Osam jednostavnih tranzistorskih kola za početnike radio entuzijaste. Za početnike - tranzistori

Tranzistori su u srcu većine elektronskih uređaja. Može biti u obliku zasebnih radio komponenti ili kao dio mikrokola. Čak i najsloženiji mikroprocesor sastoji se od velikog broja sićušnih tranzistora čvrsto upakiranih u njegov moćni kristal.

Tranzistori su različiti. Dvije glavne grupe su bipolarne i poljske. Bipolarni tranzistor je prikazan na dijagramu, kao što je prikazano na slici 1. Ima prednju (p-p-p) i reverznu (p-p-p) provodljivost. Struktura tranzistora i fizički procesi koji se u njemu odvijaju proučavaju se u školi, tako da ovdje nećemo govoriti o tome - da tako kažem, bliže praksi. U suštini razlika je u tome p-p-p tranzistori spojeni tako da njihov emiter prima potencijal pozitivnog napona, a kolektor negativni napon. Za tranzistore n-p -p - sve je obrnuto, negativan potencijal se daje emiteru, a pozitivan potencijal kolektoru.

Zašto vam treba tranzistor? Uglavnom se koristi za pojačavanje struje, signala i napona. A pojačanje se događa zbog izvora napajanja. Pokušaću da objasnim princip rada „na prstima“. Auto ima vakumski pojačivač kočnice. Kada vozač pritisne papučicu kočnice, njena membrana se pomera i otvara se ventil kroz koji motor automobila usisava ovu membranu, dodajući joj silu. Kao rezultat toga, slab pritisak na papučicu kočnice dovodi do jake sile na kočionim pločicama. A dodavanje sile nastaje zbog snage motora u radu mašine.

Slično je i sa tranzistorom. Na bazu se dovodi slaba struja (slika 2). Pod uticajem ove struje povećava se provodljivost kolektor-emiter i kroz kolektor teče mnogo jača struja koja dolazi iz izvora napajanja. Kako se slaba bazna struja mijenja, tako se mijenja i jaka kolektorska struja. U idealnom slučaju, graf struje kolektora izgleda kao uvećana kopija grafa osnovne struje.

Ova razlika između slabe bazne struje i jake kolektorske struje naziva se pojačanje struje tranzistora i označava se I21e. Definira se na sljedeći način: h21e = Ik /I6 (struja kolektora podijeljena sa baznom strujom). Što je ovaj parametar veći, to su bolje karakteristike pojačanja tranzistora.

Ali ovo je sve idealno. Zapravo, ovisnost struje kolektora od baznog napona nije tako linearna. Treba zapamtiti BAX dioda, gdje je na samom dnu trenutnih karakteristika vrlo mala, a počinje naglo rasti kada napon dostigne određenu vrijednost. Budući da je tranzistor baziran na istim fizičkim procesima, i ovdje postoji sličan „defekt“.

Ako sklopimo kolo pojačala prikazano na slici 3 i govorimo u mikrofon, u zvučniku neće biti zvuka. Budući da je napon na mikrofonu vrlo nizak, on je ispod praga otvaranja tranzistora. Ne samo da ovdje neće doći do pojačanja, već će, naprotiv, doći do slabljenja signala.

Da bi tranzistor radio kao pojačalo, potrebno je povećati napon na njegovoj bazi. To se može postići nekako povećanjem napona na izlazu mikrofona. Ali tada se gubi smisao pojačala. Ili trebate varati i primijeniti konstantan napon na bazu tranzistora (slika 4) kroz otpornik, tako da se tranzistor lagano otvori. I primijenite slab naizmjenični napon na bazu ovog tranzistora kroz kondenzator. Sada je najvažnije da će se slab naizmjenični napon kombinirati s konstantnim naponom na bazi. Napon na bazi će se vremenom mijenjati sa slabim naizmjeničnim naponom. Ali pošto je konstantni napon pomerio radnu tačku tranzistora na strmi linearni deo karakteristike, dolazi do pojačanja.

Jednostavno rečeno, slab napon nije imao snage da otvori tranzistor, a mi smo dodali konstantni napon da mu pomogne, koji je malo otvorio tranzistor. Još jednostavnije (opet s vodom), recimo da postoji šraf koji je čvrsto uvrnut, a dijete ga ne može okrenuti. Ali tata može lagano otvoriti ovaj vijak okretanjem u blago otvoren položaj, u kojem se lako okreće. Sada dijete može regulirati pritisak vode u određenim granicama. Ovdje je dijete slab naizmjenični napon, a otac je konstantni napon koji se preko otpornika primjenjuje na bazu tranzistora.

Konstantni napon koji se primjenjuje na bazu tranzistora kako bi se njegov radni način pomjerio u područje sa strmijom i linearnijom karakteristikom naziva se prednapon. Promjenom ovog napona možemo čak podesiti pojačanje stepena pojačala.

Ali tranzistori se ne koriste uvijek sa prednaponom. Na primjer, u stupnjevima pojačanja predajnika, prednapon se možda neće primijeniti na baze tranzistora, jer je amplituda ulaznog naizmjeničnog napona sasvim dovoljna da "pokrene" tranzistor.

A ako se tranzistor koristi ne kao pojačalo, već kao prekidač, tada se napon prednapona također ne dovodi na bazu. Jednostavno, kada ključ treba zatvoriti, napon na bazi je nula, a kada bi trebao biti otvoren, na bazu se dovodi dovoljan napon da se tranzistor otvori. Ovo se obično koristi u digitalnoj elektronici, gdje postoje samo nule (nema napona) i jedinice (prisutan napon) i nema vrijednosti između.

Slika 5 pokazuje praktična šema kako napraviti kompjuterski zvučnik od radio zvučnika. Potreban vam je jednostavan jednoprogramski zvučnik sa samo jednim utikačem za povezivanje na radio mrežu (višeprogramski zvučnik ima drugi utikač za električnu mrežu). Nema potrebe za bilo kakvim promjenama u krugu zvučnika. Povezuje se na kolektor tranzistora na isti način kao i na radio mrežu.

Unutar jednoprogramskog zvučnika nalazi se zvučnik, varijabilni otpornik za podešavanje jačine zvuka i transformator. Sve ovo je potrebno i ostaje. Kada otvorite kućište zvučnika, zalemite kolektor tranzistora i plus napajanja na mjesta na koja su zalemljeni njegova žica i utikač. Sama žica se može ukloniti.

Za povezivanje sa računarom potrebna vam je oklopljena žica sa odgovarajućim utikačem na kraju. Ili obična dvožična žica. Ako je žica zaštićena, spojite pletenicu na emiter tranzistora, a središnju jezgru na kondenzator C1.

Signal sa zvučne kartice računara se dovodi preko utikača u kondenzator C1. Napon napajanja se napaja iz mrežnog napajanja. Najbolji izbor je napajanje od igraće konzole do TV-a, kao što je “Dandy” ili “Kanga”. Općenito, bilo koje napajanje s izlaznim naponom iz 7V do 12V. Da biste se priključili na napajanje, trebat će vam odgovarajuća utičnica koja se mora instalirati na kućište zvučnika tako što ćete izbušiti rupu za njega. Iako, naravno, možete lemiti žice iz napajanja direktno u krug. Prilikom povezivanja izvora napajanja, morate se pridržavati polariteta. Diode VD 1 u principu nije potreban, ali štiti krug od kvara ako pobrkate plus s minusom napajanja. Bez toga, ako je napajanje pogrešno spojeno, tranzistor se može spaliti, ali s diodom, ako su polovi napajanja pomiješani, krug se jednostavno neće uključiti.

Tranzistor KT315 je u pravougaonom kućištu koje ima kosinu na jednoj strani (prikazano na slici). Sada, ako ga okrenete od sebe sa ovim kosom, i vodi gore, onda će postojati baza na lijevoj strani, emiter na desnoj strani i kolektor u sredini. KT315 tranzistor sa bilo kojim slovom će odgovarati (KT315A, KT315B...). Tranzistor mora biti ispravno zalemljen, bez miješanja njegovih terminala. Ako pogriješite i uključite struju, može umrijeti. Stoga, nakon što ste sve zalemili, nemojte biti lijeni da tri puta provjerite ispravnost instalacije, da li su terminali tranzistora, kondenzatora i diode ispravno zalemljeni. I tek kada ste 100% sigurni, uključite ga.

Diode VD 1 tip KD209. Na njemu je označena anoda. Možete instalirati drugu diodu, npr. 1N 4004 ili neki drugi. Ako diodu zalemite pogrešno, krug neće raditi

neće biti. Dakle, ako je sve uključeno, ali ne radi, počnite tako što ćete provjeriti je li dioda ispravno spojena.

Još nekoliko razloga zašto shema možda neće funkcionirati:

Napajanje nije ispravno priključeno.

Nema signala na izlazu računara ili je jačina zvuka smanjena ili isključena podešavanjem u računarskom programu.

Kontrola jačine zvučnika je u minimalnom položaju.

Kondenzatori - elektrolitski, za napon ne manji 12V. Naši K50-16, K50-35 ili uvezeni analozi će poslužiti. Treba napomenuti da naši kondenzatori imaju znak plus na tijelu u blizini pozitivnog terminala, dok uvozni imaju znak minus ili široku okomitu traku u blizini negativnog terminala. Umjesto kondenzatora od 10 µF, možete odabrati bilo koju kapacitivnost od 2 µF do 20 µF. Umjesto kondenzatora od 100 µF, poslužit će kondenzator bilo kojeg kapaciteta od najmanje 100 µF.

Slika ispod dijagrama prikazuje dijagram ožičenja, gdje su tačke lemljenja označene tačkama. Nemojte brkati mjesta lemljenja sa ukrštanjem žica. Instalacija se vrši na šarke, koristeći dijelove kablova i kabelskih svežnja. Preporučljivo je smjestiti cijeli krug unutar kućišta zvučnika (tu obično ima dosta prostora).

Ako sve radi, ali ima mnogo buke, to znači da ste pomiješali žice koje idu zvučna kartica. Zamijenite ih.

Kolo NE treba da se napaja iz napajanja računara!

Za stereo opciju, možete napraviti dva zvučnika, kombinujući ulaze u jedan stereo kabl za povezivanje sa zvučnom karticom, i napajati oba zvučnika iz istog izvora napajanja.

Naravno, sa jednom tranzistorskom kaskadom, zvučnik će zvučati tiho, ali dovoljno za slušanje u maloj prostoriji. Jačina zvuka se može podesiti ili pomoću kompjuterskog regulatora ili pomoću dugmeta koje se nalazi na zvučniku.

Andreev S.

Dobar dan dragi radio amateri!
Dobrodošli na web stranicu ““

U ovoj lekciji Škole za početnike radio amatere nastavićemo da učimo poluprovodnici. U prošloj lekciji koju smo pogledali diode, a u ovoj lekciji ćemo razmotriti složeniji poluvodički element - tranzistori.

Tranzistor je složenija poluvodička struktura od dioda. Sastoji se od tri sloja silicijuma (postoje i germanijumski tranzistori) različite provodljivosti. To mogu biti n-p-n ili p-n-p strukture. Funkcioniranje tranzistora, kao i dioda, zasniva se na svojstvima p-n spojeva.

Centralni ili srednji sloj se naziva baza(B), a druga dva, respektivno - emiter(E) i kolekcionar(TO). Treba napomenuti da ne postoji značajna razlika između ova dva tipa tranzistora, a mnoga kola se mogu sklopiti sa jednim ili drugim tipom, sve dok se poštuje odgovarajući polaritet napajanja. Slika ispod je dijagram tranzistora, pnp tranzistor se razlikuje od tranzistora n-p-n smjer strelice emitera:

Postoje dvije glavne vrste tranzistora: bipolarni I unipolarni, koji se razlikuju u karakteristike dizajna. Unutar svake vrste postoji mnogo varijanti. Glavna razlika između ova dva tipa tranzistora je u tome što se procesi koji se dešavaju tokom rada uređaja u bipolarnom tranzistoru kontrolišu ulaznom strujom, au unipolarnom tranzistoru ulaznim naponom.

Bipolarni tranzistori, kao što je gore spomenuto, su slojevita torta od tri sloja. U pojednostavljenom obliku, tranzistor se može predstaviti kao dvije leđne diode:

(treba napomenuti da je spoj baza-emiter obična zener dioda, čiji je stabilizacijski napon 7...10 volti). Zdravlje tranzistora može se provjeriti na isti način kao i zdravlje diode, običnim ommetrom, mjereći otpor između njegovih terminala. Prijelazi slični onima koji se nalaze u diodi postoje u tranzistoru između baze i kolektora, kao i između baze i emitera. U praksi se ova metoda za ispitivanje tranzistora vrlo često koristi. Ako je ohmmetar spojen između terminala kolektora i emitera, uređaj će pokazati otvoreni krug (ako tranzistor radi), što je prirodno jer su diode spojene pozadi. To znači da se za bilo koji polaritet primijenjenog napona, jedna dioda uključuje u smjeru naprijed, a druga u obrnutom smjeru, tako da struja neće teći.

Kombinacija dva para prelaza dovodi do ispoljavanja izuzetno interesantnog svojstva tzv efekat tranzistora. Ako se na tranzistor dovede napon između kolektora i emitera, struje praktično neće biti (kao što je već spomenuto). Ako spojite u skladu sa dijagramom (kao na donjoj slici), gdje se napon primjenjuje na bazu kroz granični otpor (kako ne bi oštetili tranzistor), tada će struja jača od struje baze proći kroz kolekcionar. Kako se struja baze povećava, struja kolektora će također rasti.

Pomoću mjernog uređaja možete odrediti omjer struje baze, kolektora i emitera. Ovo se može provjeriti na jednostavan način. Ako zadržite napon napajanja, na primjer, na 4,5 V, mijenjajući vrijednost otpora u osnovnom kolu sa R ​​na R/2, struja baze će se udvostručiti, a struja kolektora će se proporcionalno povećati, na primjer:

Dakle, za bilo koji napon na otporu R, struja kolektora će biti 99 puta veća od struje baze, odnosno tranzistora ima trenutni dobitak jednako 99. Drugim riječima, tranzistor pojačava struju baze za 99 puta. Ovaj koeficijent je označen slovom ? . Pojačanje je jednako omjeru struje kolektora i struje baze:

? = Ik/Ib

Izmjenični napon se također može primijeniti na bazu tranzistora. Ali, potrebno je da tranzistor radi u linearnom režimu. Za normalan rad u linearnom režimu, tranzistor mora primijeniti konstantan prednapon na bazu i napajati naizmjenični napon koji će pojačati. Na taj način tranzistori pojačavaju slabe napone koji dolaze iz, na primjer, mikrofona, do nivoa koji može pokrenuti zvučnik. Ako pojačanje nije dovoljno, možete koristiti nekoliko tranzistora ili njihovih serijskih stupnjeva. Kako se ne bi narušili jednosmjerni režimi rada svakog od njih (koji osiguravaju linearnost) pri povezivanju kaskada, koriste se razdjelni kondenzatori. Bipolarni tranzistori imaju električne karakteristike, pružajući im određene prednosti u odnosu na druge komponente pojačanja.

Kao što već znamo, postoje i (osim bipolarnih) i unipolarni tranzistori. Pogledajmo ukratko dva od njih - polje I jednospojni tranzistori. Poput bipolarnih, dolaze u dvije vrste i imaju tri terminala:

Elektrode tranzistora sa efektom polja su: kapija- Z, odvod– C, što odgovara kolektoru i izvor– I, identifikovan sa emiterom. N- i p-kanalni tranzistori sa efektom polja razlikuju se u smjeru strelice na kapiji. Jednospojni tranzistori, koji se ponekad nazivaju i dvobazne diode, primarno se koriste u krugovima generatora impulsnog periodičnog signala.

Postoje tri osnovna kola za povezivanje tranzistora u stepenu pojačala:

? zajednički emiter(A)

? sa zajedničkim kolektorom(b)

? sa zajedničkom bazom(V)

Bipolarni tranzistor povezan u kolo zajedničkog emitera, u zavisnosti od izlaznog otpora izvora napajanja R1 i otpora opterećenja Rn, pojačava ulazni signal i napon i struju. Pojačanje bipolarnog tranzistora se označava kao h21e(čitaj: pepeo-dva-jedan-e, gde je e kolo sa zajedničkim emiterom), a različito je za svaki tranzistor. Vrijednost koeficijenta h21e (njegovo puno ime je statički bazni koeficijent prijenosa struje h21e) zavisi samo od debljine baze tranzistora (ne može se mijenjati) i od napona između kolektora i emitera, stoga je pri niskom naponu (manjem od 20 V) njegov koeficijent prijenosa struje pri bilo kojoj struji kolektora praktički nepromijenjen i blago raste sa povećanjem napona kolektora.

Trenutni dobitak – Kus.i I pojačanje napona – Kus.u bipolarni tranzistor spojen u kolo sa zajedničkim emiterom ovisi o omjeru otpora opterećenja (na dijagramu označen kao Rn) i izvora signala (na dijagramu označen kao R1). Ako je otpor izvora signala h21e puta manji od otpora opterećenja, tada je pojačanje napona nešto manje od jedinice (0,95...0,99), a strujno pojačanje je jednako h21e. Kada je otpor izvora signala veći od h21e puta manji od otpora opterećenja, tada pojačanje struje ostaje nepromijenjeno (jednako h21e), a pojačanje napona se smanjuje. Ako se, naprotiv, smanji ulazni otpor, tada pojačanje napona postaje veće od jedinice, a strujni dobitak, dok ograničava struju koja teče kroz spoj baza-emiter tranzistora, se ne mijenja. Kolo zajedničkog emitera je jedino kolo bipolarnog tranzistora koje zahtijeva ograničavanje ulazne (kontrolne) struje. Može se izvući nekoliko zaključaka:– struja baze tranzistora mora biti ograničena, inače će ili tranzistor ili kolo koje ga kontrolira će izgorjeti; – pomoću tranzistora spojenog prema OE krugu, vrlo je lako kontrolirati visokonaponsko opterećenje s niskonaponskim izvorom signala. Značajna struja teče kroz bazu, a samim tim i kolektorske spojeve na naponu baza-emiter od samo 0,8...1,5 V. Ako je amplituda (napon) veća od ove vrijednosti, potrebno je postaviti otpornik koji ograničava struju ( R1) između baze tranzistora i izlaza upravljačkog kruga. Njegov otpor se može izračunati pomoću formula:

Ir1=Irn/h21e R1=Ukontrola/Ir1 gdje:

Irn– struja kroz opterećenje, A; Ucontrol– napon izvora signala, V; R1– otpor otpornika, Ohm.

Još jedna karakteristika OE kola je da se pad napona na spoju kolektor-emiter tranzistora može praktično smanjiti na nulu. Ali za to je potrebno značajno povećati osnovnu struju, što nije baš isplativo. Stoga se ovaj način rada tranzistora koristi samo u impulsnim digitalnim kolima.

Tranzistor, rade u krugu pojačala analogni signal , treba da obezbedi približno isto pojačanje signala sa različitim amplitudama u odnosu na neki „prosečan“ napon. Da biste to učinili, morate ga malo "otvoriti", pokušavajući ne "pretjerati". Kao što možete vidjeti sa slike ispod (lijevo):

Struja kolektora i pad napona na tranzistoru s postepenim povećanjem struje baze u početku se gotovo mijenjaju linearno, pa tek onda, sa početkom saturation tranzistora, pritisnuti su na osi grafa. Nas zanimaju samo ravni dijelovi vodova (prije zasićenja) - očigledno, oni simboliziraju linearno pojačanje signala, odnosno kada se kontrolna struja promijeni nekoliko puta, struja kolektora (napon u opterećenju) će se promijeniti za isti iznos.

Analogni valni oblik je prikazan na gornjoj slici (desno). Kao što se može vidjeti iz grafikona, amplituda signala konstantno pulsira u odnosu na određeni prosječni napon Uav, i može se povećati ili smanjiti. Ali bipolarni tranzistor reagira samo na povećanje ulaznog napona (ili bolje rečeno struje). Zaključak: morate biti sigurni da je tranzistor malo otvoren čak i pri minimalnoj amplitudi ulaznog signala. Sa prosječnom amplitudom Uav otvorit će se malo više, a sa maksimalnom Umaxom će se otvoriti što je više moguće. Ali u isto vrijeme, ne bi trebao ući u način zasićenja (vidi sliku iznad) - u ovom načinu rada izlazna struja prestaje linearno ovisiti o ulaznoj struji, zbog čega dolazi do ozbiljnog izobličenja signala.

Pogledajmo ponovo oblik analognog signala. Budući da su i maksimalne i minimalne amplitude ulaznog signala u odnosu na prosjek približno iste veličine (i suprotne po predznaku), moramo primijeniti takvu jednosmjernu struju (pristrasna struja - Icm) na bazu tranzistora tako da pri "prosječnom" naponu na ulazu tranzistor je otvoren tačno do pola. Zatim, kada se ulazna struja smanji, tranzistor će se zatvoriti i kolektorska struja će se smanjiti, a kada se ulazna struja poveća, otvorit će se još više.

Tranzistori sa efektom polja u praksi radio-amatera početnika

Ovaj članak je namijenjen rubrici “Radioamateri početnici”. Mnogo prije nego što se članak V. Andryushkevicha "Mjerni parametri tranzistora sa efektom polja" pojavio u Radio magazinu br. 9 – 2007, vodeći se istim principima i ciljevima, napravio sam uređaj sličan onome opisanom u članku, ali, po mom mišljenju , mnogo jednostavnije u dizajnu kola i tehnološki. Mislim da će početnici radio-amateri ovo cijeniti. S druge strane, uređaj V. Andryushkevicha je precizniji i svestraniji, kreiran na modernijoj bazi elemenata, sa dobrim ergonomskim svojstvima, ukratko - višeg nivoa.

Svojevremeno se autor suočio sa problemom odabira uobičajenih tranzistora sa efektom polja (FET) za ugradnju u specifična kola pojačala, sljedbenika izvora, miksera itd. Koristeći poznata standardna kola za mjerenje parametara FET-a i, uvjerivši se u veliki raspršivanje vrijednosti mjerenih parametara, odlučeno je sastaviti najjednostavniji kombinirani uređaj za mjerenje parametara koji se najčešće koriste u radioamaterskoj praksi: struja odvoda, prekidni napon, nagib.

Prvo, malo teorije. Predstavljen je samo za dalju praktičnu primjenu i razumijevanje rada uređaja, i ništa više. Stoga su fizika rada PT i neke teorijske odredbe izostavljene. Naglašen je praktični aspekt primijenjenih odredbi. Nadam se da će za početnike radio-amatere kratki opis rada uređaja biti koristan i primjenjiv u stvaranju pravog dizajna.

Prijenosna (kontrolna) karakteristika tranzistora s efektom polja sa menadžer p-n– tranzicija.

Na slici ispod je prikazano kolo za mjerenje struje odvoda tranzistora sa efektom polja. U notaciji: kapija - z, odvod - s, izvor - i. Pored struje odvoda, najvažnija karakteristika PT-a je napon prekida Uots. Ovo je napon između gejta i izvora (Uzi), pri kojem je struja drena skoro 0, iako se obično uzima na 10 μA.

Ako je Uzi jednak 0, tada će DC odvodna struja biti maksimalna i naziva se struja zasićenja, ili struja potpunog otvorenog kanala, ili početna struja odvoda. Označeno Is.početak. (ponekad Is.o).

Ako se na PT kapiju dovede prednapon (također poznat kao Uzi, na slici 1) to je baterija od 1,5 V i reflektuje Uots na apscisi, a Is.init na ordinati. i druge vrijednosti struje odvoda pri različitim Uzi (pomacima), tada možete izgraditi krivulju tzv strujno-naponska karakteristika PT. Dakle, kao što se može vidjeti iz grafikona, Ic ovisi o vrijednosti Uots.

Određivanje nagiba karakteristike (S) po sklopljeno kolo(slika 1) se izvodi prema formuli:

S = Is.start – Is/Uz., gdje je Ic odabrana optimalna struja odvoda na kojoj će PT raditi.

Na svom ravnom dijelu, koji Uvijek nalazi se na grafu od 0 do vrijednosti Uots./2 i poziva se kvadratni, odaberite struju odvoda Ic, pri kojoj će PT raditi najefikasnije i neće unositi nelinearne distorzije u rad standardnog kruga linearnog pojačala (slika 3). Obično je ovo pola kvadratnog presjeka: Uref./2, tada će Uzi biti približno jednak Uref./4.

U praksi, Uzi je jednak padu napona na Rn (Un). Odnosno, možete odabrati optimalnu struju Ic sa krive S, a zatim odrediti Uzi (postoje odgovarajući grafikoni u referentnim knjigama - ovisnost S od Ic i od Uzi, i obrnuto). Zatim, prema Ohmovom zakonu, odredite Rn, koji se mora postaviti u izvorni krug PT linearnog pojačala. Pretpostavimo da je izabran Ic = 6mA, a iz podataka o S-karakteristici Uzi = Un = 0,7 v. Tada je Rn = Un/Is = 0,7 v/0,006 A = 116 Ohm.

Druga opcija je moguća: saznati iz karakteristika ili mjerenja Uot-a. možete odrediti Uzi (=1/4 Uots.), a zatim, koristeći graf S, odrediti Ic, a zatim vrijednost Rn.

U radnom DC pojačalu možete izmjeriti Un (pad napona na Rn) bez odlemljenja i, znajući nominalnu vrijednost Rn iz kola, izračunati Ic. Na primjer, Ic = Un/Rn = 0,7 v/116 Ohm = 0,006 A (6 mA). Upoređujući dobijene podatke sa podacima, moguće je odabrati Rn za optimalni Ic.

Određivanje Uots-a. možda prema dijagramu na slici 4.

Pošto Ic zavisi od Uzi-a, S-karakteristika se može promeniti (pomerati). Takođe se menja kada je PT izložen temperaturi okoline. Da biste došli do termostabilne tačke, izaberite Uzi = Uots. – 0,63v. U praksi, za stvarne PT pri fiksnom Uzi, Ic varira od 0,1 do 0,5 mA (u referentnoj literaturi postoje odgovarajući grafikoni ove karakteristike prenosa).

Na strujno-naponskim karakteristikama DC, Usi je u rasponu do Usi.us. – napon zasićenja drejn-izvor, i obično ne prelazi 2v (za KP303, a ponekad i više za druge PT). Ova karakteristika se zove slobodan dan.

Dijagram i rad uređaja.

Stvarno kolo uređaja za mjerenje PT parametara ne razlikuje se od navedenih sklopova za mjerenje Ic i Uots. Samo što je uređaj postao univerzalniji, neka vrsta stalka za mjerenje PT parametara.

Kada je Ic poznat (poželjan, optimalan, iz priručnika), prvo se određuje Ic.inicial. Da biste to uradili, podesite tip PT kanala pomoću prekidača SA2 i SA3 (“n – p kanal”), a prekidač SA4 (“Parametar”) je postavljen na poziciju “Is.start”. Mikroampermetar (multimetar) je spojen na XT2 terminale. Nakon što ste povezali PT na traku sa XT4 terminalima, uključite uređaj, pritisnite dugme SB1 „Merenje“ i očitajte Is.start.

Zatim se Ic određuje pomicanjem prekidača SA4 u položaj “Ic”. Sa ovim otpornikom R2 (“Set Uzi”) mijenjaju (na skali ovog otpornika) Uot. od vrijednosti pri kojoj će struja odvoda biti minimalna (oko 10 μA) do vrijednosti blizu ¼Uots. Mikroampermetar će pokazati Ic: zajedno sa vrijednošću Uzi na grafikonu, oni čine tačku na kvadratnom dijelu krive. Zatim se izračunava nagib karakteristike (S) PT:

S = Ic.init - Ic/Uzi, gdje je Uzi =1/4Uots (empirijski odabran omjer).

Prvo možete odrediti Uots. (prekidač SA4 u odgovarajućoj poziciji), podijelite ovu vrijednost sa 4, dobijajući Uzi, a nakon toga Ic prema rasporedu.

Prilikom mjerenja Uots. (kada je multimetar spojen na stezaljke voltmetra), važno je, ako koristite isti multimetar, da ne zaboravite spojiti terminale mili(mikro)ampermetra XT2 sa kratkospojnikom S1.

Usi je obično jednak 10 v. Možete ga promijeniti u uređaju, jer priručnike ponekad daju grafikone strujno-naponskih karakteristika na drugim naponima. Isto se može reći i za Uzi - njegova vrijednost se može mijenjati. U ove svrhe koriste se podesivi stabilizatori pozitivnog i negativnog napona koji se koriste za napajanje DC odvodnog kruga od 2 do 15 v, a kruga gejta od 0 do -5 v. Ponekad, prilikom mjerenja parametara FET-a 2 kapije, potrebno je primijeniti pozitivan napon na drugi gejt. U tu svrhu uređaj ima prekidač SA2.2, koji mijenja polaritet napona primljenog od stabilizatora prednapona na suprotan. Zapravo, ovo je jedini razlog zašto ovaj prekidač nije kombinovan sa prekidačem tipa kanala. Terminal “K” na XT4 traci može se koristiti (ili dodatno instalirati još jedan) za povezivanje drugog gejta, povezujući ga sa izlazom stabilizatora prednapona (nije prikazan na dijagramu).

Regulatore napona treba kalibrirati - tada nema potrebe za korištenjem dodatnih terminala i instrumenata za mjerenje Usi i Uzi. Kako se sonde multimetra ne bi mijenjale tokom mjerenja, terminali XT2 i XT3 su povezani u krug preko odgovarajućih diodnih mostova, a polaritet napona napajanja se mijenja pomoću prekidača SA2. Same vrijednosti napona treba postaviti kako je dato u referentnim knjigama.

Često možete čuti o opasnosti od oštećenja PT-a. statički elektricitet inducirano iz napajanja putem napajanja (također iz lemilice, iz ruku, odjeće, itd.). Naravno, optimalno je napajati uređaj iz Krone i AA elementa, dok je rizik od oštećenja PT mrežnom statikom minimalan. A ako su naponi naznačenih baterija dovoljni za mjerenje istosmjerne struje male snage, onda je to ono što treba učiniti - umetnite ove dvije baterije u uređaj. S druge strane, moje praktično iskustvo sa proizvedenim uređajem nikada nije dovelo do oštećenja PT-a. Očigledno, tome su doprinijela određena svojstva dizajna i usklađenost s uobičajenim pravilima pri radu s tranzistorima s efektom polja. Transformator T1 koristi teflonsku izolaciju između namotaja; Inače, transformator koji je najpristupačniji i najprikladniji za ovaj uređaj u smislu napona na sekundarnim namotajima je TVK-70L2.

Najjednostavnije pravilo je da PT terminali prije i kada su spojeni na terminale uređaja uvijek moraju biti kratko spojeni (nekoliko zavoja mekane kalajisane tanke žice oko terminala na bazi tranzistora). Prilikom mjerenja, žica se prirodno uklanja.

Uređaj je montiran u kućište starog AVO-63, gdje je bilo moguće postaviti napajanje i koristiti standardnu ​​pokazivačku mjernu glavu. Izgled Uređaj je prikazan na slici 6. Terminali testiranog PT-a su povezani na konektor na kraju kratkog kabla iz napajanja personalnog računara.

U zaključku, treba napomenuti da gornji dijagram nije dogma, a kada se implementira u pravi uređaj za radio amatera, postoji čitavo polje mogućnosti i opcija za promjenu sklopa i dizajna.

Vasilij Kononenko (RA0CCN).

Tranzistor se, kao i dioda, zasniva na p-n fenomen tranzicija. Oni koji žele mogu osvježiti sjećanje na fiziku procesa koji se u njemu odvijaju ili.

Potrebna objašnjenja su data, da pređemo na stvar.

Tranzistori. Definicija i istorija

Tranzistor- elektronički poluvodički uređaj u kojem se strujom u krugu od dvije elektrode kontrolira treća elektroda. (transistors.ru)

Vrlo brzo su tranzistori zamijenili vakuumske cijevi u raznim elektronskim uređajima. S tim u vezi, povećana je pouzdanost takvih uređaja, a njihova veličina se značajno smanjila. I do danas, bez obzira na to koliko je "sofisticiran" mikro krug, još uvijek sadrži mnogo tranzistora (kao i diode, kondenzatore, otpornike, itd.). Samo vrlo male.

Inače, u početku su „tranzistori“ bili otpornici čiji se otpor mogao mijenjati količinom primijenjenog napona. Ako zanemarimo fiziku procesa, onda se moderni tranzistor može predstaviti i kao otpor koji ovisi o signalu koji mu se dovodi.

Koja je razlika između tranzistora s efektom polja i bipolarnih tranzistora? Odgovor leži u samim njihovim imenima. U bipolarnom tranzistoru prijenos naboja uključuje I elektroni, I rupe („bis” - dva puta). I na terenu (aka unipolarni) - ili elektroni, ili rupe.

Također, ove vrste tranzistora se razlikuju po područjima primjene. Bipolarni se koriste uglavnom u analognoj tehnologiji, a terenski - u digitalnoj tehnologiji.

I na kraju: glavno područje primjene bilo kojeg tranzistora- jačanje slabog signala zbog dodatnog izvora napajanja.

Bipolarni tranzistor. Princip rada. Glavne karakteristike

Prije nego što razmotrimo fiziku rada tranzistora, hajde da opišemo opći problem.


To je kako slijedi: jaka struja teče između emitera i kolektora ( struja kolektora), a između emitera i baze postoji slaba kontrolna struja ( bazna struja). Struja kolektora će se mijenjati ovisno o promjeni struje baze. Zašto?
Razmotrimo p-n spojeve tranzistora. Postoje dva od njih: emiter-baza (EB) i baza-kolektor (BC). U aktivnom načinu rada tranzistora, prvi od njih je povezan s prednagibom, a drugi s obrnutom pristranošću. Šta se dešava na p-n spojevima? Radi veće sigurnosti, razmotrit ćemo n-p-n tranzistor. Za p-n-p sve je slično, samo riječ "elektroni" treba zamijeniti s "rupe".

Budući da je EB spoj otvoren, elektroni lako „pretrčavaju“ na bazu. Tamo se djelimično rekombinuju sa rupama, ali O Većina njih, zbog male debljine baze i niskog dopinga, uspijeva doći do prijelaza baza-kolektor. Što je, kao što se sjećamo, obrnuto pristrasno. A budući da su elektroni u bazi manjinski nosioci naboja, električno polje prijelaza im pomaže da ga savladaju. Dakle, struja kolektora je samo nešto manja od struje emitera. Sada pazi na ruke. Ako povećate osnovnu struju, EB spoj će se više otvoriti i više elektrona može kliznuti između emitera i kolektora. A budući da je struja kolektora u početku veća od struje baze, ova promjena će biti vrlo, vrlo primjetna. dakle, slab signal primljen na bazi će biti pojačan. Još jednom, velika promjena struje kolektora je proporcionalan odraz male promjene struje baze.

Sjećam se da je princip rada bipolarnog tranzistora objašnjen mom kolegi iz razreda na primjeru slavine. Voda u njemu je struja kolektora, a osnovna kontrolna struja je za koliko okrećemo dugme. Mala sila (kontrolno djelovanje) je dovoljna da se poveća protok vode iz slavine.

Pored procesa koji se razmatraju, na p-n spojevima tranzistora mogu se pojaviti i brojne druge pojave. Na primjer, sa snažnim povećanjem napona na spoju baza-kolektor, množenje lavinskog naboja može početi zbog udarne jonizacije. I zajedno sa efektom tunela, ovo će prvo dovesti do električnog kvara, a zatim (sa povećanjem struje) do termičkog kvara. Međutim, do termičkog sloma u tranzistoru može doći bez električnog kvara (tj. bez povećanja napona kolektora do napona proboja). Za to će biti dovoljna jedna prekomjerna struja kroz kolektor.

Još jedan fenomen je zbog činjenice da kada se mijenjaju naponi na spoju kolektora i emitera, mijenja se njihova debljina. A ako je baza previše tanka, može doći do efekta zatvaranja (tzv. „probijanje“ baze) - veza između kolektorskog spoja i emiterskog spoja. U tom slučaju, bazna regija nestaje i tranzistor prestaje normalno raditi.

Struja kolektora tranzistora u normalnom aktivnom načinu rada tranzistora je za određeni broj puta veća od struje baze. Ovaj broj se zove strujni dobitak i jedan je od glavnih parametara tranzistora. Određeno je h21. Ako je tranzistor uključen bez opterećenja na kolektoru, tada će pri konstantnom naponu kolektor-emiter omjer struje kolektora i struje baze dati statičko pojačanje struje. Može biti jednak desetinama ili stotinama jedinica, ali vrijedi uzeti u obzir činjenicu da je u stvarnim krugovima ovaj koeficijent manji zbog činjenice da kada je opterećenje uključeno, struja kolektora prirodno se smanjuje.

Drugi važan parametar je ulazni otpor tranzistora. Prema Ohmovom zakonu, to je omjer napona između baze i emitera i kontrolne struje baze. Što je veća, to je niža bazna struja i veći je dobitak.

Treći parametar bipolarnog tranzistora je pojačanje napona. On je jednak omjeru amplitude ili efektivnih vrijednosti izlaznog (emiter-kolektor) i ulaznog (baza-emiter) naizmjeničnog napona. Budući da je prva vrijednost obično vrlo velika (jedinice i desetine volti), a druga vrlo mala (desetine volti), ovaj koeficijent može doseći desetine hiljada jedinica. Vrijedi napomenuti da svaki kontrolni signal baze ima vlastito pojačanje napona.

Tranzistori takođe imaju frekvencijski odziv, koji karakterizira sposobnost tranzistora da pojača signal čija se frekvencija približava graničnoj frekvenciji pojačanja. Činjenica je da kako se frekvencija ulaznog signala povećava, pojačanje se smanjuje. To je zbog činjenice da vrijeme nastanka glavnih fizičkih procesa (vrijeme kretanja nosača od emitera do kolektora, punjenje i pražnjenje kapacitivnih spojeva barijere) postaje srazmjerno periodu promjene ulaznog signala. . One. tranzistor jednostavno nema vremena da reaguje na promene u ulaznom signalu i u nekom trenutku jednostavno prestane da ga pojačava. Učestalost na kojoj se to dešava se naziva granica.

Takođe, parametri bipolarnog tranzistora su:

• kolektor-emiter reverzne struje
• na vrijeme
• reverzna struja kolektora
• maksimalna dozvoljena struja

Uslovno n-p-n notacija I pnp tranzistori Razlikuju se samo u smjeru strelice koja pokazuje emiter. Pokazuje kako struja teče u datom tranzistoru.

Načini rada bipolarnog tranzistora

1. Inverzni aktivni način rada. Ovdje je BC prijelaz otvoren, ali naprotiv, EB je zatvoren. Svojstva pojačanja u ovom režimu su, naravno, lošija nego ikad, pa se tranzistori u ovom režimu koriste veoma retko.
2. Način zasićenja. Oba prelaza su otvorena. U skladu s tim, glavni nosioci naboja kolektora i emitera "trče" do baze, gdje se aktivno rekombiniraju sa svojim glavnim nosiocima. Zbog nastalog viška nosilaca naboja, otpor baze i p-n spoja se smanjuje. Stoga se krug koji sadrži tranzistor u načinu zasićenja može smatrati kratkim spojem, a sam radio element može se predstaviti kao ekvipotencijalna točka.
3. Režim isključenja. Oba prijelaza tranzistora su zatvorena, tj. struja glavnih nosilaca naboja između emitera i kolektora prestaje. Tokovi manjinskih nosilaca naboja stvaraju samo male i nekontrolisane toplotne prelazne struje. Zbog siromaštva baze i prijelaza sa nosiocima naboja, njihov otpor se jako povećava. Stoga se često vjeruje da tranzistor koji radi u režimu prekida predstavlja otvoreni krug.
4. Način rada barijere U ovom režimu, baza je direktno ili preko niskog otpora povezana sa kolektorom. Otpornik je također uključen u kolo kolektora ili emitera, koji postavlja struju kroz tranzistor. Ovo stvara ekvivalent diodnog kola sa serijskim otpornikom. Ovaj način rada je vrlo koristan, jer omogućava da krug radi na gotovo bilo kojoj frekvenciji, u širokom temperaturnom rasponu i nezahtjevan je za parametre tranzistora.

Preklopna kola za bipolarne tranzistore

Pošto tranzistor ima tri kontakta, onda opšti slučaj Napajanje mu se mora napajati iz dva izvora, koji zajedno proizvode četiri izlaza. Zbog toga se jedan od kontakata tranzistora mora napajati naponom istog predznaka iz oba izvora. A ovisno o kakvom se kontaktu radi, postoje tri kruga za povezivanje bipolarnih tranzistora: sa zajedničkim emiterom (CE), zajedničkim kolektorom (OC) i zajedničkom bazom (CB). Svaki od njih ima i prednosti i nedostatke. Izbor između njih se vrši u zavisnosti od toga koji su nam parametri važni, a koji se mogu žrtvovati.

Priključni krug sa zajedničkim emiterom

Ali pored svih dobrota, OE šema ima i značajan nedostatak. Leži u činjenici da povećanje frekvencije i temperature dovodi do značajnog pogoršanja svojstava pojačanja tranzistora. Dakle, ako tranzistor treba da radi na visoke frekvencije, onda je bolje koristiti drugi sklopni krug. Na primjer, sa zajedničkom bazom.

Šema povezivanja sa zajedničkom bazom

U kolu sa zajedničkom bazom, faza signala se ne invertuje, a nivo šuma na visokim frekvencijama je smanjen. Ali, kao što je već spomenuto, njegov trenutni dobitak je uvijek nešto manji od jedinice. Istina, pojačanje napona ovdje je isto kao u krugu sa zajedničkim emiterom. Nedostaci zajedničkog baznog kola također uključuju potrebu za korištenjem dva izvora napajanja.

Šema povezivanja sa zajedničkim kolektorom

Da vas podsjetim da je negativna povratna sprega takva povratna sprega u kojoj se izlazni signal vraća nazad na ulaz, čime se smanjuje nivo ulaznog signala. Dakle, automatsko podešavanje se dešava kada se parametri ulaznog signala slučajno promijene

Strujni dobitak je skoro isti kao u krugu zajedničkog emitera. Ali pojačanje napona je malo (glavni nedostatak ovog kola). Približava se jedinstvu, ali je uvijek manje od njega. Dakle, dobitak snage je jednak samo nekoliko desetina jedinica.

U zajedničkom kolektorskom kolu nema faznog pomaka između ulaznog i izlaznog napona. Pošto je pojačanje napona blizu jedinice, izlazni napon faza i amplituda se poklapaju sa ulaznom, odnosno ponavljaju. Zato se takvo kolo naziva sljedbenikom emitera. Emiter - jer se izlazni napon uklanja iz emitera u odnosu na zajedničku žicu.

Ova veza se koristi za usklađivanje tranzistorskih stupnjeva ili kada izvor ulaznog signala ima visoku ulaznu impedanciju (na primjer, piezoelektrični prijemnik ili kondenzatorski mikrofon).

Dvije riječi o kaskadama

Također može postojati potreba za tranzistorom sa dobrom osjetljivošću i u isto vrijeme dobrim pojačanjem. U takvim slučajevima koristi se kaskada osjetljivog tranzistora male snage (VT1 na slici) koji kontrolira napajanje moćnijeg kolege (VT2 na slici).

Ostale primjene bipolarnih tranzistora

Označavanje

Bipolarni tranzistori. Preklopni krugovi ovise o tome kakvu provodljivost imaju (otvoreni ili elektronski) i funkcijama koje obavljaju.

Klasifikacija

Tranzistori su podijeljeni u grupe:

1. Po materijalima: najčešće se koriste galij arsenid i silicijum.
2. Po frekvenciji signala: niska (do 3 MHz), srednja (do 30 MHz), visoka (do 300 MHz), ultra visoka (iznad 300 MHz).
3. Po maksimalnoj snazi ​​disipacije: do 0,3 W, do 3 W, više od 3 W.
4. Po vrsti uređaja: tri povezana sloja poluvodiča sa naizmjeničnim promjenama u direktnoj i obrnutoj metodi provođenja nečistoća.

Kako tranzistori rade?

Vanjski i unutrašnji sloj tranzistora povezani su s napojnim elektrodama, koje se nazivaju emiter, kolektor i baza.

Emiter i kolektor se ne razlikuju jedni od drugih po vrstama vodljivosti, ali je stupanj dopiranja nečistoćama u potonjem mnogo niži. Time se osigurava povećanje dozvoljenog izlaznog napona.

Baza, koja je srednji sloj, ima visoku otpornost jer je napravljena od lagano dopiranog poluprovodnika. Ima značajnu površinu kontakta sa kolektorom, što poboljšava odvođenje toplote koja nastaje usled obrnutog pristrasnosti spoja, a takođe olakšava prolaz manjinskih nosača - elektrona. Iako su prijelazni slojevi zasnovani na istom principu, tranzistor je asimetričan uređaj. Prilikom promjene položaja vanjskih slojeva s istom vodljivošću nemoguće je dobiti slične parametre poluvodičkog uređaja.

Preklopni krugovi mogu ga održavati u dva stanja: može biti otvoren ili zatvoren. U aktivnom načinu rada, kada je tranzistor uključen, emiterska pristranost spoja je napravljena u smjeru naprijed. Da biste to vizualno razmotrili, na primjer, na poluvodičkoj triodi n-p-n tip, treba da se napaja naponom iz izvora kao što je prikazano na donjoj slici.

Granica na drugom kolektorskom spoju je zatvorena i kroz nju ne bi trebala teći struja. Ali u praksi se dešava suprotno zbog neposredne blizine međusobne tranzicije i njihovog međusobnog uticaja. Budući da je "minus" baterije povezan s emiterom, otvoreni spoj omogućava elektronima da uđu u zonu baze, gdje se djelomično rekombiniraju s rupama - većinski nosioci. Formira se bazna struja I b. Što je jači, to je proporcionalno veća izlazna struja. Pojačala koja koriste bipolarne tranzistore rade na ovom principu.

Kroz bazu se događa samo difuzijsko kretanje elektrona, jer tamo nema djelovanja električnog polja. Zbog neznatne debljine sloja (mikrona) i velike veličine negativno nabijenih čestica, gotovo sve padaju u područje kolektora, iako je otpor baze prilično visok. Tamo ih uvlači električno polje prijelaza, koje potiče njihov aktivni prijenos. Struje kolektora i emitera su skoro jednake jedna drugoj, ako zanemarimo blagi gubitak naelektrisanja uzrokovan rekombinacijom u bazi: I e = I b + I c.

Parametri tranzistora

1. Koeficijenti pojačanja za napon U eq /U be i struju: β = I do /I b (stvarne vrijednosti). Tipično, β koeficijent ne prelazi 300, ali može doseći 800 ili više.
2. Ulazna impedansa.
3. Frekvencijski odziv je učinak tranzistora do date frekvencije, iznad koje prolazni procesi u njemu ne prate promjene u dostavljenom signalu.

Bipolarni tranzistor: sklopni krugovi, načini rada

Načini rada se razlikuju ovisno o tome kako je sklop sklopljen. Signal se mora primijeniti i ukloniti na dvije točke za svaki slučaj, a dostupna su samo tri terminala. Iz toga slijedi da jedna elektroda mora istovremeno pripadati ulazu i izlazu. Ovako se uključuju svi bipolarni tranzistori. Preklopne šeme: OB, OE i OK.

1. Šema sa OK

Priključni krug sa zajedničkim kolektorom: signal se dovodi na otpornik R L, koji je također uključen u kolo kolektora. Ova veza se naziva zajednički kolektorski krug.

Ova opcija stvara samo trenutno pojačanje. Prednost emiterskog sljedbenika je stvaranje visokog ulaznog otpora (10-500 kOhm), što omogućava pogodno usklađivanje stupnjeva.

2. Šema sa OB

Priključni krug za bipolarni tranzistor sa zajedničkom bazom: ulazni signal ulazi kroz C 1, a nakon pojačanja se uklanja u izlazni kolektorski krug, gdje je osnovna elektroda zajednička. U ovom slučaju se stvara pojačanje napona slično kao u radu s OE.

Nedostatak je nizak ulazni otpor (30-100 Ohma), a kolo sa OB se koristi kao oscilator.

3. Šema sa OE

U mnogim slučajevima, kada se koriste bipolarni tranzistori, sklopna kola su pretežno napravljena sa zajedničkim emiterom. Napon napajanja se napaja preko otpornika opterećenja R L, a negativni pol eksternog napajanja je spojen na emiter.

Naizmjenični signal sa ulaza dolazi do elektrode emitera i baze (V in), au kolektorskom kolu postaje veća vrijednost (V CE). Glavni elementi kola: tranzistor, otpornik R L i izlazni krug pojačala s vanjskim napajanjem. Pomoćni: kondenzator C 1, sprečava prolaz DC u krug dostavljenog ulaznog signala, i otpornik R 1, kroz koji se tranzistor otvara.

U kolektorskom kolu, naponi na izlazu tranzistora i na otporniku R L zajedno su jednaki vrijednosti EMF-a: V CC = I C R L + V CE.

Dakle, mali signal V in na ulazu postavlja zakon promjene direktnog napona napajanja u naizmjenični napon na izlazu kontroliranog tranzistorskog pretvarača. Krug osigurava povećanje ulazne struje za 20-100 puta, a napona za 10-200 puta. Shodno tome, povećava se i snaga.

Nedostatak kruga: nizak ulazni otpor (500-1000 Ohma). Iz tog razloga nastaju problemi u formiranju izlazne impedanse od 2-20 kOhm.

Sljedeći dijagrami pokazuju kako radi bipolarni tranzistor. Ako se ne preduzmu dodatne mjere, na njihov učinak će uvelike utjecati vanjski utjecaji, kao što su pregrijavanje i frekvencija signala. Takođe, uzemljenje emitera stvara nelinearnu distorziju na izlazu. Da bi se povećala pouzdanost rada, krug je povezan povratne informacije, filteri itd. U ovom slučaju pojačanje se smanjuje, ali uređaj postaje efikasniji.

Načini rada

Na funkcije tranzistora utječe vrijednost priključenog napona. Svi načini rada mogu se prikazati ako se koristi prethodno predstavljeno kolo za povezivanje bipolarnog tranzistora sa zajedničkim emiterom.

1. Režim isključenja

Ovaj način rada nastaje kada se vrijednost napona V BE smanji na 0,7 V. U tom slučaju se emiterski spoj zatvara i nema kolektorske struje, jer u bazi nema slobodnih elektrona. Tako je tranzistor isključen.

2. Aktivni način rada

Ako se na bazu dovede napon dovoljan za uključivanje tranzistora, pojavljuje se mala ulazna struja i pojavljuje se povećana izlazna struja, ovisno o veličini pojačanja. Tada će tranzistor raditi kao pojačalo.

3. Režim zasićenja

Način rada se razlikuje od aktivnog po tome što se tranzistor potpuno otvara i struja kolektora dostiže maksimalnu moguću vrijednost. Njegovo povećanje se može postići samo promjenom primijenjenog EMF-a ili opterećenja u izlaznom kolu. Kada se struja baze promijeni, struja kolektora se ne mijenja. Način zasićenja karakterizira činjenica da je tranzistor izuzetno otvoren i ovdje služi kao prekidač u uključenom stanju. Krugovi za uključivanje bipolarnih tranzistora pri kombiniranju načina prekida i zasićenja omogućuju stvaranje elektroničkih prekidača uz njihovu pomoć.

Svi načini rada zavise od prirode izlaznih karakteristika prikazanih na grafikonu.

Mogu se jasno demonstrirati ako je sklopljeno kolo za uključivanje bipolarnog tranzistora sa OE.

Ako na osi ordinate i apscise nacrtate segmente koji odgovaraju maksimalnoj mogućoj struji kolektora i vrijednosti napona napajanja V CC, a zatim spojite njihove krajeve jedan s drugim, dobit ćete liniju opterećenja (crvena). Opisuje se izrazom: I C = (V CC - V CE)/R C. Iz slike slijedi da će se radna tačka, koja određuje struju kolektora IC i napon V CE, pomjeriti duž linije opterećenja odozdo prema gore kako se struja baze I V povećava.

Područje između V CE ose i prve izlazne karakteristike (zasjenjeno), gdje je I B = 0, karakterizira granični mod. U ovom slučaju, reverzna struja I C je zanemarljiva, a tranzistor je zatvoren.

Najgornja karakteristika u tački A siječe se s direktnim opterećenjem, nakon čega se s daljnjim povećanjem I B struja kolektora više ne mijenja. Zona zasićenja na grafikonu je zasjenjeno područje između I C ose i najstrmije karakteristike.

Kako se tranzistor ponaša u različitim modovima?

Tranzistor radi s promjenjivim ili konstantnim signalima koji ulaze u ulazni krug.

Bipolarni tranzistor: sklopna kola, pojačalo

Tranzistor uglavnom služi kao pojačalo. Naizmjenični signal na ulazu uzrokuje promjenu njegove izlazne struje. Ovdje možete koristiti šeme sa OK ili sa OE. Signal zahtijeva opterećenje u izlaznom kolu. Obično se otpornik koristi u krugu izlaznog kolektora. Ako je pravilno odabran, izlazni napon će biti znatno veći od ulaznog.

Rad pojačala je jasno vidljiv na vremenskim dijagramima.

Kada se impulsni signali konvertuju, režim ostaje isti kao kod sinusoidnih. Kvalitet konverzije njihovih harmonijskih komponenti određen je frekvencijskim karakteristikama tranzistora.

Rad u prekidačkom režimu

Dizajniran za beskontaktno prebacivanje priključaka u električna kola. Princip je da se otpor tranzistora mijenja u koracima. Bipolarni tip je sasvim prikladan za zahtjeve ključnog uređaja.

Zaključak

Poluvodički elementi se koriste u krugovima za konverziju električnih signala. Univerzalne mogućnosti i velika klasifikacija omogućavaju široku upotrebu bipolarnih tranzistori. Preklopni krugovi određuju njihove funkcije i načine rada. Mnogo toga zavisi i od karakteristika.

Osnovna sklopna kola bipolarnih tranzistora pojačavaju, generiraju i pretvaraju ulazne signale, a također i prebacuju električna kola.