วัตถุประสงค์ของทรานซิสเตอร์สองขั้ว คำอธิบายเต็มรูปแบบทรานซิสเตอร์สองขั้ว

TRANSISTOR   - อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์สำหรับการขยายการสร้างและการแปลงการสั่นสะเทือนไฟฟ้าทำบนพื้นฐานของเซมิคอนดักเตอร์ผลึกเดี่ยว ( ศรี   - ซิลิคอนหรือ จีอี   - เยอรมนี) บรรจุอย่างน้อยสามด้านที่แตกต่าง - อิเล็กทรอนิกส์ ( n) และหลุม ( พี) - การนำไฟฟ้า คิดค้นในปี 1948 โดยชาวอเมริกัน W. Shockley, W. Brattain และ J. Bardin ตามโครงสร้างทางกายภาพและกลไกของการควบคุมปัจจุบันทรานซิสเตอร์สองขั้ว (มักเรียกง่ายๆว่าทรานซิสเตอร์) และ unipolar (มักเรียกว่าทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็ก) มีความโดดเด่น ในครั้งแรกที่มีการเปลี่ยนอิเล็กตรอนสองรูหรือมากกว่านั้นทั้งอิเล็กตรอนและรูทำหน้าที่เป็นพาหะประจุและประการที่สองคืออิเล็กตรอนหรือหลุม คำว่า "ทรานซิสเตอร์" มักใช้เพื่ออ้างถึงเครื่องรับสัญญาณออกอากาศแบบพกพาบนอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ

กระแสในวงจรเอาท์พุทถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าหรือกระแส การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในค่าอินพุตสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่กว่าอย่างมากในแรงดันไฟฟ้าและกระแส คุณสมบัติการขยายของทรานซิสเตอร์นี้ใช้ในเทคโนโลยีอะนาล็อก (ทีวีอะนาล็อก, วิทยุ, การสื่อสาร ฯลฯ )

ในบทความนี้เราจะพิจารณาทรานซิสเตอร์สองขั้ว

ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์สามารถ n-p n   และ p-n-P   การนำ โดยไม่ต้องมองเข้าไปด้านในของทรานซิสเตอร์เราสามารถสังเกตเห็นความแตกต่างในการนำไฟฟ้าเฉพาะในขั้วของการเชื่อมต่อในวงจรที่ใช้งานได้จริงของแหล่งพลังงานตัวเก็บประจุไดโอดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวงจรเหล่านี้ ภาพด้านขวาแสดงภาพ n-p n   และ p-n-P   ทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์มีสามเอาต์พุต หากเราพิจารณาว่าทรานซิสเตอร์เป็นสี่เทอร์มินัลก็ควรมีสองอินพุทและสองขั้วเอาท์พุท ดังนั้นข้อสรุปบางข้อควรเป็นเรื่องธรรมดาทั้งสำหรับวงจรอินพุตและเอาต์พุต

ทรานซิสเตอร์อีซีแอลทั่วไป - ออกแบบมาเพื่อเพิ่มความกว้างของสัญญาณอินพุตด้วยแรงดันและกระแส ในกรณีนี้สัญญาณอินพุตที่ถูกขยายโดยทรานซิสเตอร์จะกลับด้าน กล่าวอีกนัยหนึ่งเฟสของสัญญาณเอาต์พุตจะหมุน 180 องศา วงจรนี้เป็นวงจรหลักในการขยายสัญญาณที่มีขนาดและรูปร่างต่างกัน ความต้านทานอินพุทของคาสเคดทรานซิสเตอร์ที่มี OE นั้นมาจากหลายร้อยโอห์มถึงหน่วยกิโลโอห์มและความต้านทานเอาท์พุตจากหน่วยหนึ่งถึงหลายสิบกิโลโอห์ม

ทรานซิสเตอร์สะสมทั่วไป   - ออกแบบมาเพื่อขยายความกว้างของสัญญาณอินพุตปัจจุบัน การขยายแรงดันไฟฟ้าในวงจรดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับยังน้อยกว่าความเป็นเอกภาพ สัญญาณอินพุทไม่ได้ถูกคว่ำโดยทรานซิสเตอร์
ความต้านทานอินพุตของน้ำตกที่มีตกลงสามารถนับได้ตั้งแต่หลายสิบถึงหลายร้อยกิโลโอห์มและเอาต์พุตภายในหลายร้อยโอห์ม - หน่วยเป็นกิโลโอห์ม เนื่องจากตามปกติแล้วตัวต้านทานโหลดจะอยู่ในวงจรตัวปล่อยความร้อนจึงมีความต้านทานอินพุตสูง นอกจากนี้เนื่องจากการขยายของกระแสอินพุตมันมีความสามารถในการโหลดสูง คุณสมบัติวงจรตัวเก็บรวบรวมทั่วไปเหล่านี้ใช้เพื่อจับคู่ขั้นตอนของทรานซิสเตอร์ - เช่น“ ช่วงบัฟเฟอร์” เนื่องจากสัญญาณอินพุตที่ไม่ได้ขยายในแอมพลิจูดจึงเรียกว่า "ซ้ำ" ที่เอาต์พุตวงจรสวิตชิ่งของทรานซิสเตอร์ที่มีตัวเก็บรวบรวมทั่วไปจึงถูกเรียกอีกอย่างว่า ผู้ติดตามตัวส่ง.

ยังคงมี ทรานซิสเตอร์ฐานสามัญ. มีรูปแบบการรวมอยู่ในทฤษฎี แต่ในทางปฏิบัติมันนำมาใช้อย่างหนัก วงจรสวิตชิ่งดังกล่าวใช้ในเทคโนโลยีความถี่สูง ความผิดปกติของมันคือมันมีความต้านทานอินพุตต่ำและมันเป็นเรื่องยากที่จะประสานงานเช่นน้ำตกที่อินพุต ประสบการณ์ของฉันเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่เล็ก แต่พูดเกี่ยวกับวงจรนี้สำหรับการเปิดทรานซิสเตอร์ฉันขอโทษฉันไม่รู้อะไรเลย! สองสามครั้งที่ฉันใช้มันเป็นโครงการ "ต่างชาติ" แต่ฉันไม่เข้าใจ ฉันจะอธิบาย: ตามกฎหมายทางกายภาพทั้งหมดทรานซิสเตอร์ถูกควบคุมโดยฐานหรือตามกระแสที่ไหลไปตามเส้นทางตัวส่งสัญญาณพื้นฐาน การใช้ขั้วอินพุตของทรานซิสเตอร์ - ฐานที่เอาต์พุตไม่สามารถทำได้ ในความเป็นจริงฐานของทรานซิสเตอร์ผ่านตัวเก็บประจุคือ "ปลูก" ที่ความถี่สูงในกรณี แต่ไม่ได้ใช้ที่เอาต์พุต และทางไฟฟ้าผ่านตัวต้านทานความต้านทานสูงฐานจะเชื่อมต่อกับเอาท์พุทของน้ำตก (ใช้อคติ) แต่ในการส่งอคติคุณสามารถทำได้จากทุกที่แม้แต่จากแหล่งข้อมูลเพิ่มเติม อย่างไรก็ตามสัญญาณของรูปร่างใด ๆ ที่เข้าสู่ฐานจะดับผ่านตัวเก็บประจุเดียวกัน เพื่อให้น้ำตกดังกล่าวทำงานได้อินพุตเอาต์พุต - ตัวปล่อยผ่านตัวต้านทานความต้านทานต่ำจะถูก "ปลูก" บนตัวเรือนดังนั้นจึงมีความต้านทานอินพุตต่ำ โดยทั่วไปแล้วการรวมทรานซิสเตอร์ที่มีฐานร่วมเป็นหัวข้อสำหรับนักทฤษฎีและผู้ทดสอบ ในทางปฏิบัติมันหายากมาก สำหรับการฝึกของเขาในการออกแบบวงจรเขาไม่เคยพบความต้องการใช้วงจรสวิตชิ่งทรานซิสเตอร์กับฐานร่วม สิ่งนี้อธิบายได้ด้วยคุณสมบัติของวงจรสวิตชิ่ง: ความต้านทานอินพุตจากหน่วยถึงสิบโอห์มและความต้านทานเอาต์พุตจากหลายร้อยกิโลกรัมไปจนถึงหน่วยเมกะเมกะโอห์ม พารามิเตอร์เฉพาะดังกล่าวเป็นความต้องการที่หายาก

ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์สามารถทำงานในโหมดคีย์และแอมพลิฟายเออร์ โหมดกุญแจใช้ในวงจรควบคุมต่าง ๆ วงจรลอจิก ฯลฯ ในโหมดคีย์ทรานซิสเตอร์สามารถอยู่ในสถานะการทำงานสองสถานะคือเปิด (อิ่มตัว) และสถานะ (ปิด) ล็อค โหมดเชิงเส้น (แอมพลิฟายเออร์) ใช้ในวงจรขยายสัญญาณฮาร์มอนิกและจำเป็นต้องบำรุงรักษาทรานซิสเตอร์ในช่วงเปิด "ครึ่ง" แต่ไม่อิ่มตัว

เพื่อศึกษาการทำงานของทรานซิสเตอร์เราจะพิจารณาวงจรสวิตชิ่งของทรานซิสเตอร์ที่มีอิมิตเตอร์ทั่วไปเป็นวงจรสวิทช์ที่สำคัญที่สุด

วงจรจะแสดงในรูป บนไดอะแกรม VT   - จริง ๆ แล้วทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน R b1   และ R b2 - วงจรไบอัสของทรานซิสเตอร์ซึ่งเป็นตัวแบ่งแรงดันปกติ เป็นวงจรนี้ที่ให้อคติของทรานซิสเตอร์ไปที่ "จุดปฏิบัติการ" ในโหมดการขยายสัญญาณฮาร์มอนิกโดยไม่ผิดเพี้ยน ต้านทาน R ถึง   - ตัวต้านทานโหลดของน้ำตกทรานซิสเตอร์ออกแบบมาเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับตัวเก็บรวบรวมกระแสไฟฟ้าของแหล่งพลังงานและข้อ จำกัด ในโหมด "เปิด" ทรานซิสเตอร์ ต้านทาน R e   - ตัวต้านทานข้อเสนอแนะในสาระสำคัญเพิ่มความต้านทานการป้อนข้อมูลของน้ำตกในขณะที่ลดกำไรของสัญญาณอินพุต ตัวเก็บประจุ C ทำหน้าที่ของการแยกกัลวานิกจากอิทธิพลของวงจรภายนอก

เพื่อให้ง่ายขึ้นสำหรับคุณที่จะเข้าใจว่าทรานซิสเตอร์สองขั้วทำงานอย่างไรเราจะวาดการเปรียบเทียบกับตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าทั่วไป (ดูรูปด้านล่าง) สำหรับการเริ่มตัวต้านทาน R 2   ทำให้ควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบ่ง (ตัวแปร) ด้วยการเปลี่ยนความต้านทานของตัวต้านทานนี้จากศูนย์ถึงค่ามาก "อนันต์" เราสามารถรับแรงดันไฟฟ้าจากศูนย์เป็นค่าที่ป้อนให้กับอินพุตที่เอาต์พุตของตัวหารดังกล่าว ทีนี้ลองจินตนาการว่าตัวต้านทาน R 1   ตัวแบ่งแรงดันคือตัวต้านทานตัวสะสมของระยะทรานซิสเตอร์และตัวต้านทาน R 2   ตัวแบ่งแรงดันเป็นชุมทางทรานซิสเตอร์สะสม - อิมิตเตอร์ ในเวลาเดียวกันโดยการใช้การควบคุมในรูปแบบของกระแสไฟฟ้าไปยังฐานทรานซิสเตอร์เราจะเปลี่ยนความต้านทานทางแยกสะสม - อิมิตเตอร์ดังนั้นจึงเปลี่ยนพารามิเตอร์ของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ข้อแตกต่างจากตัวต้านทานผันแปรคือทรานซิสเตอร์ถูกควบคุมโดยกระแสต่ำ นี่เป็นวิธีที่ทรานซิสเตอร์สองขั้วทำงาน ด้านบนแสดงในรูปด้านล่าง:

เพื่อให้ทรานซิสเตอร์ทำงานในโหมดขยายสัญญาณโดยไม่บิดเบือนหลังจำเป็นต้องมั่นใจว่าโหมดการทำงานเดียวกันนี้ พวกเขาพูดถึงอคติของฐานของทรานซิสเตอร์ ผู้เชี่ยวชาญมีอำนาจชอบใจกับกฎ: ทรานซิสเตอร์ถูกควบคุมโดยกระแส - นี่คือความจริง แต่โหมดไบอัสของทรานซิสเตอร์นั้นถูกตั้งค่าโดยแรงดันไฟฟ้าฐานและไม่ใช่จากกระแส - นี่คือความเป็นจริง และสำหรับคนที่ไม่คำนึงถึงแรงดันไบอัสแอมป์จะไม่ทำงาน ดังนั้นในการคำนวณมูลค่าควรคำนึงถึง

ดังนั้นการทำงานของสเตจทรานซิสเตอร์สองขั้วในโหมดแอมปลิฟายเออร์เกิดขึ้นที่แรงดันไบแอสบางตัวที่ทางแยกของตัวส่งสัญญาณพื้นฐาน สำหรับทรานซิสเตอร์ซิลิคอนแรงดันไบอัสอยู่ในช่วง 0.6 ... 0.7 โวลต์สำหรับเจอร์เมเนียมทรานซิสเตอร์ - 0.2 ... 0.3 โวลต์ รู้แนวคิดนี้คุณไม่เพียงสามารถคำนวณระยะทรานซิสเตอร์ แต่ยังตรวจสอบสุขภาพของระยะแอมป์ทรานซิสเตอร์ใด ๆ ก็เพียงพอที่จะวัดแรงดันไบอัสของตัวส่งสัญญาณฐานของทรานซิสเตอร์ด้วยมัลติมิเตอร์ที่มีความต้านทานภายในสูง ถ้ามันไม่สอดคล้องกับ 0.6 ... 0.7 โวลต์สำหรับซิลิคอนหรือ 0.2 ... 0.3 โวลต์สำหรับเจอร์เมเนียมให้มองหาความผิดปกติที่นี่ - ไม่ว่าทรานซิสเตอร์จะผิดหรืออคติหรือวงจรแยกของน้ำตกทรานซิสเตอร์นี้ผิดพลาด

ข้างต้นจะปรากฏบนกราฟ - ลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน (CVC)

“ ผู้เชี่ยวชาญ” ส่วนใหญ่เมื่อดูที่ CVC ที่นำเสนอจะพูดว่า: เรื่องไร้สาระใดถูกวาดบนแผนภูมิกลาง ดังนั้นลักษณะการส่งออกของทรานซิสเตอร์จึงไม่ได้ดู! มันถูกนำเสนอในแผนภูมิที่ถูกต้อง! ฉันจะตอบทุกอย่างอยู่ที่นั่น แต่มันเริ่มต้นด้วยหลอดสุญญากาศอิเล็กทรอนิกส์ ก่อนหน้านี้คุณลักษณะของกระแสไฟฟ้าของหลอดไฟถือว่าเป็นแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานแอโนด ตอนนี้พวกเขายังคงวัดค่าตัวต้านทานตัวสะสมและบนกราฟจะมีตัวอักษรแสดงว่าแรงดันตกคร่อมทรานซิสเตอร์ซึ่งผิดพลาดอย่างมาก บนแผนภูมิด้านซ้าย ฉัน b - คุณเป็น   คุณสมบัติอินพุตของทรานซิสเตอร์จะถูกนำเสนอ บนกราฟกลาง ฉัน - โอเค   คุณลักษณะแรงดันกระแสไฟขาออกของทรานซิสเตอร์จะถูกนำเสนอ และในกราฟด้านขวา I R - U R   กราฟแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันของตัวต้านทานโหลดจะถูกนำเสนอ R ถึงซึ่งมักจะได้รับเป็นลักษณะแรงดันไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์เอง

บนกราฟมีส่วนที่เป็นเส้นตรงที่ใช้ขยายสัญญาณเชิงเส้นซึ่งถูก จำกัด โดยจุด   และ C. จุดกึ่งกลาง - เป็นจุดที่จำเป็นต้องมีทรานซิสเตอร์ที่ทำงานในโหมดแอมป์ จุดนี้สอดคล้องกับแรงดันไบแอสบางตัวซึ่งมักใช้ในการคำนวณ: 0.66 โวลต์สำหรับทรานซิสเตอร์ของซิลิกอนหรือ 0.26 โวลต์สำหรับทรานซิสเตอร์ของเจอร์เมเนียม

ตามลักษณะของแรงดันกระแสของทรานซิสเตอร์เราจะเห็นสิ่งต่อไปนี้: ในกรณีที่ไม่มีหรือที่แรงดันไบอัสต่ำที่ทางแยกเบส - อิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ไม่มีกระแสฐานและกระแสสะสม ณ จุดนี้ที่ชุมทางตัวส่งสัญญาณสะสมแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดของแหล่งพลังงานจะลดลง ด้วยการเพิ่มขึ้นของแรงดันไบแอสของตัวส่งสัญญาณฐานของทรานซิสเตอร์ทรานซิสเตอร์เริ่มเปิดกระแสไฟฟ้าเบสจะปรากฏขึ้นและกระแสสะสมจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย เมื่อมาถึง "พื้นที่ทำงาน" ณ จุดหนึ่ง Cทรานซิสเตอร์เข้าสู่โหมดเชิงเส้นซึ่งต่อเนื่องไปยังจุด . ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าตกที่จุดแยกตัวส่งสัญญาณสะสมจะลดลงและที่ตัวต้านทานโหลด R ถึงในทางตรงกันข้ามเพิ่มขึ้น จุด   - จุดไบอัสปฏิบัติการของทรานซิสเตอร์ - นี่คือจุดที่จุดเชื่อมต่อของตัวสะสม - ตัวส่งของทรานซิสเตอร์ตามกฎแล้วแรงดันไฟฟ้าตกจะถูกตั้งค่าเท่ากับครึ่งแรงดันของแหล่งพลังงาน การตอบสนองความถี่จากจุด Cตรงประเด็น   เรียกว่าพื้นที่ทำงานการกระจัด หลังจากจุด   กระแสฐานและดังนั้นกระแสสะสมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วทรานซิสเตอร์เปิดเต็มที่ - มันเข้าสู่ความอิ่มตัว ณ จุดนี้แรงดันไฟฟ้าเนื่องจากโครงสร้างลดลงที่จุดแยกตัวส่งสัญญาณสะสม n-p n   ช่วงการเปลี่ยนภาพซึ่งประมาณ 0.2 ... 1 โวลต์ขึ้นอยู่กับประเภทของทรานซิสเตอร์ แรงดันไฟฟ้าอื่น ๆ ของแหล่งพลังงานลดลงที่ความต้านทานโหลดของทรานซิสเตอร์ - ตัวต้านทาน R ถึง. ซึ่ง จำกัด การเติบโตของตัวสะสมกระแสต่อไป

ในตัวเลข "เพิ่มเติม" ด้านล่างเราจะเห็นว่าแรงดันไฟฟ้าที่เอาท์พุทของทรานซิสเตอร์เปลี่ยนแปลงอย่างไรขึ้นอยู่กับสัญญาณที่ส่งไปยังอินพุต แรงดันเอาต์พุต (แรงดันตกคร่อมตัวสะสม) ของทรานซิสเตอร์อยู่นอกเฟส (180 องศา) ไปยังสัญญาณอินพุต

การคำนวณของน้ำตกน้ำตกด้วย emitter ทั่วไป (OE)

ก่อนที่จะดำเนินการคำนวณน้ำตกของทรานซิสเตอร์โดยตรงเราใส่ใจกับข้อกำหนดและเงื่อนไขดังต่อไปนี้:

การคำนวณของน้ำตกน้ำตกจะดำเนินการตามกฎจากปลาย (เช่นจากเอาท์พุท);

ในการคำนวณการเรียงซ้อนของทรานซิสเตอร์มีความจำเป็นต้องกำหนดแรงดันไฟฟ้าตกที่ทางแยกตัวส่งสัญญาณสะสมของทรานซิสเตอร์ในโหมดว่าง (เมื่อไม่มีสัญญาณอินพุต) มันถูกเลือกเพื่อให้ได้รับสัญญาณที่ไม่บิดเบือนที่สุด ในวงจรเดียวของวงจรเรียงกระแสทรานซิสเตอร์ที่ทำงานในโหมด "A" ซึ่งโดยปกติจะเป็นครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ

กระแสสองกระแสวิ่งในวงจรตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์ - ตัวสะสมกระแส (ตามเส้นทางตัวสะสม - ตัวส่ง) และกระแสฐาน (ตามเส้นทางตัวส่งฐาน) แต่เนื่องจากกระแสฐานมีขนาดค่อนข้างเล็กจึงสามารถละเลยได้และสามารถสันนิษฐานได้ว่า

ทรานซิสเตอร์เป็นองค์ประกอบที่ขยายดังนั้นจึงเป็นธรรมที่จะกล่าวว่าความสามารถในการขยายสัญญาณจะต้องแสดงโดยค่าบางอย่าง ค่าเกนจะแสดงโดยตัวบ่งชี้ที่นำมาจากทฤษฎีสี่เทอร์มินัลซึ่งเป็นอัตราขยายปัจจุบันในวงจรสวิตชิ่งที่มีอีซีแอลทั่วไป (OE) และแสดงว่า - ชั่วโมง 21. ค่าของมันจะได้รับในไดเรกทอรีสำหรับประเภทของทรานซิสเตอร์ที่เฉพาะเจาะจงยิ่งไปกว่านั้นโดยปกติจะอยู่ในไดเรกทอรีที่มีปลั๊ก (เช่น: 50 - 200) สำหรับการคำนวณมักจะเลือกค่าต่ำสุด (จากตัวอย่างเลือกค่า - 50)

นักสะสม ( R ถึง) และตัวปล่อย ( R e) ความต้านทานส่งผลกระทบต่อความต้านทานอินพุทและเอาท์พุทของเวทีทรานซิสเตอร์ เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าอิมพีแดนซ์อินพุตของน้ำตก R I \u003d R e * h 21และผลลัพธ์คือ R o \u003d R ถึง. หากความต้านทานอินพุตของระยะทรานซิสเตอร์ไม่สำคัญสำหรับคุณคุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องมีตัวต้านทานใด ๆ เลย R e;

การจัดอันดับตัวต้านทาน R ถึง   และ R e   จำกัด กระแสที่ไหลผ่านทรานซิสเตอร์และกำลังงานลดลงที่ทรานซิสเตอร์

แหล่งข้อมูล:

จ่ายแรงดันไฟฟ้า คุณ\u003d 12 V.

เลือกทรานซิสเตอร์ตัวอย่างเช่น: KT315G ทรานซิสเตอร์สำหรับมัน:

P สูงสุด\u003d 150 mW; ฉันสูงสุด\u003d 150 mA; ชั่วโมง 21>50.

ยอมรับ R k \u003d 10 * R e

แรงดันไฟฟ้าของจุดปฏิบัติการของทรานซิสเตอร์ถูกนำมาใช้ คุณเป็น   \u003d 0.66 V

วิธีการแก้ปัญหา:

1.   เราพิจารณาค่ากำลังไฟฟ้าสถิตย์สูงสุดที่จะถูกกระจายโดยทรานซิสเตอร์ในช่วงเวลาของการส่งสัญญาณสลับผ่านจุดปฏิบัติการ B ของโหมดคงที่ของทรานซิสเตอร์ ควรเป็นค่าที่น้อยกว่าร้อยละ 20 (0.8 เท่า) ของกำลังทรานซิสเตอร์สูงสุดที่ระบุในคู่มือ

ยอมรับ P ras.max \u003d 0,8 * P สูงสุด\u003d 0.8 * 150 mW \u003d 120 mW

2.   ตรวจสอบการสะสมปัจจุบันในโหมดคงที่ (ไม่มีสัญญาณ):

ฉัน k0 \u003d P แข่งสูงสุด / U ke0 \u003d P แข่งสูงสุด / (U i.p. / 2)   \u003d 120mW / (12V / 2) \u003d 20mA

3.   เนื่องจากครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าของซัพพลายลดลงบนทรานซิสเตอร์ในโหมดคงที่ (ไม่มีสัญญาณ) ครึ่งปีที่สองของแรงดันไฟฟ้าของอุปทานจะลดลงบนตัวต้านทาน:
(R k + R e) \u003d (U i.p. / 2) / I k0   \u003d (12V / 2) / 20mA \u003d 6V / 20mA \u003d 300 Ohm

เมื่อพิจารณาจากตัวต้านทานที่มีอยู่รวมถึงความจริงที่เราเลือกอัตราส่วน R k \u003d 10 * R eเราพบค่าของตัวต้านทาน: R ถึง   \u003d 270 โอห์ม R e   \u003d 27 โอห์ม

4.   ค้นหาแรงดันไฟฟ้าที่ตัวสะสมของทรานซิสเตอร์โดยไม่มีสัญญาณ U k0 \u003d (U ke0 + I k0 * R e) \u003d (U i.p. - I k0 * R k)   \u003d (12 V - 0.02 A * 270 Ohms) \u003d 6.6 V.

5.   กำหนดทรานซิสเตอร์ควบคุมฐานปัจจุบัน: I b \u003d I c / h 21 \u003d / h 21   \u003d / 50 \u003d 0.8 mA

6.   กระแสฐานทั้งหมดถูกกำหนดโดยแรงดันไบอัสที่ฐานซึ่งถูกกำหนดโดยตัวแบ่งแรงดัน R b1,R b2. กระแสของตัวต้านทานฐานแบ่งควรมากขึ้น (5-10 เท่า) กระแสควบคุมฐาน ฉันขเพื่อให้หลังไม่มีผลต่อแรงดันไบอัส เราเลือกตัวหารปัจจุบันมากกว่าตัวควบคุมฐาน 10 เท่า: R b1,R b2: ฉันหย่า \u003d 10 * ฉัน b   \u003d 10 * 0.8 mA \u003d 8.0 mA

จากนั้นความต้านทานของตัวต้านทาน R b1 + R b2 \u003d U / ฉัน div   \u003d 12 V / 0.008 A \u003d 1500 Ohms

7.   เราพบแรงดันไฟฟ้าที่ตัวปล่อยในโหมดสแตนด์บาย (ไม่มีสัญญาณ) ในการคำนวณการเรียงซ้อนของทรานซิสเตอร์จำเป็นต้องคำนึงถึง: แรงดันไฟฟ้าอิมิเตอร์ที่ฐานของทรานซิสเตอร์ที่ใช้งานต้องไม่เกิน 0.7 โวลต์! แรงดันไฟฟ้าของตัวปล่อยในโหมดที่ไม่มีสัญญาณอินพุตจะเท่ากับ: U e \u003d ฉัน k0 * R e   \u003d 0.02 A * 27 โอห์ม \u003d 0.54 V

ที่ไหน ฉัน k0   คือกระแสไฟฟ้านิ่งของทรานซิสเตอร์

8.   เราตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่ฐาน U b \u003d U e + U เป็น\u003d 0.54 V + 0.66 V \u003d 1.2 V

จากที่นี่ถึงสูตรของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่เราพบ: R b2 \u003d (R b1 + R b2) * U b / U ฯลฯ   \u003d 1500 Ohm * 1.2 V / 12V \u003d 150 Ohm

R b1 \u003d (R b1 + R b2) -R b2   \u003d 1500 Ohms - 150 Ohms \u003d 1350 Ohms \u003d 1.35 kOhms

ตามซีรีย์ตัวต้านทานเนื่องจากความจริงที่ผ่านตัวต้านทาน R b1   กระแสฐานยังไหลเราเลือกตัวต้านทานในทิศทางลดลง: R b1\u003d 1.3 kOhm

9.   การแยกตัวเก็บประจุถูกเลือกขึ้นอยู่กับลักษณะความกว้างของคลื่นความถี่ (แบนด์วิดธ์) ที่ต้องการของน้ำตก สำหรับการทำงานปกติของระยะทรานซิสเตอร์ที่ความถี่สูงถึง 1,000 Hz จำเป็นต้องเลือกตัวเก็บประจุที่มีค่าน้อย 5 μF

ที่ความถี่ต่ำกว่าลักษณะแอมพลิจูด - ความถี่ (AFC) ของน้ำตกขึ้นอยู่กับเวลาของการชาร์จประจุของตัวแยกประจุผ่านองค์ประกอบอื่น ๆ ของน้ำตกรวมถึงองค์ประกอบของน้ำตกที่อยู่ใกล้เคียง ความจุควรเป็นเช่นนั้นตัวเก็บประจุไม่มีเวลาในการชาร์จ ความต้านทานอินพุตของระยะทรานซิสเตอร์มีค่ามากกว่าความต้านทานเอาต์พุต การตอบสนองความถี่ของน้ำตกในพื้นที่ความถี่ต่ำจะถูกกำหนดโดยค่าคงที่เวลา t n \u003d R ใน * C ในที่ไหน R I \u003d R e * h 21, C ใน   - ความจุอินพุตแยกของการเรียงซ้อน C ออก   ทรานซิสเตอร์ทำให้มันพัง C ใน   ของน้ำตกถัดไปและจะคำนวณในลักษณะเดียวกัน Cascade cut cutoff frequency (การตอบสนองความถี่ cutoff frequency) f n \u003d 1 / t n. สำหรับการขยายสัญญาณคุณภาพสูงเมื่อออกแบบสเตจทรานซิสเตอร์จำเป็นต้องเลือกอัตราส่วนนั้น 1 / t n \u003d 1 / (R ใน * C ใน)< 30-100 ครั้งสำหรับการลดหลั่นทั้งหมด ยิ่งไปกว่านั้นยิ่งมีความแตกต่างมากเท่าไหร่ แต่ละขั้นตอนมีตัวเก็บประจุของตัวเองเพิ่มการตอบสนองความถี่ของตัวเอง โดยทั่วไปความสามารถในการแยก 5.0 μFเพียงพอ แต่น้ำตกสุดท้ายผ่าน Cout มักจะถูกโหลดด้วยความต้านทานความต้านทานต่ำของหัวแบบไดนามิกดังนั้นความจุจะเพิ่มขึ้นเป็น 500.0-2000.0 μFและบางครั้งก็มากขึ้น

การคำนวณโหมดคีย์ของสเตจทรานซิสเตอร์นั้นดำเนินการในลักษณะเดียวกับการคำนวณสเตจแอมป์ก่อนหน้านี้ ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือโหมดคีย์ถือว่าสองสถานะของทรานซิสเตอร์ในโหมดสแตนด์บาย (ไม่มีสัญญาณ) มันเป็นทั้งปิด (แต่ไม่ shorted) หรือเปิด (แต่ไม่ oversaturated) ในกรณีนี้จุดทำงานของ "ที่พัก" อยู่นอกจุด A และ C ที่แสดงบน CVC เมื่อทรานซิสเตอร์ต้องปิดวงจรในสภาวะที่ไม่มีสัญญาณจำเป็นต้องถอดตัวต้านทานออกจากวงจรที่แสดงไว้ก่อนหน้าของน้ำตก R b1. หากจำเป็นต้องให้ทรานซิสเตอร์ในสถานะว่างเปิดจำเป็นต้องเพิ่มตัวต้านทานในวงจรเรียงซ้อน R b2   10 เท่าจากค่าที่คำนวณได้และในบางกรณีสามารถลบออกจากวงจร

การคำนวณของทรานซิสเตอร์เรียงซ้อนมากกว่า