Bipolar Transistor: circuiti di commutazione. La commutazione di circuito del transistore bipolare con emettitore comune

Uno dei tipo a tre elettrodi dispositivi a semiconduttore sono transistori bipolari. del circuito dipende dal fatto che essi hanno una conduttività (foro o elettronica) e funzioni.

classificazione

Transistor sono divisi in gruppi:

1. Secondo i materiali: l'arseniuro di gallio più comunemente usato e silicio.
2. Poiché il segnale di frequenza: bassa (fino a 3 MHz), medie (fino a 30 MHz), elevata (fino a 300 MHz), ultra-elevato (superiore a 300 MHz).
3. Per la massima dissipazione di potenza: fino a 0,3 W, fino a 3 watt, più di 3W.
4. Secondo il tipo di dispositivo: tre collegato con lo strato semiconduttore alternativamente cambiando la metodi diretti ed inversi impurità conduzione.

Come fanno i transistor?

Gli strati esterni e interni del transistore sono collegati agli elettrodi conduttori, chiamati rispettivamente l'emettitore, di collettore e base.

L'emettitore e collettore non sono diversi gli uni dagli altri tipi di conducibilità, ma il grado di drogaggio impurità di quest'ultimo è molto più basso. Ciò garantisce un aumento della tensione di uscita ammissibile.

La base, che è uno strato intermedio presenta una elevata resistenza, come costituito da un semiconduttore con un drogaggio debole. Ha una grande area di contatto con il collettore, che migliora la rimozione del calore generato a causa polarizzazione inversa transizione, e facilita il passaggio dei portatori minoritari – elettroni. Nonostante il fatto che gli strati di transizione sono basati sullo stesso principio, il transistore è un dispositivo asimmetrico. Modificando luoghi strati estremi della stessa conducibilità non può ricevere i corrispondenti parametri del dispositivo a semiconduttore.

Schemi di transistori bipolari sono in grado di mantenere in due stati: può essere aperta o chiusa. In modalità attiva, quando l'apertura di transizione di offset di emettitore del transistore è realizzato nella direzione in avanti. Per illustrare questa considerazione, per esempio, un transistore di tipo npn, dovrebbe essere alimentato dalla sorgente, come mostrato in figura.

Il contorno della seconda giunzione collettore quando questo viene chiuso e una corrente di fluire attraverso non dovrebbe. Ma in pratica, si verifica il contrario a causa della stretta posizione delle transizioni per l'altro e la loro influenza reciproca. Poiché l'emettitore è collegato al "meno" transizione aperta batteria permette elettroni di fluire nella zona di base, dove sono ricombinazione parziali con fori – vettori principali. base formata corrente I _b. Più è forte, la corrente di uscita proporzionalmente più. Su questo principio amplificatori di lavoro che utilizzano transistori bipolari.

Dopo che la base è l'unica trasporto diffusivo di elettroni, perché non v'è alcuna azione di campo elettrico. A causa di lieve spessore (micron) e un grande ampiezza del gradiente di concentrazione di particelle cariche negativamente, quasi tutti cadere nella regione di collettore, anche se la resistenza di base è sufficientemente grande. Ci si muovono pareggi campo elettrico, promuovendo il loro trasporto attivo. Le correnti di collettore e di emettitore sono sostanzialmente uguali, se non trascurabile perdita di carica causata dalla ricombinazione nella base: I _e I _b = + I _k.

I parametri dei transistori

1. I fattori di guadagno per la tensione U _eq / U _BE e corrente: β = I _a / _b I (valore reale). Tipicamente, i β coefficiente non supera 300, ma può raggiungere valori di 800 e sopra.
2. impedenza di ingresso.
3. La risposta in frequenza – del transistore di potenza fino a una frequenza predeterminata di sopra della quale transienti non ha tempo per i cambiamenti del segnale applicato.

Transistor bipolare: circuiti di commutazione, funzionamento

Modalità operative variano a seconda di come il circuito è montato. Segnale deve essere applicato e rimosso in due punti per ogni caso, ma ci sono solo tre perni. Ne consegue che un elettrodo devono entrambi appartenere ingresso e uscita. Quindi includere qualsiasi transistor bipolari. del circuito: ON, OE e OK.

1. Guidare con OK

La commutazione di circuito del transistore bipolare con un collettore comune: il segnale viene alimentato al resistore R _L, che è anche incluso nel circuito del collettore. Tale connessione è indicato come un collettore comune.

Questa opzione crea solo un guadagno di corrente. Il vantaggio di emettitore è quello di realizzare una grande impedenza di ingresso (10-500 Ohm), che consente praticità cascate di coordinate.

2. Guidare con ON

La commutazione di circuito del transistore bipolare in una base comune: segnale in ingresso attraverso il C ₁ e dopo amplificazione viene rimosso nella uscita del circuito collettore, in cui l'elettrodo di base è condivisa. In questo caso, un guadagno di tensione è simile a lavorare con la MA.

Lo svantaggio è una piccola impedenza di ingresso (30-100 ohm), e il circuito di ON viene utilizzato come un oscillatore.

3. Schema con MA

In molte forme di realizzazione, quando si utilizzano transistori bipolari, circuiti di commutazione per lo più realizzati con un emettitore comune. La tensione di alimentazione viene alimentato attraverso un resistore di carico R _L, ed un emettitore collegato al polo negativo di un alimentatore esterno.

segnale AC dal terminale di ingresso entra nelle emettitore e di base elettrodi (V _in), e diventa più grande in ampiezza (V _CE) nel circuito del collettore. Gli elementi circuitali di base: un transistor, un resistore R _L e l'uscita del circuito amplificatore con un alimentatore esterno. Ausiliario: condensatore C ₁ che impedisce il passaggio di corrente nel circuito di alimentazione del segnale di ingresso, ed un resistore R _1, tramite il quale il transistore apre.

La tensione di collettore del transistor circuito e l'uscita della resistenza R _L insieme uguale grandezza _{EMF: V CC = I C R L} + V CE.

Così, V _nel piccolo segnale all'ingresso è dato dalla variazione di corrente continua al transistore inverter uscita AC gestiti. Il regime prevede un aumento delle correnti di ingresso 20-100 volte, e la tensione – in 10-200 volte. Di conseguenza, la potenza aumenta.

regime mancanza: una piccola resistenza di ingresso (500-1000 ohm). Per questo motivo, ci sono problemi nella formazione di stadi di amplificazione. La resistenza di uscita è 2-20 ohm.

Questi diagrammi mostrano come transistore bipolare. Se non si prendono ulteriori provvedimenti sulle loro prestazioni sarà fortemente influenzata da fattori esterni, come ad esempio il surriscaldamento e segnale di frequenza. Inoltre, la messa a terra di emettitore crea distorsione armonica in uscita. Per migliorare l'affidabilità, il circuito è collegato feedback, filtri, ecc. N. In questo caso il guadagno è ridotta, ma il dispositivo diventa più efficiente.

modalità di funzionamento

La funzione transistore influisce sul valore della tensione collegato. Tutte le modalità possono essere visualizzate se circuito del transistore bipolare fornito in precedenza con un emettitore comune applicato.

1. La modalità di taglio

Questa modalità viene creato quando il V _BE tensione diminuisce a 0,7 V. In questo caso, la giunzione emettitore è chiuso e il collettore di corrente è assente, poiché non elettroni liberi nella base. Pertanto, il transistor.

2. modalità attiva

Se viene applicata una tensione alla base che è sufficiente aprire il transistor, v'è una corrente di ingresso piccola e un aumento della produzione, a seconda della grandezza del guadagno. Poi il transistor funziona come un amplificatore.

modalità 3. saturazione

Essa differisce dalla modalità attiva per cui il transistore è completamente aperto, e la corrente di collettore raggiunge il valore massimo possibile. Suo aumento può essere raggiunto solo cambiando la forza elettromotrice o carico applicato nel circuito di uscita. Quando si cambia collettore di corrente di base non è cambiato. regime di saturazione caratterizzato dal fatto che il transistor è molto aperta, e qui funge da interruttore è acceso. Schemi di transistori bipolari combinando i modi interdizione e saturazione consentono di creare con le loro chiavi elettroniche.

Tutte le modalità operative dipendono dalla natura delle caratteristiche di uscita mostrati nel grafico.

Possono dimostrare, se è montato schema elettrico del transistore bipolare con OE.

Se si mette sull'asse verticale ei segmenti orizzontali rappresentano la massima corrente di collettore e la quantità di tensione di alimentazione V _CC, e quindi collegare le estremità tra loro, ottenere una linea di galleggiamento (rosso). È descritto _{dall'espressione: I C = (V CC –} V CE) / R C. Dalla figura risulta che il punto di lavoro che determina la corrente di collettore I _C e la tensione V _CE, viene spostato lungo la linea di carico dal basso verso l'alto all'aumentare della corrente di base _IB

Zona V _CE tra l'asse e la prima caratteristica di uscita (ombreggiata) dove _B = 0 caratterizza modalità di taglio. In questo inversa I _C corrente è trascurabile e il transistor è chiuso.

La caratteristica più alta nel punto A interseca la linea di carico, dopo di che, con un ulteriore _{aumento della} corrente di collettore non è cambiato. zona saturazione nel grafico rappresenta l'area ombreggiata tra l'asse I _C e la caratteristica più ripida.

Come funziona il transistor in diverse modalità?

Il transistore opera con segnali variabili o costanti forniti al circuito di ingresso.

Bipolar Transistor: circuiti di commutazione, potere

Parzialmente transistore serve come un amplificatore. Il segnale di ingresso alternata provoca un cambiamento nella sua corrente di uscita. È possibile applicare lo schema con OK o con l'MA. Nel circuito di uscita per il segnale di carico richiesto. Tipicamente utilizzare un resistore montato nel circuito di uscita del collettore. Se opportunamente selezionato, il valore di tensione di uscita è significativamente superiore rispetto all'ingresso.

lavoro amplificatore ben illustrato nei diagrammi di temporizzazione.

Quando i segnali impulsivi convertiti, un modo è la stessa di quella per la sinusoidale. Qualità convertendoli componenti armoniche determinate dalle caratteristiche di frequenza dei transistori.

Opera in modalità di commutazione

interruttori a transistor sono progettati per connessioni di commutazione senza contatto in circuiti elettrici. Il principio è il cambiamento graduale nella resistenza del transistore. tipo bipolare è ben adattato ai requisiti del dispositivo chiave.

conclusione

elementi semiconduttori utilizzati nei circuiti per convertire segnali elettrici. Classificazione versatile e ampio consentire ampio uso di transistori bipolari. circuiti di commutazione determinano le funzioni e le modalità di funzionamento. Molto dipende dalle caratteristiche.

Il circuito principale commutazione di transistori bipolari amplificare, convertire e generare segnali di ingresso e l'interruttore circuiti.