Tre qarqe për ndezjen e një tranzistori bipolar. Qarqet Ndërrimi të Transistorit Bipolar

Të cilat kanë jo më pak se tre përfundime. Në situata të caktuara, ata janë në gjendje të përforcojnë fuqinë, të gjenerojnë lëkundje ose të shndërrojnë një sinjal. Ka shumë modele të ndryshme të këtyre pajisjeve, dhe në mesin e tyre është një transistor pnp.

Tranzistorët klasifikohen nga materiali gjysmëpërçues. Ata vijnë nga silikoni, germanium, etj.

Nëse një transistor me dy rajone ka përçueshmëri me dy vrima, quhet "transistor i përçueshmërisë së drejtpërdrejtë" ose "një transistor i kryqëzimit pnp". Një pajisje në të cilën dy rajone kanë përçueshmëri elektronike quhet një transistor i përçueshmërisë së kundërt, ose me një kryqëzim npn. Të dyja transistorët funksionojnë në të njëjtën mënyrë, dhe ndryshimi qëndron vetëm në polaritet.

Ku përdoret transistori pnp?

Në varësi të karakteristikave që ka transformatori, ai mund të përdoret për një sërë qëllimesh. Siç është përmendur tashmë, një transistor përdoret për të gjeneruar, konvertuar dhe amplifikuar sinjalet elektrike. Për shkak të faktit se tensioni i hyrjes ose rryma ndryshon, rryma e qarkut të hyrjes kontrollohet. Ndryshimet e vogla në parametrat e hyrjes çojnë në një ndryshim edhe më të madh të rrymës së daljes dhe tensionit. Kjo pronë e përfitimit përdoret në teknologjinë analoge (radio, komunikime, etj).

Në ditët e sotme, përdoret teknologjia analoge, por një industri tjetër, shumë e rëndësishme - teknologjia dixhitale - pothuajse e braktisi atë dhe përdor vetëm teknologjinë në terren. u shfaq shumë më herët se fusha, sepse në jetën e përditshme thjesht quhet transistor.

Ekzekutimi dhe parametrat e transistorëve

Tranzistorët prodhohen në mënyrë strukturore në raste plastike dhe metali. Duke pasur parasysh qëllimin e ndryshëm të transistorëve, këto pajisje zgjidhen sipas disa parametrave. Për shembull, nëse keni nevojë për një transistor për të forcuar frekuencat e larta, duhet të ketë një frekuencë të lartë të amplifikimit të sinjalit. Dhe nëse transistori pnp përdoret, ai duhet të ketë një rrymë të lartë veprimi të kolektorit të lartë.

Literatura e referencës përmban karakteristikat kryesore të transistorëve:

Ik - rrymë e mbledhjes së punës (maksimale e lejueshme);
h21e është fitimi;
Fgr - frekuenca e fitimit maksimal;
Pk është shpërndarja e fuqisë kolektive.

phototransistors

Një fototransistor është një pajisje e ndjeshme që rrezaton atë. Në rastin e mbyllur të një transistori të tillë, bëhet një dritare, për shembull, prej plastike ose qelqi transparente. Rrezatimi nëpër të bie në zonën bazë të fototransistorit. Nëse baza rrezatohet, atëherë krijohen transportuesit e ngarkesave. Fototransistori do të hapet kur transportuesit e ngarkimit hyjnë në kryqëzimin e kolektorit, dhe sa më shumë të ndriçohet baza, rryma e kolektorit do të bëhet më e rëndësishme.

Pa tranzistorë, elektronika moderne nuk mund të imagjinohet. Pothuajse asnjë pajisje serioze nuk mund të bëjë pa to. Gjatë viteve të aplikimit dhe përmirësimit, transistorët kanë ndryshuar ndjeshëm, por parimi i funksionimit të tyre mbetet i njëjtë.

Tranzistorët ndahen në bipolarë dhe fushorë. Secili prej këtyre llojeve ka parimin e tij të funksionimit dhe dizajnit, megjithatë, prania e strukturave p-n gjysmëpërçuese është e zakonshme për ta.

Emërtimet grafike konvencionale (UGO) të transistorëve janë dhënë në tabelë:

Lloji i pajisjes
dypolar	Lloji bipolar pnp
dypolar	Tipi bipolar n-p-n
fushë	Me menaxher kryqëzim p-n	Me kanalin tip p
	Me menaxher kryqëzim p-n	Me kanalin tip n
	Me izoluar qepen Transistorët MOS	Me integruar kanal	Kanali i integruar p-type
		Me integruar kanal	Kanali i integruar n-type
		Me induktuar kanal	Kanali i induktuar p-type
		Me induktuar kanal	Kanali i induktuar n-type

Transistorët bipolarë

Përkufizimi i "bipolarit" tregon se funksionimi i transistorit shoqërohet me procese në të cilat marrin pjesë dy lloje të transportuesve të ngarkesave - elektronet dhe vrimat.

Një tranzistor është një pajisje gjysmëpërçuese me dy tranzicione elektronike me vrimë elektronike, e krijuar për të përforcuar dhe gjeneruar sinjale elektrike. Tranzistori përdor të dy llojet e transportuesve - themelorë dhe jo-themelorë, kështu që quhet bipolar.

Një transistor bipolar përbëhet nga tre rajone të një gjysmëpërçuesi të vetëm-kristal me lloje të ndryshme të përcjellshmërisë: emetues, bazë dhe koleksionist.

E - emetues,
B - baza
K - koleksionist
EP - kryqëzim emetues,
PK - kryqëzim koleksionisti,
W është trashësia e bazës.

Secili prej kalimeve të tranzistorit mund të ndizet ose në drejtim përpara ose në drejtim të kundërt. Në varësi të kësaj, dallohen tre mënyra të funksionimit të transistorit:

Mënyra e ndërprerjes - të dy nyjet pn janë të mbyllura, ndërsa një rrymë relativisht e vogël zakonisht kalon nëpër transistor
Mënyra e ngopjes - të dy kryqëzimet pn janë të hapura
Modaliteti aktiv - njëra prej nyjeve p-n është e hapur dhe tjetra është e mbyllur

Në mënyrën e prerjes dhe mënyrën e ngopjes, kontrolli i tranzistorit nuk është i mundur. Kontrolli efektiv i transistorit kryhet vetëm në modalitetin aktiv. Kjo mënyrë është themelore. Nëse tensioni në kryqëzimin emitues është i drejtpërdrejtë, dhe e kundërta në kryqëzimin e kolektorit, atëherë përfshirja e transistorit konsiderohet normale, me polaritetin e kundërt - të kundërt.

Në gjendje normale, nyja e kolektorit pn është e mbyllur, nyja emetuese është e hapur. Rryma e kolektorit është në përpjesëtim me rrymën bazë.

Lëvizja e transportuesve të ngarkesave në një tranzistor të tipit n-p-n është treguar në figurën:

Kur emituesi është i lidhur me terminalin negativ të burimit të energjisë, lind një rrymë emetuese Ie. Meqenëse një tension i jashtëm aplikohet në drejtimin përpara drejt kryqëzimit emetues, elektronet kapërcejnë kryqëzimin dhe bien në rajonin e bazës. Baza është bërë nga një gjysmëpërçues p, prandaj elektronet janë bartës të pakicave për të.

Elektronet që hyjnë në rajonin bazë bazohen pjesërisht me vrimat e bazës. Sidoqoftë, baza zakonisht bëhet shumë e hollë nga një p-përcjellës me një rezistencë të lartë (përmbajtje e ulët e papastërtisë), prandaj, përqendrimi i vrimave në bazë është i ulët dhe vetëm disa elektrone që hyjnë në bazën rikombinojnë me vrimat e saj, duke formuar rrymën bazë Ib. Shumica e elektroneve, për shkak të lëvizjes termike (difuzionit) dhe nën veprimin e fushës së kolektorit (drift), arrijnë te kolektori, duke formuar përbërësin aktual të kolektorit Ik.

Marrëdhënia midis rritjeve të rrymave të emituesit dhe kolektorit karakterizohet nga koeficienti aktual i transferimit

Siç vijon nga një ekzaminim cilësor i proceseve që ndodhin në një transistor bipolar, koeficienti aktual i transferimit është gjithmonë më pak se uniteti. Për transistorët moderne bipolarë, α \u003d 0.9 ÷ 0.95

Kur d.m.th current, rryma e kolektorit të transistorit është e barabartë me:

Në qark ndërrues të konsideruar, elektroda e bazës është e zakonshme për qarqet emetues dhe kolektor. Një qark i tillë komutues i një tranzistori bipolar quhet qark i zakonshëm i bazës, ndërsa qark emitter quhet qark i hyrjes, dhe qark i kolektorit quhet qark i daljes. Sidoqoftë, një qark i tillë për ndezjen e një transistori bipolar përdoret shumë rrallë.

Tre qarqe për ndezjen e një tranzistori bipolar

Ekziston një qark ndërrimi me një bazë të përbashkët, një emetues të zakonshëm, një koleksionist të zakonshëm. Qarqet për transistorin p-n-p tregohen në figurat a, b, c:

Në një qark me një bazë të përbashkët (Fig. A), baza e elektrodës është e zakonshme për qarqet hyrëse dhe dalëse, në një qark me një emetues të zakonshëm (Fig. B), emetuesi është i zakonshëm, në një qark me një kolektor të përbashkët (Fig. C), kolektori është i zakonshëm.

Shifra tregon: E1 - fuqia e qarkut të hyrjes, E2 - fuqia e qarkut të daljes, Uin - burimi i sinjalit të amplifikuar.

Qarku kryesor është një qark ndërrimi në të cilin elektroda e zakonshme për qarkun hyrës dhe dalës është një emetues (qark kalimi i një transistori bipolar me një emetues të zakonshëm). Për një qark të tillë, qarku i hyrjes kalon nëpër kryqëzimin e emetuesit bazë dhe rryma bazë shfaqet në të:

Vlera e ulët e rrymës bazë në qarkun hyrës çoi në përdorimin e gjerë të qarkut me një emetues të zakonshëm.

Transistor bipolar në një qark emetues (OE) të zakonshëm

Në një transistor të përfshirë në qarkun OE, marrëdhënia midis rrymës dhe tensionit në qarkun hyrës të tranzistorit Ib \u003d f1 (Ube) quhet karakteristikë e tensionit të hyrjes ose rrymës bazë (CVC) të tranzistorit. Varësia e rrymës së kolektorit nga voltazhi midis kolektorit dhe emetuesit për vlerat fikse të rrymës bazë Ik \u003d f2 (Uke), Ib - konst quhet familja e karakteristikave të daljes (kolektorit) të transistorit.

Karakteristikat e tensionit të rrymës hyrëse dhe dalëse të një transistori bipolar të fuqisë së mesme të tipit n-p-n tregohen në figurën:

Siç shihet nga figura, karakteristika e hyrjes është praktikisht e pavarur nga tensioni Uke. Karakteristikat e daljes janë afërsisht të barabarta nga njëra-tjetra dhe pothuajse drejtkëndëshe mbi një gamë të gjerë të ndryshimeve të tensionit Uke.

Varësia Ib \u003d f (Ube) është një karakteristikë e varësisë eksponenciale e rrymës së një kryqëzimi paragjykues. Meqenëse rryma bazë është rekombinimi, vlera e tij Ib është β herë më e vogël se rryma e emetuesit të injektuar dmth. Me një rritje të tensionit të kolektorit UK, karakteristika hyrëse zhvendoset në rajonin e tensioneve të larta Ub. Kjo për faktin se për shkak të modulimit të gjerësisë së bazës (efekti Earley), fraksioni i rrymës së rekombinimit në bazën e transistorit bipolar zvogëlohet. Tensioni Ube nuk tejkalon 0.6 ... 0.8 V. tejkalimi i kësaj vlere do të çojë në një rritje të mprehtë të rrymës që rrjedh përmes një kryqëzimi emetues të hapur.

Varësia Ik \u003d f (Uke) tregon se rryma e kolektorit është drejtpërdrejt proporcionale me rrymën bazë: Ik \u003d B · Ib

Parametrat dypolarë të tranzistorit

Përfaqësimi i një tranzistori në një mënyrë funksionimi me sinjal të ulët nga një rrjet katër-terminal

Në modalitetin e funksionimit të sinjalit të ulët, transistori mund të përfaqësohet nga një pajisje katër-terminale. Kur tensionet u1, u2 dhe rrymat i1, i2 ndryshojnë sipas një ligji sinusoidal, lidhja midis voltazheve dhe rrymave vendoset duke përdorur parametrat Z, Y, h.

Potencialet 1 ", 2", 3 janë të njëjta. Tranzistori përshkruhet me lehtësi duke përdorur parametrat h.

Gjendja elektrike e transistorit, e lidhur sipas qarkut me një emetues të zakonshëm, karakterizohet nga katër vlera: Ib, Ube, Ik dhe Uke. Dy nga këto sasi mund të konsiderohen të pavarura, dhe dy të tjera mund të shprehen përmes tyre. Për arsye praktike, është e përshtatshme të zgjidhni vlerat e Ib dhe Uke si të pavarura. Atëherë Ube \u003d f1 (Ib, Uke) dhe Ik \u003d f2 (Ib, Uke).

Në pajisjet përforcuese, sinjalet hyrëse janë rritje të tensioneve dhe rrymave hyrëse. Brenda pjesës lineare të karakteristikave për ngritjet Ube dhe Ik barazitë janë të vërteta:

Kuptimi fizik i parametrave:

Për një skemë me OE, koeficientët shkruhen me indeksin E: h11e, h12e, h21e, h22e.

Në të dhënat e pasaportës tregojnë h21e \u003d β, h21b \u003d α. Këto parametra karakterizojnë cilësinë e transistorit. Për të rritur vlerën e h21, duhet ose të zvogëlohet gjerësia e bazës W ose të rritet gjatësia e difuzionit, e cila është mjaft e vështirë.

Transistorë të përbërë

Për të rritur vlerën e h21, transistorët bipolarë janë të lidhur sipas qarkut Darlington:

Në një transistor të përbërë që ka karakteristika si një, baza VT1 është e lidhur me emetues VT2 dhe ΔIe2 \u003d ΔIb1. Kolektorët e të dy transistorëve janë të lidhur dhe kjo prodhim është prodhimi i një transistori të përbërë. Baza VT2 luan rolin e bazës së transistorit të përbërë ΔIb \u003d ΔIb2, dhe emituesi VT1 luan rolin e emituesit të transistorit të përbërë ΔIe \u003d ΔI1.

Marrim shprehjen për fitimin aktual β për qark Darlington. Le të shprehim marrëdhënien midis ndryshimit në rrymë të bazës dIб dhe ndryshimit që rezulton në rrjedhën aktuale të kolektorit të tranzistorit të përbërë si më poshtë:

Meqenëse për transistorët bipolarë fitimi aktual është zakonisht disa dhjetëra (β1, β2 \u003e\u003e 1), fitimi i përgjithshëm i transistorit të përbërë do të përcaktohet nga produkti i fitimit të secilit prej transistorëve βΣ \u003d β1 · β2 dhe mund të jetë mjaft i madh në madhësi.

Vini re tiparet e mënyrës së funksionimit të transistorëve të tillë. Meqenëse rryma emituese VT2 Ie2 është rryma bazë VT1 dIб1, atëherë, për këtë arsye, transistori VT2 duhet të funksionojë në modalitetin e mikroprocesorit, dhe tranzistori VT1 duhet të funksionojë në mënyrë të madhe injeksioni, rrymat e tyre të emetuesve ndryshojnë nga 1-2 urdhëra të madhësisë. Me një zgjedhje të tillë jo optimale të karakteristikave të funksionimit të transistorëve bipolarë VT1 dhe VT2, nuk është e mundur të arrihen vlera të larta të amplifikimit të rrymës në secilën prej tyre. Sidoqoftë, edhe me vlerat e fitimit β1, β2 ≈ 30, fitimi i përgjithshëm βΣ do të jetë βΣ. 1000.

Vlerat e fitimit të lartë në transistorët e përbërë zbatohen vetëm në mënyrën statistikore, kështu që transistorët e përbërë përdoren gjerësisht në fazat hyrëse të amplifikatorëve operacionalë. Në qarqet me frekuencë të lartë, transistorët e përbërë nuk kanë më avantazhe të tilla, përkundrazi, si frekuenca kufizuese e amplifikimit të rrymës ashtu edhe shpejtësia e transistorëve të përbërë janë më pak se të njëjtat parametra për secilin nga transistorët VT1, VT2 veçmas.

Karakteristikat e frekuencës së transistorëve bipolarë

Procesi i përhapjes së transportuesve të pakicave të injektuar në bazë nga emetuesi në kryqëzimin e kolektorit vazhdon përmes rrugës së difuzionit. Ky proces është mjaft i ngadaltë, dhe transportuesit e injektuar nga emetuesi arritën kolektorin jo më parë se gjatë shpërndarjes së transportuesve përmes bazës. Një vonesë e tillë do të çojë në një zhvendosje fazore midis IE aktuale dhe Ik aktuale. Në frekuencë të ulët, fazat e rrymave Dmth, Ik dhe Ib përkojnë.

Frekuenca e sinjalit hyrës, në të cilin moduli i fitimit zvogëlohet për një faktor në krahasim me vlerën statike β0, quhet frekuenca e rrymës kufizuese të amplifikimit të transistorit bipolar në një qark me një emetues të zakonshëm

Frekuenca Fβ - limit (frekuenca e ndërprerjes)
fgr - frekuenca e ndërprerjes (frekuenca e njësisë së fitimit)

Transistorët e efektit në terren

Tranzistorët në terren, ose njëpolar, përdorin efektin e fushës si parimin kryesor fizik. Në ndryshim nga transistorët bipolarë, në të cilët të dy llojet e transportuesve, si kryesorë ashtu edhe të vegjël, janë përgjegjës për efektin e tranzistorit, në transistorët në terren vetëm një lloj transportuesi përdoret për të realizuar efektin e tranzistorit. Për këtë arsye, transistorët e efektit në terren quhen unipolare. Në varësi të kushteve për zbatimin e efektit në terren, transistorët me efekt fushor janë të ndarë në dy klasa: transistorë me efekt fushor me një portë të izoluar dhe transistorë me efekt fushor me një kontroll kryqëzimi p-n.

Transistorët e efektit në terren me kontrollin e kryqëzimit p-n

Në mënyrë skematike, një transistor me efekt fushor me një kontroll kryqëzimi p-n mund të përfaqësohet në formën e një pllake, në skajet e së cilës janë të lidhura elektroda, një burim dhe një kullues. Në fig. tregon strukturën dhe qarkun e transistorit të efektit të fushës me një kanal të tipit n:

Në një tranzistor me një kanal n, transportuesit kryesorë të ngarkimit në kanal janë elektronet që lëvizin përgjatë kanalit nga burimi me një potencial të ulët në kullimin me një potencial më të lartë, duke formuar një rrymë kullimi Ic. Midis portës dhe burimit, një tension aplikohet për të bllokuar nyjën p-n të formuar nga n-rajoni i kanalit dhe rajoni p-i i portës.

Kur një tension bllokues aplikohet në kryqëzimin pn Uzi në kufijtë e kanalit, shfaqet një shtresë uniforme, e varfëruar në transportuesit e ngarkuar dhe ka një rezistencë të lartë. Kjo çon në një rënie në gjerësinë e kanalit përcjellës.

Duke ndryshuar madhësinë e këtij voltazhi, mund të ndryshoni seksionin kryq të kanalit dhe, prandaj, të ndryshoni madhësinë e rezistencës elektrike të kanalit. Për një transistor me efekt fushor n-kanal, potenciali i kullimit është pozitiv në lidhje me potencialin e burimit. Me një portë të bazuar, rryma rrjedh nga kullimi në burim. Prandaj, për të ndaluar rrymën në portë, duhet të aplikoni një tension të kundërt prej disa volt.

Vlera e tensionit Uzi, në të cilën rryma përmes kanalit bëhet pothuajse zero, quhet Uap i tensionit të ndërprerjes

Kështu, një tranzistor me efekt fushor me një portë në formën e një nyje p-n është një rezistencë, vlera e së cilës rregullohet nga një tension i jashtëm.

Transistori i efektit në terren karakterizohet nga CVC e mëposhtme:

Këtu, varësitë e rrymës së kullimit onshtë në tension në një tension të vazhdueshëm përtej portës Uzi përcaktojnë karakteristikat e daljes, ose stokut, të transistorit të efektit fushor. Në pjesën fillestare të karakteristikave 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.

Karakteristika I - V Ic \u003d f (Uzi) tregon Uap të tensionit. Meqenëse nyja Uzi ≤ 0 pn është e mbyllur dhe rryma e portës është shumë e vogël, nga rendi i 10 -8 ... 10-9 APrandaj, avantazhet kryesore të një tranzistori me efekt fushor, krahasuar me një bipolar, është një rezistencë e lartë hyrëse, e rendit të 10 10 ... 1013 Ohm. Përveç kësaj, ato dallohen nga zhurma e ulët dhe prodhueshmëria.

Dy skema kryesore të ndërrimit kanë aplikime praktike. Një qark me një burim të përbashkët (Fig. A) dhe një qark me një kullim të zakonshëm (Fig. B), të cilat tregohen në figurë:

Transistorët me efekt të fushës së portave të izoluara
(transistorëve MIS)

Termi "transistor MOS" është përdorur për t'iu referuar transistorëve me efekt fushor, në të cilin elektroda e kontrollit - porta - është e ndarë nga zona aktive e transistorit të efektit fushor nga një shtresë dielektrike - një izolant. Elementi kryesor për këto transistorë është struktura metal-dielektrike-gjysmëpërçuese (M-D-P).

Teknologjia e një transistori MOS me një portë të integruar është paraqitur në figurë:

Gjysmëpërçuesi origjinal mbi të cilin është bërë transistori MIS quhet substrati (pin P). Dy rajone me dopedion të rëndë quhen burim (I) dhe kullues (C). Zona e substratit nën grila (3) quhet kanali i integruar (n-kanali).

Baza fizike për funksionimin e një tranzistori të efektit fushor me një strukturë metalike-izolues-gjysmëpërçues është efekti i fushës. Efekti i fushës konsiston në faktin se nën ndikimin e një fushe elektrike të jashtme përqendrimi i transportuesve të ngarkesave të lira në rajonin afër sipërfaqes së gjysmëpërçuesit ndryshon. Në pajisjet e fushës me një strukturë MIS, fusha e jashtme është shkaktuar nga tensioni i aplikuar në elektrodën e portës metalike. Në varësi të shenjës dhe madhësisë së tensionit të aplikuar, mund të ketë dy gjendje të rajonit të ngarkimit hapësinor (SCR) në kanal - pasurimin dhe varfërimin.

Mënyra e zvogëlimit korrespondon me një tension negativ Uz, në të cilin përqendrimi i elektroneve në kanal zvogëlohet, gjë që çon në një rënie të rrymës së kullimit. Mënyra e pasurimit korrespondon me një tension pozitiv Uzi dhe një rritje të rrymës së kullimit.

CVC është paraqitur në figurë:

Topologjia e një tranzistori MOS me një kanal të tipit p të induktuar (të induktuar) tregohet në figurë:

Kur Uzi \u003d 0, kanali mungon dhe Ic \u003d 0. Transistori mund të funksionojë vetëm në modalitetin e pasurimit Uzi< 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 .

CVC është paraqitur në figurë:

Në transistorët MOS, porta është e ndarë nga gjysmëpërçuesi nga një shtresë e oksidit SiO2. Prandaj, impedanca hyrëse e këtyre transistorëve është e rendit të 1013 ... 1015 Ohms.

Parametrat kryesorë të transistorëve të efektit në terren përfshijnë:

Pjerrësia e karakteristikës tek Ne \u003d const, Up \u003d const. Vlerat tipike të parametrit janë (0,1 ... 500) mA / V;
Pjerrësia e karakteristikës në nënshtresë tek Us \u003d const, Us \u003d konst. Vlerat tipike të parametrit janë (0,1 ... 1) mA / V;
Rryma fillestare e kullimit I.s. - rryma e kullimit në vlerën e tensionit zero Uzi. Vlerat tipike të parametrit: (0.2 ... 600) mA - për transistorët me një kanal kontrolli kryqëzimi p-n; (0,1 ... 100) mA - për transistorë me një kanal të integruar; (0.01 ... 0.5) μA - për transistorë me një kanal të induktuar;
Tensioni i ndërprerjes . Vlerat tipike (0.2 ... 10) V; tensioni i pragut Up. Vlerat tipike (1 ... 6) V;
Burim i rrjedhjes së rezistencës në gjendje të hapur. Vlerat tipike (2..300) Ohm
Rezistencë diferenciale (e brendshme): me Us \u003d konstat;
Fitimi statistikor: μ \u003d S · ri

Thyristors

Një tyristor është një pajisje gjysmëpërçuese me tre ose më shumë nyje p-n me vrimë elektronike. Ato përdoren kryesisht si çelësa elektronikë. Në varësi të numrit të terminaleve të jashtëm, ato ndahen në tyristorë me dy terminale të jashtëm - dinistors dhe tyristors me tre terminale - trinistors. Për të treguar tyristët, miratohet simboli i shkronjës VS.

Pajisja dhe parimi i funksionimit të dinistor

Struktura, karakteristikat UGO dhe I-V të dinistor tregohen në figurën:

P-rajoni i jashtëm quhet anoda (A), n-rajoni i jashtëm quhet katoda (K). Tre nyje p-n tregohen me numrat 1, 2, 3. Struktura e dinistor është 4-shtresë - p-n-p-n.

Tensioni i furnizimit E i furnizohet dinistorit në atë mënyrë që 1 nga 3 tranzicionet të jenë të hapura dhe rezistenca e tyre është e papërfillshme, dhe tranzicioni 2 është i mbyllur dhe i gjithë tensioni i furnizimit Upr aplikohet në të. Një rrymë e vogël e kundërt rrjedh përmes dinistor, ngarkesa R është shkëputur nga rryma e furnizimit me energji elektrike E.

Pas arritjes së një tensioni kritik të barabartë me tensionin në U, hapet tranzicioni 2 dhe të tre tranzicionet 1, 2, 3 do të jenë në gjendje të hapur (on). Rezistenca e dreqit bie në të dhjetat e Ohmit.

Tensioni i ndërrimit është disa qindra volt. Distori hapet, dhe rryma të konsiderueshme rrjedhin përmes tij. Rënia e tensionit në të gjithë dinistorin në gjendje të hapur është 1-2 volt dhe pak varet nga madhësia e rrymës rrjedhëse, vlera e së cilës është τa ≈ E / R, dhe UR ≈ E, d.m.th. ngarkesa është e lidhur me një burim të energjisë E. Tensioni në dynistor, që korrespondon me pikën maksimale të lejuar që unë hap max, quhet tensioni i gjendjes së hapur Uoc. Rryma maksimale e lejueshme është nga qindra mA në qindra A. A. Distori është në gjendje të hapur derisa rryma që rrjedh nëpër të bëhet më e vogël se rryma mbajtëse e Iud-it. Distori mbyllet kur tensioni i jashtëm zvogëlohet në një vlerë të rendit të 1V ose kur ndryshon polariteti i burimit të jashtëm. Prandaj, një pajisje e tillë përdoret në qarqet e rrymës kalimtare. Pikat B dhe D korrespondojnë me vlerat kufitare të rrymave dhe voltazhet e dinistor. Koha e rikuperimit të rezistencës së tranzicionit 2 pas heqjes së tensionit të furnizimit është rreth 10-30 μs.

Dënimtarët janë nga parimet e tyre të aksioneve kryesore. Në gjendjen në (sektori BV) është i ngjashëm me një çelës të mbyllur, dhe në gjendje off (seksioni i gazit të shkarkimit) është si një çelës i hapur.

Pajisja dhe parimi i funksionimit të tiristorit (trinistorit)

Trinistori është një pajisje e kontrolluar. Ai përmban një elektrodë kontrolli (RE) të lidhur me gjysmëpërçuesin e tipit p ose gjysmëpërçuesin e tipit n të tranzicionit të mesëm 2.

Karakteristikat e strukturës, UGO dhe I - V të një trinistori (zakonisht quhen një tiristor) tregohen në figurën:

Tensioni U, në të cilin fillon një rritje në formë orteku në rrymë, mund të zvogëlohet duke futur transportuesit e ngarkimit të pakicave në ndonjë prej shtresave ngjitur me tranzicionin 2. Deri në çfarë mase U në ulje është treguar në karakteristikën I - V. Një parametër i rëndësishëm është rryma e shkallës së kontrollit Iу.ot, e cila siguron kalimin e tiristorit në gjendjen e hapur me voltazhe më të ulëta se tensioni i Uin. Shifra tregon tre vlera të tensionit në UI në< Un вкл < Um вкл соответствует трем значениям управляющего тока UI у.от > Un.ot\u003e Um.ot.

Konsideroni qarkun më të thjeshtë me një tiristor të ngarkuar në një ngarkesë me rezistencë Rн

Ia - rrymë anode (rryma e energjisë në qarkun e anodës-katodës së tiristorit);
Uak është tensioni midis anodës dhe katodës;
Iu është rryma e elektrodës së kontrollit (pulset aktuale përdorin pulset aktuale);
Uuk është tensioni midis elektrodës së kontrollit dhe katodës;
Fillimi - voltazhi i furnizimit.

Për të transferuar tiristorin në gjendje të hapur, një elektrodë jo kontrolluese furnizohet nga qarkulli i gjenerimit të pulsit nga një puls kontrollues afatshkurtër (i rendit të disa mikrosekondave).

Një karakteristikë karakteristike e këtij tiristori që nuk mbyllet, i cili përdoret shumë në praktikë, është se nuk mund të fiket duke përdorur rrymën e kontrollit.

Për të fikur tiristorin në praktikë, një tension i kundërt Uak është aplikuar në të< 0 и поддерживают это напряжение в течении времени, большего так называемого времени выключения tвыкл . Оно обычно составляет единицы или десятки микросекунд.

Pajisja dhe parimi i funksionimit të triac

Përdorur gjerësisht janë të ashtuquajturit tyristorë simetrikë (triacs, triacs). Do triac është i ngjashëm me një palë tiristorësh të konsideruar, të lidhur paralelisht. Trinistorët simetrikë janë një pajisje e kontrolluar me një karakteristikë simetrike të tensionit aktual. Për të marrë një karakteristikë simetrike, përdoren strukturat gjysmëpërçuese të dyanshme të llojit p-n-p-n-p.

Struktura e triac, UGO e saj dhe CVC janë paraqitur në figurë:

Triac (triac) përmban dy tyristorë p1-n1-p2-n2 dhe p2-n2-p1-n4 të lidhur në të kundërt-paralel. Triac përmban 5 tranzicione P1-P2-P3-P4-P5. Në mungesë të një elektroni kontrolli UE, tria quhet diak.

Me një polaritet pozitiv, efekti tiristor në p1-n1-p2-n2 realizohet në elektrodën E1, dhe me polaritetin e kundërt në p2-n1-p1-n4.

Kur një tension kontrolli furnizohet RE, në varësi të polaritetit dhe madhësisë së tij, tensioni i ndërprerës U ndizet

Tyristorët (dinistors, trinistors, triacs) janë elementët kryesorë në pajisjet e energjisë elektrike. Ekzistojnë tiristorë për të cilët tensioni i ndërrimit është më shumë se 1 kV, dhe rryma maksimale e lejueshme është më shumë se 1 kA

Elësat elektronikë

Për të rritur efikasitetin e pajisjeve elektronike të energjisë, përdoret pulsimi i diodave, transistorëve dhe tiristorëve. Mënyra e pulsit karakterizohet nga ndryshime të mprehta në rryma dhe tensione. Në modalitetin e pulsit, diodat, transistorët dhe tiristorët përdoren si çelës.

Duke përdorur çelësat elektronikë, qarqet elektronike ndërrohen: lidhja / shkëputja e një qarku në / nga burimet (et) e energjisë elektrike ose sinjali, lidhja ose shkëputja e elementeve të qarkut, ndryshimi i parametrave të elementeve të qarkut, ndryshimi i llojit të burimit të sinjalit veprues.

Keyselësat idealë UGO tregohen në figurë:

Selësat që punojnë për mbylljen dhe hapjen, përkatësisht.

Mënyra kryesore është e karakterizuar nga dy gjendje: on / off.

Keyselësat idealë karakterizohen nga një ndryshim i menjëhershëm i rezistencës, i cili mund të marrë vlerën 0 ose. Rënia e tensionit në një çelës ideal të mbyllur është 0. Kur çelësi është i hapur, rryma është 0.

Keyselësat realë karakterizohen gjithashtu nga dy vlera të rezistencës ekstreme Rmax dhe Rmin. Kalimi nga një vlerë rezistence në një tjetër në çelësat e vërtetë ndodh në një kohë të kufizuar. Rënia e tensionit në një çelës të vërtetë të mbyllur nuk është e barabartë me zero.

Keyelësat ndahen në çelësa të përdorur në qarqet me fuqi të ulët, dhe çelësat që përdoren në qarqet e energjisë. Secila prej këtyre klasave ka karakteristikat e veta.

Keyselësat e përdorur në qarqet me fuqi të ulët karakterizohen nga:

Rezistencat kryesore në gjendje të hapur dhe të mbyllur;
Performanca - koha kur kalimet kryesore nga një gjendje në një tjetër;
Rënia e tensionit në çelësin e mbyllur dhe rryma e rrjedhjes së çelësit të hapur;
Imuniteti - aftësia e çelësit për të mbetur në një nga shtetet kur i ekspozohet ndërhyrjes;
Ndjeshmëria kryesore - vlera e sinjalit të kontrollit që transferon çelësin nga një gjendje në një tjetër;
Tensioni i pragut është vlera e tensionit të kontrollit, në afërsi të të cilit ka një ndryshim të mprehtë në rezistencën e ndërprerës elektronik.

Keyselësat elektronikë të diodës

Lloji më i thjeshtë i çelësit elektronik është çelësi diodë. Qarku i kaloni diodës, karakteristika statike e transferimit, karakteristika e tensionit aktual dhe varësia e rezistencës diferenciale nga voltazhi në diodë tregohen në figurë:

Parimi i funksionimit të çelësit elektronik të diodës bazohet në një ndryshim në rezistencën diferenciale të diodës së gjysmëpërçuesit në afërsi të vlerës së tensionit të pragut në diodën Uпор. Figura "c" tregon karakteristikën e tensionit aktual të një diodë gjysmëpërçuese, e cila tregon vlerën e Upor. Kjo vlerë është në kryqëzimin e boshtit të stresit me tangjentën e tërhequr për pjesëmarrësin ngjitës të karakteristikës së tensionit aktual.

Figura "d" tregon varësinë e rezistencës diferenciale nga voltazhi në diodë. Nga figura vijon se në afërsi të tensionit të pragut prej 0.3 V, një ndryshim i mprehtë në rezistencën diferenciale të diodës ndodh me vlera ekstreme prej 900 dhe 35 Ohms (Rmin \u003d 35 Ohms, Rmax \u003d 900 Ohms).

Në gjendjen "on", dioda është e hapur dhe, Uout. Uin.

Në gjendje të fikur, dioda është e mbyllur dhe, Uout ≈ Uin · Rn / Rmax<

Për të zvogëluar kohën e ndërrimit, diodat e përdorura me një kondensencë të vogël kryqëzimi të rendit prej 0,5-2 pF, ndërsa sigurojnë një kohë fikjeje të porosisë prej 0,5-0,05 μs.

Keyselësat e diodës nuk lejojnë ndarjen elektrike të qarqeve të kontrollit dhe kontrolluar, gjë që shpesh kërkohet në qarqet praktike.

Keyselësat e tranzistorit

Shumica e qarqeve të përdorura në kompjuter, pajisje telekontrolli, sisteme automatike kontrolli, etj., Bazohen në çelsat e tranzistorit.

Qarqet kryesore në transistorin bipolar dhe CVC tregohen në figurë:

Gjendja e parë është "fikur" (transistori është mbyllur) përcaktohet nga pika A1 në karakteristikat e daljes së transistorit; quhet mënyra e ndërprerjes. Në mënyrën e ndërprerjes, rryma bazë është Ib \u003d 0, rryma e kolektorit Ik1 është e barabartë me rrymën fillestare të kolektorit, dhe voltazhi i kolektorit është Uк \u003d Uk1 ≈ Ek. Mënyra e ndërprerjes realizohet në Uin \u003d 0 ose me potencial negativ bazë. Në këtë gjendje, rezistenca e çelësit arrin vlerën e saj maksimale: Rmax \u003d, ku RT është rezistenca e tranzistorit në gjendjen e mbyllur, më shumë se 1 MΩ.

Gjendja e dytë është "e ndezur" (transistori është i hapur) përcaktohet nga pika A2 në karakteristikën I - V dhe quhet mënyra e ngopjes. Nga mënyra e ndërprerjes (A1) në mënyrën e ngopjes (A2), transistori transferohet nga voltazhi pozitiv i hyrjes Uin. Në këtë rast, voltazhi Uout merr një vlerë minimale prej Uk2 \u003d Uk.э. për ne të rendit prej 0.2-1.0 V, rryma e koleksionistit Iк2 \u003d Iк.нас ≈ Ec / Rк. Rryma bazë në modalitetin e ngopjes përcaktohet nga gjendja: Ib\u003e Ib.nas \u003d Ik.nas / h21.

Tensioni i hyrjes që kërkohet për transferimin e tranzistorit në gjendje të hapur përcaktohet nga gjendja: U në\u003e IB.s.Rb + U.s.

Imuniteti i mirë i zhurmës dhe fuqia e ulët e shpërndarë në transistor shpjegohet me faktin se transistori shumicën e kohës është i ngopur (A2) ose i mbyllur (A1), dhe koha e kalimit nga një gjendje në një tjetër është një pjesë e vogël e kohëzgjatjes së këtyre gjendjeve. Koha e ndërrimit të çelësave në transistorë bipolarë përcaktohet nga kapacitetet pengesë të nyjeve pn dhe proceset e akumulimit dhe resorbimit të transportuesve të ngarkesave të pakicave në bazë.

Për të rritur shpejtësinë dhe rezistencën e hyrjes, përdoren çelësat në transistorët me efekt fushor.

Qarqet kryesore mbi transistorët e efektit në terren me një kontroll kryqëzimi pn dhe me një kanal të induktuar me një burim të përbashkët dhe një kullim të zakonshëm tregohen në figurë:

Për çdo çelës në transistorin e efektit në terren Rн\u003e 10-100 kOhm.

Sinjali i kontrollit Uin në portë është i rendit 10-15 V. Rezistenca e transistorit të efektit fushor në gjendjen e mbyllur është e madhe, me rendin e 108 -109 Ohms.

Rezistenca e transistorit të efektit në terren në gjendje të hapur mund të jetë 7-30 ohms. Rezistenca e tranzistorit të efektit në terren në qarkun e kontrollit mund të jetë 108 -109 Ohms. (qark "a" dhe "b") dhe 1012-1014 ohms (qark "c" dhe "g").

Pajisjet gjysmëpërçuese të fuqisë (të fuqishme)

Pajisjet e fuqishme gjysmëpërçuese përdoren në elektronikën e energjisë, fusha më e fortë në zhvillim dhe premtim e teknologjisë. Ato janë të dizajnuara për të kontrolluar rrymat e dhjetëra, qindra amperave, tensioneve me dhjetëra, qindra volt.

Pajisjet e fuqishme gjysmëpërçuese përfshijnë tiristorët (dinistors, trinistors, triacs), transistorët (bipolar dhe fushë) dhe transistorët bipolar të indikuar statikisht (IGBT). Ato përdoren si çelësa elektronikë për ndërrimin e qarqeve elektronike. Karakteristikat e tyre po përpiqen të afrojnë më shumë me karakteristikat e çelësave idealë.

Sipas parimit të funksionimit, karakteristikave dhe parametrave, transistorët e fuqishëm janë të ngjashëm me ato me fuqi të ulët, megjithatë, ekzistojnë disa veçori.

Transistorët e fushës së energjisë

Aktualisht, transistori i efektit në terren është një nga pajisjet më premtuese të energjisë. Transistorët më të përdorur gjerësisht me portë të izoluar dhe kanal të induktuar. Për të zvogëluar rezistencën e kanalit, zvogëloni gjatësinë e tij. Për të rritur rrymën e kullimit, qindra e mijëra kanale kryhen në transistor, dhe kanalet lidhen paralelisht. Probabiliteti i vetë-ngrohjes së transistorit të efektit në terren është i vogël, sepse rezistenca e kanalit rritet me rritjen e temperaturës.

Transistorët e efektit të fushës së energjisë kanë një strukturë vertikale. Kanalet mund të vendosen si vertikalisht ashtu edhe horizontalisht.

Tranzistori DMDP

Ky transistor i tipit MIS i bërë nga difuzioni i dyfishtë ka një kanal horizontal. Shifra tregon një element të strukturës që përmban një kanal.

Transistor VMDP

Ky transistor në formë V-je MOS ka një kanal vertikal. Shifra tregon një element strukturor që përmban dy kanale.

Shtë e lehtë të shihet se strukturat e transistorit VMDP dhe transistorit DMDP janë të ngjashme.

IGBT Transistor

IGBT është një pajisje gjysmëpërçuese hibride. Ai kombinon dy metoda të kontrollit të rrymës elektrike, njëra prej të cilave është karakteristike për transistorët e efektit në terren (kontrolli i një fushe elektrike), dhe e dyta për bipolare (kontrolli i injektimit të transportuesve të energjisë elektrike).

Në mënyrë tipike, një IGBT përdor një strukturë të llojit n tranzitor MOSFET. Struktura e këtij tranzistori ndryshon nga struktura e transistorit DMDP nga një shtresë shtesë gjysmëpërçuese e tipit p.

Le t'i kushtojmë vëmendje faktit se termat "emitter", "koleksionist" dhe "portë" zakonisht përdoren për të caktuar elektroda IGBT.

Shtimi i një shtrese të tipit p çon në formimin e një strukture të dytë të një tranzistori bipolar (lloji p-n-p). Kështu, ekzistojnë dy struktura bipolare në llojin IGBT - n-p-n dhe lloji p-n-p.

Qarku i mbylljes UGO dhe IGBT janë paraqitur në figurë:

Një pamje tipike e karakteristikave të daljes është paraqitur në figurë:

SIT Transistor

SIT është një transistor me efekt fushor me një kontroll kryqëzimi pn me induksion statik. Shtë shumë-kanalësh dhe ka një strukturë vertikale. Paraqitja skematike e SIT dhe qarku ndërrues me një burim të përbashkët tregohen në figurë:

Rajonet e gjysmëpërçuesit të tipit p janë në formën e cilindrave, diametri i të cilave është njësi mikrometrash ose më shumë. Ky sistem cilindrash vepron si grilë. Cyldo cilindër është i lidhur me elektrodën e grilës (elektroda e grilës nuk është treguar në mënyrë konvencionale në figurën "a").

Linjat e pikëzuara tregojnë rajonet e kryqëzimeve pn. Numri aktual i kanaleve mund të jetë mijëra. Në mënyrë tipike, SIT përdoret në qarqet me burim të zakonshëm.

Secila prej pajisjeve të konsideruara ka fushën e vet të aplikimit. Theelësat mbi tiristorët përdoren në pajisjet që funksionojnë me frekuencë të ulët (kilohertz dhe më poshtë). Disavantazhi kryesor i çelësave të tillë është performanca e ulët e tyre.

Fusha kryesore e aplikimit të tyristorëve janë pajisjet me frekuencë të ulët me fuqi të madhe të ndezur deri në disa megavat, të cilat nuk imponojnë kërkesa serioze të performancës.

Transistorë të fuqishëm bipolarë të fuqishëm përdoren si ndërprerës të tensionit të lartë në pajisjet me një frekuencë ndërrimi ose konvertimi në intervalin 10-100 kHz, me një nivel të fuqisë dalëse nga njësitë e W në disa kW. Gama optimale e tensioneve komutues është 200-2000 V.

Transistorët e efektit në terren (MOSFET) përdoren si çelësa elektronikë për ndërrimin e pajisjeve me frekuencë të lartë të tensionit të ulët. Vlerat optimale të tensioneve të ndërrimit nuk kalojnë 200 V (vlera maksimale deri në 1000 V), ndërsa frekuenca e ndërrimit mund të shkojë nga njësitë e kHz deri në 105 kHz. Gama e rrymave të ndezura është 1.5-100 A. Karakteristikat pozitive të kësaj pajisje janë kontrollueshmëria nga voltazhi, jo rryma, dhe më pak varësia nga temperatura në krahasim me pajisjet e tjera.

Transistorët dypolarë të izoluar të Portës (IGBT) përdoren në frekuenca më të vogla se 20 kHz (disa lloje të pajisjeve përdoren në frekuenca më të madhe se 100 kHz) me fuqi të ndezur mbi 1 kW. Kalimi i tensioneve jo më të ulët se 300-400 V. Vlerat optimale të tensioneve të ndërrimit mbi 2000 V. IGBT dhe MOSFET kërkojnë një tension jo më të lartë se 12-15 V për t'u ndezur plotësisht, për të mbyllur pajisjet nuk është e nevojshme të furnizoni një tension negativ. Ato karakterizohen nga shpejtësi të lartë ndërrimi.

Material për përgatitje për çertifikim

Pra, pjesa e tretë dhe e fundit e tregimit për transistorët bipolarë në faqen tonë \u003d) Sot do të flasim për përdorimin e këtyre pajisjeve të mrekullueshme si amplifikatorë, konsideroni të mundshme tranzistori bipolar dhe avantazhet dhe disavantazhet e tyre kryesore. Le të fillojmë!

Ky qark është shumë i mirë kur përdorni sinjale me frekuencë të lartë. Në parim, për këtë, një kthesë e tillë e transistorit përdoret kryesisht. Disavantazhe shumë të mëdha janë rezistenca e ulët e hyrjes dhe, natyrisht, mungesa e fitimit aktual. Shihni vetë, në hyrjen në të cilën kemi rrymë emitter, në dalje.

Kjo është, rryma emituese është më e madhe se rryma e kolektorit nga një sasi e vogël e rrymës bazë. Dhe kjo do të thotë që fitimi aktual nuk është vetëm i munguar, për më tepër, rryma e daljes është pak më pak se rryma e hyrjes. Edhe pse, nga ana tjetër, ky qark ka një koeficient mjaft të madh të transmetimit për tension) Këto janë avantazhet dhe disavantazhet, ne vazhdojmë ...

Kolektori i zakonshëm Bipolar Transistor

Kështu duket si qark komutues i një transistori bipolar me një kolektor të zakonshëm. A nuk ju ngjan asgjë?) Nëse e shikoni qarkun nga një kënd paksa i ndryshëm, ne do ta njohim mikun tonë të vjetër këtu - përsëritësi i emetuesit. Pothuajse kishte një artikull të tërë për të (), kështu që ne tashmë kemi ekzaminuar gjithçka që lidhet me këtë skemë atje. Dhe ndërkohë, ne jemi duke pritur për qarkun më të përdorur - me një emetues të zakonshëm.

Qark për ndërrimin e një transistori bipolar me një emetues të zakonshëm.

Ky qark ka fituar popullaritet për vetitë e tij amplifikuese. Nga të gjitha qarqet, ajo jep fitimin më të madh në rrymën dhe tensionin, përkatësisht, një rritje të madhe të sinjalit në fuqi. Disavantazhi i këtij qarku është që vetitë e amplifikimit preken fuqimisht nga rritja e temperaturës dhe frekuencës së sinjalit.

Ne u njohëm me të gjitha qarqet, tani le të shqyrtojmë më në detaje qarkun e fundit (por jo më pak të rëndësishëm) të amplifikatorit duke përdorur një transistor bipolar (me një emetues të zakonshëm). Për të filluar, le ta portretizojmë pak më ndryshe:

Ekziston një minus - një emetues i bazuar. Me një kthesë të tillë të transistorit, prodhimi përmban shtrembërime jo-lineare, të cilat, natyrisht, duhet të luftohen. Jo-lineariteti ndodh për shkak të ndikimit të tensionit të hyrjes në tensionin e kryqëzimit emetues. Në të vërtetë, nuk ka asgjë "të tepërt" në qark emetues; i gjithë tensioni i hyrjes rezulton të aplikohet pikërisht në kryqëzimin bazë-emitues. Për të përballuar këtë fenomen, ne shtojmë një rezistencë në qark emitter. Kështu kemi reagime negative.

Po çfarë është?

Me pak fjalë, atëherë parimi i kthimit negativth komunikim qëndron në faktin se një pjesë e tensionit të daljes transmetohet në hyrje dhe zbritet nga sinjali i hyrjes. Natyrisht, kjo çon në një ulje të fitimit, pasi tensioni i hyrjes së transistorit do të marrë një vlerë të tensionit më të ulët sesa në mungesë të reagimeve.

Sidoqoftë, reagimi negativ është shumë i dobishëm për ne. Le të shohim se si do të ndihmojë në zvogëlimin e efektit të tensionit të hyrjes në tensionin midis bazës dhe emetuesit.

Pra, edhe nëse nuk ka reagime, një rritje në sinjalin e hyrjes me 0.5 V çon në të njëjtën rritje. Gjithçka është e qartë këtu 😉 Dhe tani shtojmë reagime! Dhe në të njëjtën mënyrë, ne rrisim tensionin e hyrjes me 0.5 V. Pas kësaj, ajo rritet, gjë që çon në një rritje të rrymës së emetuesit. Dhe rritja çon në një rritje të tensionit në rezistorin e reagimit. Duket se kjo është kështu? Por kjo tension zbritet nga hyrja! Shihni se çfarë ndodhi:

Tensioni i hyrjes u rrit - rryma e emituesit u rrit - voltazhi në rezistencën e reagimit negativ u rrit - voltazhi i hyrjes u ul (për shkak të zbritjes) - tensioni u ul.

Kjo është, reagimi negativ parandalon që tensioni i emetuesit bazë të ndryshojë kur sinjali i hyrjes ndryshon.

Si rezultat, qarku ynë i amplifikatorit me një emetues të zakonshëm u rimbush me një rezistencë në qark emetuesin:

Ekziston një problem tjetër në amplifikatorin tonë. Nëse në hyrje shfaqet një vlerë e tensionit negativ, transistori menjëherë do të mbyllet (voltazhi bazë do të bëhet më i ulët se tensioni i emetuesit dhe dioda e emetuesit bazë) do të mbyllet), dhe nuk do të ketë asgjë në dalje. Kjo është disi jo shumë e mirë) Prandaj, është e nevojshme të krijoni zhvendosje. Kjo mund të bëhet duke përdorur ndarësin si më poshtë:

Mori një bukuri të tillë 😉 Nëse rezistorët janë të barabartë, atëherë voltazhi në secilën prej tyre do të jetë 6V (12V / 2). Kështu, në mungesë të një sinjali në hyrje, potenciali bazë do të jetë + 6V. Nëse një vlerë negative, për shembull, -4V, vjen në hyrje, atëherë potenciali bazë do të jetë + 2V, domethënë, vlera është pozitive dhe nuk ndërhyn në funksionimin normal të transistorit. Ja sa e dobishme është të krijoni një kompensim në zinxhirin bazë)

Elsefarë tjetër do të përmirësonte skemën tonë ...

Na tregoni se cili sinjal do të përforcojmë, d.m.th., ne i dimë parametrat e tij, në veçanti frekuencën. Do të ishte mirë nëse nuk kishte asgjë tjetër përveç një sinjal të dobishëm të amplifikuar në hyrje. Si ta sigurojmë këtë? Sigurisht, duke përdorur një filtër të kalimit të lartë) Shtoni një kondensator, i cili, në kombinim me një rezistencë paragjykimi, formon një filtër të kalimit të lartë:

Kjo është se si qarku, në të cilin nuk kishte pothuajse asgjë përveç vetë transistorit, ishte mbingarkuar me elementë shtesë 😉 Ndoshta do të ndalemi këtu, së shpejti do të ketë një artikull kushtuar llogaritjes praktike të një amplifikatori të bazuar në një tranzistor bipolar. Në të, ne jo vetëm që do të kompozojmë diagrami i qarkut të amplifikatorit, por ne gjithashtu llogarisim vlerat e të gjithë elementëve, dhe në të njëjtën kohë zgjedhim një transistor të përshtatshëm për qëllimet tona. Shihemi së shpejti! \u003d)

Ekzistojnë tre qarqe kryesore për ndezjen e transistorëve. Në këtë rast, një prej elektrodave të transistorit është një pikë e zakonshme e hyrjes dhe daljes së kaskadës. Duhet mbajtur mend se nën hyrjen (daljen) nënkuptojmë pikat midis të cilave vepron voltazhi i alternuar i hyrjes (daljes). Qarqet kryesore të ndërrimit quhen qarqe me një emetues të përbashkët (OE), një bazë të përbashkët (OB) dhe një koleksionues të zakonshëm (OK).

Qark me një emetues të zakonshëm (OE). Një qark i tillë është treguar në figurën 1. Në të gjithë librat shkruhet se ky qark është më i zakonshmi, sepse jep fitimin më të madh të energjisë.

Fig. 1 - Diagrami i lidhjes së një transistori me një emetues të zakonshëm

Karakteristikat përmirësuese të transistorit karakterizohen nga një nga parametrat kryesorë të tij - koeficienti i transferimit të rrymës statike të bazës ose fitimi i rrymës statike ?. Meqenëse duhet të karakterizojë vetëm transistorin vetë, ai përcaktohet në modalitetin pa ngarkesë (R k \u003d 0). Në mënyrë numerike, është e barabartë me:

kur U k-e \u003d konst

Ky koeficient mund të jetë i barabartë me dhjetëra ose qindra, por koeficienti i vërtetë k i është gjithmonë më pak se ?, sepse kur ngarkesa është e ndezur, rryma e kolektorit zvogëlohet.

Kaskada e fazës së fitimit të tensionit k u është e barabartë me raportin e amplitudës ose vlerave aktuale të tensionit alternative të daljes dhe hyrjes. Tensioni i hyrjes është tension i alternuar në bletë, dhe tensioni i daljes është duke alternuar tensionin në të gjithë rezistorin, ose të njëjtën gjë, tensionin e kolektorit-emetuesit. Tensioni bazë-emetues nuk kalon të dhjetat e voltit, dhe prodhimi arrin unitetin dhe dhjetëra volt (me rezistencë të mjaftueshme të ngarkesës dhe tensionin e burimit E 2). Nga kjo rrjedh se fitimi i kaskadës në fuqi është qindra, mijëra, dhe nganjëherë dhjetëra mijëra.

Një karakteristikë e rëndësishme është rezistenca hyrëse R I, e cila përcaktohet me ligjin e Ohm:

dhe zakonisht sillet nga qindra ohms në njësi kilo-ohms. Impedanca hyrëse e transistorit kur është e ndezur sipas skemës OE, siç shihet, rezulton të jetë relativisht e vogël, që është një pengesë e rëndësishme. Shtë gjithashtu e rëndësishme të theksohet se kaskada sipas skemës OE kthehet në fazën e tensionit me 180 °

Përparësitë e qarkut OE përfshijnë lehtësinë e furnizimit të tij nga një burim i vetëm, pasi tensioni i furnizimit të së njëjtës shenjë aplikohet në bazën dhe kolektorin. Disavantazhet përfshijnë frekuencën më të keqe dhe vetitë e temperaturës (për shembull, në krahasim me skemën OB). Me frekuencë në rritje, fitimi në qark OE zvogëlohet. Për më tepër, kaskada sipas skemës OE gjatë amplifikimit sjell shtrembërime të konsiderueshme.

Skema me një bazë të përbashkët (OB). Skema OB është treguar në Figurën 2.

Fig. 2 - Diagrami i lidhjes së një transistori me një bazë të përbashkët

Një qark i tillë komutues nuk jep fitim të konsiderueshëm, por ka veti të frekuencës dhe temperaturës së mirë. Nuk përdoret aq shpesh sa skema MA.

Fitimi aktual i qarkut OB është gjithmonë pak më pak se uniteti:

meqenëse rryma e kolektorit është gjithmonë vetëm pak më pak se rryma e emetuesit.

A tregohet koeficienti i transferimit të rrymës statike për qarkun OB? dhe përcaktohet:

kur u b \u003d konst

Ky koeficient është gjithnjë më i vogël se 1 dhe sa më i afërt të jetë 1, aq më mirë është transistori. Fitimi i tensionit është i njëjtë me qarkun OE. Impedanca hyrëse e qarkut OB është dhjetë herë më e ulët se në qarkun OE.

Për qark OB, nuk ka zhvendosje fazore midis tensionit të hyrjes dhe daljes, domethënë, faza e tensionit nuk përmbys gjatë amplifikimit. Për më tepër, me amplifikim, skema OB prezanton shumë më pak shtrembërime sesa skema e OE.

Qark me një koleksionist të zakonshëm (OK). Qarku komutues me një kolektor të përbashkët është treguar në figurën 3. Një qark i tillë shpesh quhet ndjekës i emetuesve.

Fig. 3 - Diagrami i lidhjes së një transistori me një koleksionist të zakonshëm

E veçanta e këtij qarku është se voltazhi i hyrjes transmetohet plotësisht përsëri në hyrje, d.m.th., reagimi negativ është shumë i fortë. Fitimi aktual është pothuajse i njëjtë me qarkun OE. Fitimi i tensionit është afër unitetit, por gjithmonë më pak se ai. Si rezultat, fitimi i energjisë është afërsisht i barabartë me k i, d.m.th., disa dhjetëra.

Në qark OK, nuk ka zhvendosje fazore midis tensionit të hyrjes dhe daljes. Meqenëse fitimi i tensionit është afër unitetit, voltazhi i daljes në faza dhe amplituda përkon me inputin, d.m.th., e përsërit atë. Kjo është arsyeja pse një qark i tillë quhet ndjekës i emetuesve. Emitues - sepse tensioni i daljes hiqet nga emetuesi në lidhje me telin e zakonshëm.

Rezistenca hyrëse e qarkut OK është mjaft e lartë (dhjetëra kilo-ohms), dhe rezistenca e daljes është relativisht e vogël. Ky është një avantazh i rëndësishëm i skemës.