Transistores bipolares: conmutación de circuítos. O circuíto de conmutación do transistor bipolar con un emisor común

Un dos tipo de tres electrodos de dispositivos semicondutores son transistores bipolares. do circuíto depende se elas posúen unha condutividade (ou burato de electróns) e funcións.

clasificación

Transistores son divididos en grupos:

1. Segundo os materiais: o arsenieto de galio máis comunmente utilizado e silicio.
2. A medida que a frecuencia do sinal: baixo (ata 3 MHz), medio (ata 30 MHz), elevada (preto de 300 MHz), ultra-alta (por enriba de 300 MHz).
3. Para a disipación de potencia máxima: ata 0,3 W, ata 3 watts, máis de 3W.
4. Segundo o tipo de dispositivo: tres conectado coa capa de semicondutores través alternativamente cambiando a métodos directos e inversos impureza condución.

Como é que os transistores?

As capas externa e interna do transistor están ligados aos electrodos de chumbo, respectivamente chamado emisor, colector ea base.

O emisor eo colector non son diferentes uns dos outros tipos de condutividade, pero o grao de dopagem de impurezas desta última é moito máis baixa. Isto garante un aumento na tensión de saída permitida.

A base, que é unha capa do medio ten unha alta resistencia, como feito dun semicondutor cunha dopagem feble. Ten unha gran área de contacto co colector, o que mellora a eliminación de calor xerada pola polarización inversa da transición e facilita o paso dos portadores minoritios - electróns. A pesar do feito de que as capas de transición están baseadas no mesmo principio, o transistor é un dispositivo asimétrico. Ao cambiar locais capas extremas do mesmo condutividade non pode recibir os parámetros correspondentes do dispositivo semicondutor.

Esquemas de transistores bipolares son capaces de mantelo en dous estados: pode ser aberta ou pechada. No modo activo, cando o emisor de transición aberta transistor de desprazamento faise na dirección á fronte. Para ilustrar este considerar, por exemplo, un transistor do tipo NPN, debe ser energizada dende a fonte, como se mostra na figura a continuación.

O límite da segunda xuntanza colector cando esta é pechada e unha corrente flúa a través del non debería. Pero, na práctica, o contrario ocorre debido á localización próxima das transicións a outro ea súa influencia mutua. Xa que o emisor está ligado ao "menos" transición aberta batería permite electróns a fluír cara á zona de base, onde son recombinación parcial con furados - principais operadoras. base formada corrente I _b. Canto máis forte sexa, proporcionalmente máis corrente de saída. Desde esta amplificadores de traballo principio usando transistores bipolares.

Despois da base é unicamente transporte difusivo de electróns, porque non hai ningunha acción de campo eléctrico. Debido á espesor da capa lixeira (micras) e unha gran magnitude do gradiente de concentración de partículas cargadas negativamente, case todos eles caen para a rexión do colector, aínda que a resistencia de base sexa suficientemente grande. Non se moven deseña campo eléctrico, promovendo o seu transporte activo. As cadeas de colector e emisor son substancialmente iguais, a perda non desprezable de carga causada pola recombinación na base de: I _e I = _b + I _k.

Os parámetros de transistores

1. Os factores de ganancia para a tensión U _eq / L _BE e actual: β = E _/ I _b (valor real). Xeralmente, os β coeficiente non exceda 300, pero pode alcanzar valores de 800 e por riba.
2. impedancia de entrada.
3. A frecuencia de resposta - do desempeño dos transistores ata unha frecuencia pre-determinada por enriba do cal transientes non ten tempo para o cambio do sinal aplicado.

Transistor bipolar: circuítos de conmutación, modos de operación

modos de operación difiren dependendo de como o circuíto está montado. Sinal debe ser aplicado e eliminado en dous puntos para cada caso, pero hai só tres patas. Aquí resulta que un electrodo debe ambos pertencen á entrada e saída. Polo tanto, incluír calquera transistores bipolares. do circuíto: ON, OE e Aceptar.

1. Condución con OK

O circuíto de conmutación do transistor bipolar cun colector común: o sinal é transmitido a resistencia R _G, o cal tamén está incluído no circuíto do colector. Unha conexión deste tipo se refire como un en colector común.

Esta opción só crea unha ganancia de corrente. A vantaxe do seguidor de emisor é o de proporcionar un gran impedancia de entrada (10-500 ohms), que permite coordenadas conveniente fervenzas.

2. Condución con ON

O circuíto de conmutación do transistor bipolar nunha base común: sinal de entrada a través da C ₁ e despois de amplificación é eliminada na saída do circuíto do colector, en que o electrodo de base é compartida. Neste caso, unha ganancia de tensión é semellante a traballar co MA.

A desvantaxe é unha pequena impedancia de entrada (30-100 ohms), eo circuíto con en e utilizado como un oscilador.

3. Diagrama con MA

En moitas formas de realización, cando os transistores bipolares son utilizados, na maior parte circuítos de conmutación feita cun emisor común. A tensión de alimentación é alimentada a través dunha resistencia de carga R _L, e un emisor conectado ao polo negativo dunha fonte de alimentación externa.

signo CA na terminal de entrada entra os electrodos emisores e de bases (V _en), e pasa a ser maior en magnitude (V _CE) no circuíto do colector. Os elementos do circuíto básicos: un transistor, unha resistencia R _L ea saída do circuíto de amplificador con unha fonte de alimentación externa. Auxiliar: _un condensador C, que impide o paso da corrente directa no circuíto de alimentación do sinal de entrada, e unha resistencia _R1, a través da cal o transistor é aberta.

A tensión de colector do circuíto de transistor ea saída da resistencia R _L xuntos magnitude igual _{EMF: V = CC I C R L} + V CE.

Así, _{V, no} pequeno sinal de entrada é determinada pola variación de enerxía de CC para CA transistor cruce de SAA controlado. O esquema proporciona un aumento na entrada de corrente 20-100 veces, ea tensión de - en 10-200 veces. Deste xeito, a potencia tamén aumenta.

Falta esquema: unha pequena resistencia de entrada (500-1000 ohms). Por este motivo, existen problemas na formación de fases de amplificación. A resistencia de saída é 2-20 ohms.

Estes diagramas mostran como o transistor bipolar. Se non tomar medidas adicionais no seu rendemento será fortemente afectada por influencias externas, tales como superenriquecido e sinal de frecuencia. Ademais, o aterramento emisor crea distorsión harmónica na saída. Para mellorar a fiabilidade, o circuíto é opinións conectados, filtros, e así por diante. N. Neste caso, a ganancia é reducida, pero o dispositivo faise máis eficiente.

modos de operación

A función do transistor afecta o valor da tensión conectado. Todos os modos poden ser mostrado ser aplicada circuíto do transistor bipolar indicado anteriormente cun emisor común.

1. O modo de corte

Este modo é creado cando o V _BE voltaxe diminúe a 0,7 V. Neste caso, a unión emisor é pechado eo colector de corrente está ausente, xa que non hai electróns libres na base. Así, os bloques de transistor.

2. Modo Activo

Unha tensión é aplicada a base, a cal é suficiente para abrir o transistor, hai unha pequena corrente de entrada e un aumento da produción en función a magnitude de ganancia. A continuación, o transistor funcionará como un amplificador.

3. Modo de saturación

El difire do modo activo de xeito que o transistor está totalmente aberta, ea corrente de colector alcanza o valor máximo posible. O seu aumento só pode ser conseguida alterando a forza electromotriz aplicada ou carga no circuíto de saída. Ao cambiar colector de corrente de base non cambia. réxime de saturación caracterizado polo feito de que o transistor é moi aberto, e aquí que serve como un interruptor está conectado. Esquemas de transistores bipolares, combinando os modos de corte e saturación permiten crear as súas chaves electrónicas.

Todos os modos de operación dependerá da natureza das características de saída mostradas sobre o gráfico.

Poden demostrar, de ser montado diagrama de cableado do transistor bipolar con OE.

Se pór no eixe vertical e os segmentos horizontais representan a corrente de colector máxima ea cantidade de tensión de alimentación V _CC, e logo, conectar os extremos a outro, obter unha liña de carga (vermello). É descrito pola seguinte _{fórmula: I C = (V CC -} V CE) / R C. A partir da figura que segue que o punto de operación que determina a corrente de colector I _C ea tensión V _CE, será desprazado ao longo da liña de carga de abaixo co aumento da corrente de base I _B.

Zona V _CE entre o eixo ea primeira característica de saída (sombreado) onde _B = 0 caracteriza o modo de corte. Neste sentido inverso I _C actual é insignificante eo transistor está pechado.

A característica máis elevada no punto A cruza a liña de carga, tras o que, co _aumento adicional _de corrente de colector I non cambiou. área de saturación no gráfico representa a área sombreada entre o eixe I _C ea característica máis íngreme.

Como é que o transistor en modos diferentes?

O transistor opera con sinais de variables ou constantes proporcionados ao circuíto de entrada.

Transistor bipolar: conmutación de circuítos, poder

Principalmente transistor serve como un amplificador. O sinal de entrada alterna provoca que un cambio na súa corrente de saída. Pode aplicar o esquema con OK ou coa mala. No circuíto de saída para o sinal de carga necesaria. Normalmente, utilizan un resistor montado no circuíto de saída do colector. Adecuadamente seleccionada, o valor da tensión de saída é significativamente maior que a entrada.

traballo amplificador ben ilustrado nos diagramas de temporización.

Cando os sinais de impulso convertido, un modo é o mesmo que o descrito para o sinusoidal. Calidade converténdose os compoñentes armónicos determinado polas características de transistores de frecuencia.

Traballo en modo de conmutación

cambiar de transistor son deseñados para conexións de conmutación non contacto en circuítos eléctricos. O principio é o cambio gradual na resistencia do transistor. Tipo Bipolar é ben axeitado para as necesidades do dispositivo clave.

conclusión

elementos semicondutores utilizados en circuítos para converter os sinais eléctricos. clasificación versátil e gran permiten ampla utilización de transistores bipolares. circuítos de conmutación determinar as súas funcións e modos de operación. Moi depende das características.

O principal circuíto de conmutación de transistores bipolares amplificar, converter e xerar sinais de entrada, e cambiar circuítos.