorok bemeneti impedanciája 1013 ... 1015 ohm.

A terepi tranzisztorok fő paraméterei a következők:

• A karakterisztika merevsége Us \u003d const, Up \u003d const mellett. A jellemző paraméterértékek (0,1 ... 500) mA / V;
• A karakterisztika merevsége a hordozón Us \u003d const, Us \u003d const mellett. A jellemző paraméterértékek (0,1 ... 1) mA / V;
• Kezdeti ürítőáram - ürítse az áramot nulla Uзи feszültségértéknél. Tipikus paraméterértékek: (0,2 ... 600) mA - tranzisztorokhoz p-n csomópontú vezérlőcsatornával; (0,1 ... 100) mA - integrált csatornával rendelkező tranzisztorokhoz; (0,01 ... 0,5) μA - indukált csatornával rendelkező tranzisztorok esetén;
• Kikapcsolási feszültség . Tipikus értékek (0,2 ... 10) V; küszöbfeszültség Uп. Jellemző értékek (1 ... 6) V;
• Ellenállás-elvezető forrás nyitott állapotban. Tipikus értékek (2 300) Oh
• Diferenciális ellenállás (belső): velünk \u003d const;
• Statisztikai nyereség: μ \u003d S · ri

tirisztorok

A tirisztor egy félvezető eszköz, amelynek három vagy több elektron-lyuk p-n csatlakozása van. Elsősorban elektronikus kulcsként használják. A külső csatlakozók számától függően őket két külső csatlakozóval rendelkező tirisztorokra - dinistorokra és három terminállal rendelkező tirisztorokra - osztják. A tirisztorok jelölésére a VS betű szimbólum kerül elfogadásra.

A dinisztor eszköz és működési elve

A dinisztor szerkezetét, UGO és I-V tulajdonságait az ábra mutatja:




A külső p-régiót anódnak (A), a külső n-régiót katódnak (K) nevezzük. Három p-n csomópontot 1, 2, 3 jelölnek. A dinisztor szerkezete négyrétegű - p-n-p-n.

Az E tápfeszültséget a dinisztorhoz továbbítják oly módon, hogy a 3 átmenet 1-je nyitva van, ellenállásuk elhanyagolható, a 2. átmenet zárva legyen, és az összes Upr tápfeszültség rá legyen kapcsolva. Egy kis fordított áram áramlik át a dinisztoron, az R terhelést leválasztják az E tápegységtől.

Az U bekapcsolt feszültséggel megegyező kritikus feszültség elérésekor a 2. átmenet megnyílik, és mindhárom 1., 2., 3. átmenet nyitott (be) állapotban lesz. A dinisztor ellenállása Ohm tizedeire esik.

A kapcsolási feszültség néhány száz volt. A dinisztor kinyílik, és jelentős áramok folynak rajta. A feszültségcsökkenés a dynisztoron nyitott állapotban 1-2 volt, és kevés függ az áramló áram nagyságától, amelynek értéke τa ≈ E / R és UR ≈ E, azaz A terhelést az E áramforráshoz kell csatlakoztatni. A dynisztor feszültségét, amely megfelel az I maximális megengedett pontnak, Uoc nyitott állapotú feszültségnek nevezzük. A legnagyobb megengedett áram mA-tól több száz A-ig terjedhet. A dinisztor nyitott állapotban van, amíg az rajta átfolyó áram kisebb lesz, mint a tartási áram Iud. A dinisztor bezáródik, amikor a külső feszültség 1V nagyságrendre csökken, vagy ha a külső forrás polaritása megváltozik. Ezért egy ilyen eszközt tranziens áramkörökben használnak. A B és a D pont megfelel a dinisztor áramának és feszültségének határértékeinek. A 2. átmenet ellenállásának helyreállítási ideje a tápfeszültség eltávolítása után körülbelül 10-30 μs.

A dinátorok alapvetően kulcsfontosságú eszközök. Bekapcsolt állapotban (BV szakasz) hasonló egy zárt kulcshoz, kikapcsolt állapotban (kipufogógáz szakasz) pedig olyan, mint nyitott kulcs.

A tirisztor (trinisztor) eszköze és működési elve

A trinisztor egy vezérelt eszköz. Tartalmaz egy vezérlőelektródot (RE), amely a p-típusú félvezetőhöz vagy a középső átmenet n-típusú félvezetőjéhez van csatlakoztatva.

A trinisztor (általában tirisztornak nevezik) felépítését, UGO és I-V tulajdonságait az ábra mutatja:




Az U off feszültséget, amelyen az áramlás lavinaszerű növekedése megkezdődik, csökkenthetjük úgy, hogy kisebbségi töltő hordozókat vezetünk be a 2. átmenet melletti rétegek bármelyikébe. Mennyire mutatunk az I - V jellemzőben U csökkenést. Fontos paraméter a vezérlő indítóáram, azaz IOT, amely biztosítja, hogy a tirisztor nyitott állapotba kapcsoljon az Uin feszültségnél alacsonyabb feszültségen. Az ábra az UI feszültségének három értékét mutatja be< Un вкл < Um вкл соответствует трем значениям управляющего тока UI у.от >   Unotot\u003e Um.ot

Fontolja meg a legegyszerűbb áramkört egy tirisztorral, amelynek Rн ellenállás-terhelése van







• Ia - anód áram (teljesítményáram a tirisztor anód-katódjának áramkörében);
• Uak az anód és a katód közötti feszültség;
• Iу a vezérlőelektróda árama (az impulzusok áramimpulzusokat használnak);
• Uuk a vezérlőelektróda és a katód közötti feszültség;
• Upit - tápfeszültség.

A tirisztor nyitott állapotba történő átviteléhez egy nem-vezérlő elektródot táplálnak az impulzusgeneráló áramkörből egy rövid (több mikrosekundum nagyságrendű) vezérlő impulzussal.

Ennek a nem reteszelő tirisztornak a jellemzője, amelyet a gyakorlatban nagyon széles körben használnak, hogy nem lehet kikapcsolni a vezérlőáram segítségével.

A tirisztor gyakorlati kikapcsolásához Uak fordított feszültséget alkalmaznak rá< 0 и поддерживают это напряжение в течении времени, большего так называемого времени выключения tвыкл . Оно обычно составляет единицы или десятки микросекунд.

A triac eszköze és működési elve

Széles körben használják az úgynevezett szimmetrikus tirisztorokat (triakok, triakok). Mindegyik triac hasonló a vizsgált tirisztorok párjához, amelyek párhuzamosan kapcsolódnak egymáshoz. A szimmetrikus trinisztorok egy szimmetrikus áram-feszültség karakterisztikával szabályozott készülék. A szimmetrikus karakterisztika eléréséhez p-n-p-n-p típusú kétoldalas félvezető szerkezeteket használunk.

A triac szerkezetét, UGO-ját és CVC-jét az ábra mutatja:




A triac (triac) két, egymással ellentétes párhuzamosan csatlakoztatott p1-n1-p2-n2 és p2-n2-p1-n4 tirisztorral rendelkezik. A triac 5 P1-P2-P3-P4-P5 átmenetet tartalmaz. UE kontroll elektron hiányában a triacot diac-nak hívják.

Pozitív polaritással a p1-n1-p2-n2 tirisztorhatása az E1 elektródán, a p2-n1-p1-n4-nél pedig ellentétes polaritással valósul meg.

Ha az RE-hez vezérlőfeszültséget szolgáltatnak, annak polaritásától és nagyságától függően az U kapcsoló feszültségét be kell kapcsolni

A tirisztorok (dinistorok, trinisztorok, triakok) az elektronika erőműveinek fő elemei. Vannak tirisztorok, amelyeknél a kapcsolási feszültség meghaladja az 1 kV-ot, és a maximálisan megengedett áram nagyobb, mint 1 kA

Elektronikus kulcsok

A teljesítmény-elektronikai eszközök hatékonyságának növelése érdekében a diódák, tranzisztorok és tirisztorok impulzusos működését széles körben használják. Az impulzus üzemmódot az áram és a feszültség éles változása jellemzi. Impulzus üzemmódban kulcsokként diódákat, tranzisztorokat és tirisztorokat használnak.

Elektronikus kulcsok segítségével az elektronikus áramkörök átkapcsolódnak: az áramkör csatlakoztatása / leválasztása az elektromos energia vagy jelforrásokhoz / áramokhoz, áramköri elemek csatlakoztatása vagy leválasztása, az áramköri elemek paramétereinek megváltoztatása, a működő jelforrás típusának megváltoztatása.

Az UGO ideális billentyűit az ábra mutatja:

Kulcsok záráshoz és nyitáshoz.




A gomb üzemmódot két állapot jellemzi: be / ki.

Az ideális gombokat az ellenállás azonnali változása jellemzi, amely 0 vagy ∞ értéket vesz fel. Az ideális zárt kulcsnál a feszültségcsökkenés 0. Ha a kulcs nyitva van, az áram 0.

A valódi gombokat két szélsőséges ellenállási érték jellemzi: Rmax és Rmin. Az egyik ellenállás értékről a másikra való átmenet a valós kulcsokban véges időben történik. A valódi zárt kulcs feszültségcsökkenése nem egyenlő nullával.

A kulcsok fel vannak osztva az alacsony fogyasztású áramkörökben használt kulcsokra és az áramkörökben használt kulcsokra. Ezen osztályok mindegyikének megvannak a sajátosságai.

Az alacsony fogyasztású áramkörökben használt kulcsokat a következők jellemzik:

1. Kulcsellenállás nyitott és zárt állapotokban;
2. Teljesítmény - az idő, amikor a kulcs áttér az egyik állapotból a másikra;
3. Feszültségcsökkenés a zárt kulcson és a nyitott kulcs szivárgási árama;
4. Immunitás - a kulcs azon képessége, hogy az egyik állapotban maradjon, ha az interferenciának van kitéve;
5. Kulcsérzékenység - a vezérlőjel értéke, amely a kulcsot átadja az egyik állapotból a másikba;
6. A küszöbfeszültség a vezérlőfeszültség értéke, amelynek közelében élesen megváltozik az elektronikus kapcsoló ellenállása.

Dióda elektronikus kulcsok

Az elektronikus kulcs legegyszerűbb típusa a diódás kulcs. A dióda kapcsoló áramköre, a statikus átviteli jellemző, az áram-feszültség karakterisztika és a differenciális ellenállás függése a dióda feszültségétől az ábrán látható:

A dióda elektronikus kulcs működési elve a félvezető dióda differenciál-ellenállásának változásán alapul, az Uпор diódán lévő küszöbfeszültség közelében. A "c" ábra egy félvezető dióda áramerősség-karakterisztikáját mutatja, amely Upor értékét mutatja. Ez az érték a feszültségtengely és az áram-feszültség karakterisztika növekvő résztvevőjéhez húzott érintőjének metszéspontjában van.

A "d" ábra a differenciális ellenállás függését mutatja a dióda feszültségétől. Az ábrából kitűnik, hogy a 0,3 V küszöbfeszültség közelében a dióda differenciál-ellenállásának hirtelen változása 900 és 35 ohm extrém értékekkel történik (Rmin \u003d 35 Ohm, Rmax \u003d 900 Ohm).

Bekapcsolt állapotban a dióda nyitva van, Uout ≈ Uin.

Kikapcsolt állapotban a dióda bezáródik, és Uout ≈ Uin · Rn / Rmax<

A kapcsolási idő csökkentése érdekében a használt diódák kicsi csatlakozási kapacitása 0,5–2 pF volt, miközben a kikapcsolási idő 0,5–0,05 μs volt.

A diódabillentyűk nem teszik lehetővé a vezérlő és a vezérelt áramkörök elektromos elválasztását, ami gyakran szükséges a gyakorlati áramkörökben.

Tranzisztor gombok

A számítógépekben, távvezérlő eszközökben, automatikus vezérlő rendszerekben stb. Használt áramkörök többsége tranzisztorkapcsolókon alapul.

A bipoláris tranzisztor és a CVC kulcsáramlásait az ábra mutatja:

Az első állapot „ki” (a tranzisztor zárva van) az A1 pont határozza meg a tranzisztor kimeneti jellemzőit; ezt cutoff módnak nevezik. Kikapcsolt üzemmódban az alapáram Ib \u003d 0, az Ik1 kollektoráram megegyezik a kollektor kezdeti áramával, és a kollektor feszültsége Uк \u003d Uк1 ≈ Ek. A levágási mód Uin \u003d 0 vagy negatív alappotenciál esetén valósul meg. Ebben az állapotban a kulcs ellenállása eléri a maximális értéket: Rmax \u003d, ahol RT a tranzisztor ellenállása zárt állapotban, több mint 1 MΩ.

A második állapot „be” (a tranzisztor nyitva van) az I - V karakterisztikán az A2 pont határozza meg, és ezt telítési módnak hívják. A leválasztási módból (A1) telítettség módban (A2) a tranzisztort az Uin pozitív bemeneti feszültség továbbítja. Ebben az esetben az Uout feszültség legfeljebb 0,2-1,0 V nagyságrendű Uк2 \u003d Uк.э értékkel bír, a kollektoráram Iк2 \u003d Iк.нас ≈ Ec / Rк. A telítettség módban az alapáramot az alábbi körülmények között határozzuk meg: Ib\u003e Ib.nas \u003d Ik.nas / h21.

A tranzisztor nyitott állapotba történő átviteléhez szükséges bemeneti feszültséget az U feltételből kell meghatározni in\u003e IB.s.Rb + U.s.

A tranzisztorban zajló jó zajszűrés és az alacsony teljesítmény eloszlás azzal magyarázható, hogy a tranzisztor legtöbbször vagy telített (A2), vagy zárt (A1), és az egyik állapotból a másikba történő átmeneti idő ezen állapotok időtartamának kis része. A bipoláris tranzisztorok gombjainak kapcsolási idejét a pn csomópontok gátkapacitumai, valamint a kisebbségi töltő hordozók felhalmozódásának és felszívódásának folyamatai határozzák meg az alapban.

A sebesség és a bemeneti ellenállás növelése érdekében a mezőhatású tranzisztorok gombjait használják.

A pn csomópont-vezérléssel és egy közös forrással és közös lefolyójú indukált csatornával rendelkező terepi tranzisztorok kulcsáramköreit az ábra mutatja:

A tereptranzisztor bármely kulcsához Rн\u003e 10-100 kOhm.

A kapun lévő Uin vezérlőjel 10-15 V nagyságrendű. A terepi tranzisztor ellenállása zárt állapotban nagy, 108-109 Ohm nagyságrendű.

A terepi tranzisztor ellenállása nyitott állapotban 7-30 ohm lehet. A terepi tranzisztor ellenállása a vezérlőáramkörben 108-109 Ohm lehet. ("a" és "b" áramkör) és 1012-1014 ohm ("c" és "g" áramkör).

Erőteljes (nagy teljesítményű) félvezető eszközök

Erőteljes félvezető eszközöket használnak az erőelektronikában, amely a technológia legintenzívebben fejlődő és legígéretesebb területe. Úgy tervezték, hogy tíz, száz amper, tízes feszültség, és több száz feszültségű áramot vezessenek.

A nagy teljesítményű félvezető eszközök közé tartoznak tirisztorok (dinistorok, triszisztorok, triakok), tranzisztorok (bipoláris és terepi) és bipoláris statikusan indukált tranzisztorok (IGBT). Ezeket elektronikus kulcsként használják az elektronikus áramkörök kapcsolására. Jellemzőik megpróbálják közelebb hozni az ideális kulcsok jellemzőihez.

A működés, a jellemzők és a paraméterek szerint a nagyteljesítményű tranzisztorok hasonlóak az alacsony fogyasztású tranzisztorokhoz, azonban vannak bizonyos jellemzők.

Teljesítménytranzisztorok

Jelenleg a terepi tranzisztor az egyik legígéretesebb tápegység. A legszélesebb körben alkalmazott tranzisztorok szigetelt kapuval és indukált csatornával. A csatorna ellenállásának csökkentése érdekében csökkentse annak hosszát. A lefolyó áram növelése érdekében több száz és ezer csatorna hajtódik végre a tranzisztorban, és a csatornákat párhuzamosan kapcsolják össze. A terepi tranzisztor önmelegedésének valószínűsége kicsi, mert A csatornaellenállás növekszik a hőmérséklet emelkedésével.

Az erőátviteli tranzisztorok függőleges felépítésűek. A csatornák függőlegesen és vízszintesen is elhelyezkedhetnek.

DMDP tranzisztor

Ennek a dupla diffúzióval készített MIS típusú tranzisztornak vízszintes csatornája van. Az ábra egy csatornát tartalmazó szerkezeti elemet mutat.

VMDP tranzisztor

Ennek a V alakú MOS tranzisztornak függőleges csatornája van. Az ábra egy, két csatornát tartalmazó szerkezeti elemet mutat.

Könnyű belátni, hogy a VMDP tranzisztor és a DMDP tranzisztor szerkezete hasonló.

IGBT tranzisztor

Az IGBT egy hibrid félvezető eszköz. Kétféle módon kombinálja az elektromos áram vezérlését: az egyik jellemző a mezőhatású tranzisztorokra (egy elektromos mező vezérlése), a másik pedig a bipoláris (az elektromos hordozók befecskendezésének szabályozása).

Az IGBT általában n-típusú MOSFET tranzisztor-struktúrát használ. Ennek a tranzisztornak a felépítése egy további p-típusú félvezető réteggel különbözik a DMDP tranzisztor szerkezetétől.

Vigyázzunk arra a tényre, hogy az "emitter", "kollektor" és "kapu" kifejezéseket általában az IGBT elektródok megjelölésére használják.

A p-típusú réteg hozzáadása a bipoláris tranzisztor második struktúrájának kialakulásához vezet (p-n-p típusú). Így az IGBT-ben két bipoláris struktúra létezik - n-p-n és p-n-p típusú.

Az UGO és IGBT kikapcsolási áramkör az ábrán látható:

A kimeneti jellemzők tipikus nézetét az ábra mutatja:

SIT tranzisztor

A SIT egy térhatású tranzisztor, amely pn csomópont-vezérléssel rendelkezik statikus indukcióval. Többcsatornás, függőleges felépítésű. A SIT és a kapcsolóáramkör közös forrású sematikus ábráját az ábra mutatja:

A p-típusú félvezető régiói hengerek formájában vannak, amelyek átmérője mikrométer vagy annál nagyobb egység. Ez a hengerrendszer redőnyként működik. Mindegyik henger csatlakozik a redőny elektródához (a redőny elektródát általában az "a" ábra nem mutatja).

Pontozott vonalak jelzik a pn csomópontok régióit. A tényleges csatornák száma lehet ezrek. A SIT-et általában a szokásos forrásáramkörökben használják.

A vizsgált eszközök mindegyikének megvan a saját alkalmazási területe. A tirisztorok gombjait alacsony frekvencián (kilohertz és annál alacsonyabb) működő eszközökben használják. Az ilyen kulcsok fő hátránya az alacsony teljesítményük.

A tirisztorok fő alkalmazási területe az alacsony frekvenciájú készülékek, nagy kapcsolási teljesítményűek, több megavatos teljesítményig, amelyek nem vetnek ki komoly teljesítménykövetelményeket.

A nagyteljesítményű bipoláris tranzisztorokat nagyfeszültségű kapcsolókként használják 10-100 kHz közötti kapcsolási vagy átalakítási frekvenciájú készülékekben, a kimeneti teljesítményszint W egységektől több kW-ig. A kapcsolási feszültség optimális tartománya 200-2000 V.

A terepi tranzisztorokat (MOSFET) elektronikus kulcsként használják az alacsony feszültségű, magas frekvenciájú készülékek kapcsolására. A kapcsolási feszültség optimális értéke nem haladja meg a 200 V-ot (a maximális érték 1000 V-ig terjedhet), míg a kapcsolási frekvencia kHz-egységektől 105 kHz-ig terjedhet. A kapcsolt áramok tartománya 1,5-100 A. Ennek a készüléknek a pozitív tulajdonságai a feszültség, nem az áram általi irányíthatóság és a más eszközökhöz képest kisebb hőmérsékleti függőség.

A szigetelt kapu bipoláris tranzisztorokat (IGBT) 20 kHz-nél kisebb frekvencián használják (egyes típusú készülékeket 100 kHz-nél nagyobb frekvencián használnak), 1 kW feletti kapcsolási teljesítménygel. A kapcsolási feszültség nem lehet alacsonyabb, mint 300–400 V. A 2000 V feletti kapcsolási feszültség optimális értékei. Az IGBT és a MOSFET teljes bekapcsolásához 12-15 V-nál nem nagyobb feszültség szükséges, az eszközök bezárásához nem szükséges negatív feszültséget szolgáltatni. Nagy kapcsolási sebesség jellemzi őket.

  Anyag a tanúsítás előkészítéséhez

Tehát a webhelyünk bipoláris tranzisztorairól szóló történet harmadik és utolsó része \u003d) Ma beszélünk ezeknek a csodálatos eszközöknek erősítőként történő használatáról, fontoljuk meg a lehetséges bipoláris tranzisztor   és azok fő előnyei és hátrányai. Kezdjük!

Ez az áramkör nagyon jó magas frekvenciájú jelek használatakor. Alapvetően ehhez elsősorban a tranzisztor ilyen bekapcsolását kell használni. Nagyon hátrányos az alacsony bemeneti impedancia és természetesen az áramerősség hiánya. Nézze meg saját maga, a bemeneten, amelyben emitter áram van, a kimeneten.

Vagyis az emitter árama kisebb, mint az alapáram, mint a kollektor árama. És ez azt jelenti, hogy az áramerősség nem csak hiányzik, ráadásul a kimeneti áram valamivel kisebb, mint a bemeneti áram. Noha ennek az áramkörnek viszonylag nagy a feszültség átviteli együtthatója) Ezek az előnyök és hátrányok, folytatjuk ...

Közös kollektor bipoláris tranzisztor

Így néz ki a közös kollektorral rendelkező bipoláris tranzisztor kapcsolási áramköre. Nem hasonlít semmire?) Ha kissé más szögből nézi az áramkört, felismerjük itt a régi barátunkat - az emitter ismétlőt. Szinte egy teljes cikk volt róla (), tehát ott már megvizsgáltunk mindazt, ami ehhez a rendszerhez kapcsolódik. Időközben várjuk a leggyakrabban használt áramkört - egy közös sugárzóval.

Áramkör bipoláris tranzisztor átváltására közös emitterrel.

Ez az áramkör erősítő tulajdonságai miatt szerzett népszerűségét. Az összes áramkör közül ez adja a legnagyobb áram- és feszültségnövekedést, illetve a teljesítményjel nagymértékű növekedését. Ennek az áramkörnek az a hátránya, hogy az erősítési tulajdonságokat erősen befolyásolja a hőmérséklet és a jel frekvencia növekedése.

Megismertük az összes áramkört, és nézzük meg részletesebben az erősítő utolsó (de nem utolsósorban) áramkört bipoláris tranzisztorral (közös emitterrel). Először ábrázoljuk kicsit másképp:

Van egy mínusz - egy földelt kibocsátó. A tranzisztor ilyen bekapcsolásával a kimenet nemlineáris torzulásokat tartalmaz, amelyeket természetesen meg kell küzdeni. A nemlinearitás a bemeneti feszültségnek az emitter-bázis csatlakozási feszültségre gyakorolt \u200b\u200bhatása miatt lép fel. Valójában nincs semmi "felesleges" az emitter áramkörben: kiderül, hogy az összes bemeneti feszültség pontosan az alap-emitter csatlakozáson van. Ennek a jelenségnek a kezelése érdekében ellenállást adunk az emitter áramköréhez. Szóval megkapjuk negatív visszajelzés.

De mi az?

Röviden, akkor negatív vissza elvth közlés   abban rejlik, hogy a kimeneti feszültség egy részét továbbítják a bemenethez és kivonják a bemeneti jelből. Ez természetesen a nyereség csökkenéséhez vezet, mivel a tranzisztor bemeneti feszültsége alacsonyabb feszültségértéket kap, mint visszajelzés hiányában.

Ennek ellenére a negatív visszajelzés nagyon hasznos számunkra. Lássuk, hogyan segít csökkenteni a bemeneti feszültségnek az alap és az emitter közötti feszültségre gyakorolt \u200b\u200bhatását.

Tehát, még ha nincs is visszajelzés, a bemeneti jel 0,5 V-os növekedése ugyanolyan növekedést eredményez. Itt minden világos 😉 És most hozzáadunk visszajelzést! És ugyanúgy növeljük a bemeneti feszültséget 0,5 V-tal. Ezt követően növekszik, ami az emitter áramának növekedéséhez vezet. És a növekedés a visszacsatoló ellenállás feszültségének növekedéséhez vezet. Úgy tűnik, hogy így van? De ezt a feszültséget levonják a bemenetből! Nézze meg, mi történt:

Növekedett a bemeneti feszültség - az emitter árama - a negatív visszacsatoló ellenállás feszültsége nőtt - a bemeneti feszültség csökkent (kivonás miatt) - a feszültség csökkent.

Vagyis a negatív visszacsatolás megakadályozza az alapkibocsátó feszültségének megváltozását, amikor a bemeneti jel megváltozik.

Ennek eredményeként a közös sugárzóval ellátott erősítő áramkörünket az emitter áramkörében lévő ellenállással feltöltöttük:

Van egy másik probléma az erősítőnkben. Ha negatív feszültségérték jelenik meg a bemeneten, a tranzisztor azonnal bezáródik (az alapfeszültség alacsonyabb lesz, mint az emitter feszültsége, és az alap-emitter dióda bezáródik), és a kimeneten nem lesz semmi. Ez valahogy nem túl jó) Ezért létre kell hozni elmozdulás. Ez az elválasztóval az alábbiak szerint végezhető el:

Ilyen szépséget kaptál 😉 Ha az ellenállások azonosak, akkor mindegyikük feszültsége 6V (12V / 2). Tehát, ha a bemeneten nincs jel, az alappotenciál + 6 V lesz. Ha egy negatív érték, például -4 V, érkezik a bemenetre, akkor az alappotenciál + 2 V lesz, azaz az érték pozitív és nem zavarja a tranzisztor normál működését. Itt van, hogy milyen hasznos az eltolás létrehozása az alapláncban)

Mi tovább javítaná a rendszerünket ...

Tudassa velünk, melyik jelet fogjuk erősíteni, vagyis tudjuk annak paramétereit, különösen a frekvenciát. Nagyszerű lenne, ha csak egy hasznos erősített jel lenne a bemeneten. Hogyan lehet ezt biztosítani? Természetesen egy nagy áteresztőképességű szűrővel) Adjunk hozzá egy kondenzátort, amely egy előfeszítő ellenállással együtt egy nagy áteresztőképességű szűrőt képez:

Így nőtte ki az áramkört, amelyben maga a tranzisztor kivételével szinte semmi nem volt, további elemekkel 😉 Talán itt is megállunk, hamarosan egy cikk lesz, amely egy bipoláris tranzisztoron alapuló erősítő gyakorlati kiszámítására szolgál. Ebben nem csak komponálunk erősítő áramköri diagramja, de kiszámoljuk az összes elem értékét is, és egyidejűleg válasszuk ki a mi célunkhoz megfelelő tranzisztort. Találkozunk hamarosan! \u003d)

Három fő áramkör van a tranzisztorok bekapcsolására. Ebben az esetben a tranzisztor egyik elektródja a kaszkád közös belépési és kilépési pontja. Ne feledje, hogy a bemenet (kimenet) alatt azokat a pontokat értjük, amelyek között a bemeneti (kimeneti) váltakozó feszültség működik. A fő kapcsolóáramköröket közös emitterrel (OE), közös alappal (OB) és közös kollektorral (OK) rendelkező áramköröknek nevezzük.

Áramkör közös kibocsátóval (OE). Az ilyen áramkört az 1. ábra szemlélteti. Az összes könyvben meg van írva, hogy ez az áramkör a leggyakoribb, mert ez adja a legnagyobb teljesítménynövekedést.

Ábra. 1 - Tranzisztor csatlakoztatási diagramja közös emitterrel

A tranzisztor javító tulajdonságait az egyik fő paraméter jellemzi - az alap statikus áramátadási együtthatója vagy a statikus áramerősség ?. Mivel csak magát a tranzisztort kell jellemeznie, terhelés nélküli módban határozzák meg (R k \u003d 0). Szám szerint ez egyenlő:

amikor U k-e \u003d const

Ez az együttható tíz vagy száz lehet, de a k i tényleges együttható mindig kisebb, mint?, Mivel a terhelés bekapcsolásakor a kollektoráram csökken.

A feszültségnövekedés fokozatos kaszkádja egyenlő a kimeneti és a bemeneti váltakozó feszültség amplitúdójának vagy áramértékének arányával. A bemeneti feszültség váltakozó feszültség u, és a kimeneti feszültség váltakozó feszültség van az ellenálláson, vagy ugyanaz a kollektor-emitter feszültség. Az alapkibocsátó feszültsége nem haladja meg a volt tizedrészeit, és a kimenet eléri az egységt és több tíz voltot (megfelelő terhelési ellenállással és E 2 forrásfeszültséggel). Ebből következik, hogy a kaszkád hatalomnövekedése száz, ezer és néha több tízezer.

Fontos jellemző az R I bemeneti ellenállás, amelyet Ohmi törvény határoz meg:

és általában a ohmok százától a kilohomm-egységekig terjed. A tranzisztor bemeneti impedanciája az OE séma szerint bekapcsolva, amint látható, viszonylag kicsi, ami jelentős hátrány. Fontos megjegyezni, hogy az OE séma szerint a kaszkád 180 ° -kal megfordítja a feszültség fázist

Az OE áramkör előnyei között szerepel az egy forrásból történő tápellátás kényelme, mivel ugyanazon jel tápfeszültsége van az alapra és a kollektorra. A hátrányok között szerepelnek a legrosszabb frekvencia- és hőmérsékleti tulajdonságok (például az OB rendszerhez képest). A frekvencia növekedésével az OE áramkör erősítése csökken. Ezenkívül az OE-séma szerinti kaszkád az amplifikáció során jelentős torzulásokkal jár.

Séma közös bázissal (OB). Az OB-sémát a 2. ábra mutatja.

Ábra. 2 - Tranzisztor csatlakozási rajza közös alappal

Egy ilyen kapcsolóáramkör nem ad jelentős nyereséget, de jó frekvencia- és hőmérsékleti tulajdonságokkal rendelkezik. Nem olyan gyakran használják, mint az MA rendszert.

Az OB áramkör nyeresége mindig valamivel kisebb, mint egység:

mivel a kollektoráram mindig csak kissé alacsonyabb, mint az emitter árama.

Megjelenik az OB áramkör statikus áramátadási együtthatója? és meghatározva:

amikor u b \u003d const

Ez az együttható mindig kevesebb, mint 1, és minél közelebb van 1-hez, annál jobb a tranzisztor. A feszültségnövekedés ugyanaz, mint az OE áramkörben. Az OB áramkör bemeneti impedanciája tízszer alacsonyabb, mint az OE áramkörben.

Az OB áramkörnél nincs fáziseltolódás a bemeneti és a kimeneti feszültség között, vagyis a feszültség fázisa nem invertálódik az erősítés során. Ezenkívül az amplifikációval az OB-séma sokkal kevesebb torzítást vezet be, mint az OE-séma.

Áramkör közös kollektorral (OK). A közös kollektorral ellátott kapcsolási áramkört a 3. ábra mutatja. Az ilyen áramkört gyakran emitter-követőnek nevezik.

Ábra. 3 - Tranzisztor csatlakozási diagramja egy közös kollektorral

Ennek az áramkörnek a sajátossága az, hogy a bemeneti feszültséget teljes mértékben visszajuttatják a bemenetre, azaz a negatív visszacsatolás nagyon erős. Az áramerősség majdnem ugyanaz, mint az OE áramkörben. A feszültségnövekedés közel van az egységhez, de mindig kevesebb. Ennek eredményeként a teljesítménynövekedés megközelítőleg k i-vel egyenlő, azaz több tíz.

Az OK áramkörben nincs fáziseltolás a bemeneti és a kimeneti feszültség között. Mivel a feszültségnövekedés közel van az egységhez, a kimeneti feszültség fázisban és amplitúdóban egybeesik a bemenettel, azaz megismétli. Ez az oka annak, hogy egy ilyen áramkört emitter-követőnek hívnak. Emitter - mert a kimeneti feszültséget eltávolítják az emitterről a közös vezetékhez viszonyítva.

Az OK áramkör bemeneti ellenállása meglehetősen magas (tíz kilo-ohm), és a kimeneti ellenállás viszonylag kicsi. Ez a rendszer fontos előnye.