Tetë qarqe të thjeshta tranzistorësh për entuziastët fillestarë të radios. Për fillestarët - transistorë

Transistorët janë në qendër të shumicës së pajisjeve elektronike. Mund të jetë në formën e komponentëve të veçantë të radios, ose si pjesë e mikroqarqeve. Edhe mikroprocesori më kompleks përbëhet nga shumë transistorë të vegjël të paketuar fort në kristalin e tij të fuqishëm.

Transistorët janë të ndryshëm. Dy grupet kryesore janë bipolare dhe fushore. Një tranzistor bipolar tregohet në diagram, siç tregohet në figurën 1. Ai vjen në përçueshmëri përpara (p-p-p) dhe të kundërt (p-p-p). Struktura e tranzistorit dhe proceset fizike që ndodhin në të studiohen në shkollë, kështu që ne nuk do të flasim për të këtu - si të thuash, më afër praktikës. Në thelb ndryshimi është se tranzistorë p-p-p të lidhura në mënyrë që emetuesi i tyre të marrë një potencial tensioni pozitiv, dhe kolektori të marrë një tension negativ. Për transistorët n-p -p - gjithçka është e kundërta, një potencial negativ i jepet emituesit dhe një potencial pozitiv kolektorit.

Pse keni nevojë për një tranzistor? Përdoret kryesisht për të përforcuar rrymën, sinjalet dhe tensionin. Dhe amplifikimi ndodh për shkak të burimit të energjisë. Do të përpiqem të shpjegoj parimin e punës "në gishta". Makina ka një përforcues frenash me vakum. Kur shoferi shtyp pedalin e frenave, membrana e tij lëviz dhe hapet një valvul përmes së cilës motori i makinës thith këtë membranë, duke i shtuar forcë. Si rezultat, presioni i dobët në pedalin e frenave rezulton në forcë të fortë në tavat e frenave. Dhe shtimi i forcës ndodh për shkak të fuqisë së motorit të funksionimit të makinës.

Është e ngjashme me një tranzistor. Një rrymë e dobët i jepet bazës (Fig. 2). Nën ndikimin e kësaj rryme, përçueshmëria kolektor-emetues rritet dhe një rrymë shumë më e fortë rrjedh nëpër kolektor, që vjen nga burimi i energjisë. Ndërsa rryma e dobët e bazës ndryshon, rryma e fortë e kolektorit ndryshon në përputhje me rrethanat. Në mënyrë ideale, grafiku i rrymës së kolektorit duket si një kopje e zmadhuar e grafikut bazë të rrymës.

Ky ndryshim midis rrymës së dobët të bazës dhe rrymës së fortë të kolektorit quhet fitimi i rrymës së tranzitorit dhe shënohet I21e. Përkufizohet si më poshtë: h21e = Ik /I6 (rryma e kolektorit pjesëtuar me rrymën bazë). Sa më i madh ky parametër, aq më të mira janë vetitë e amplifikimit të transistorit.

Por e gjithë kjo është ideale. Në fakt, varësia e rrymës së kolektorit nga tensioni bazë nuk është aq lineare. Duhet mbajtur mend BAX diodë, ku në fund të karakteristikave aktuale është shumë e vogël dhe fillon të rritet ndjeshëm kur tensioni arrin një vlerë të caktuar. Meqenëse transistori bazohet në të njëjtat procese fizike, ekziston edhe këtu një "defekt" i ngjashëm.

Nëse montojmë qarkun e amplifikatorit të paraqitur në figurën 3 dhe flasim në mikrofon, nuk do të ketë zë në altoparlant. Për shkak se voltazhi në mikrofon është shumë i ulët, ai është nën pragun e hapjes së transistorit. Këtu jo vetëm që nuk do të ketë përforcim, por përkundrazi do të ketë një dobësim të sinjalit.

Në mënyrë që transistori të funksionojë si një përforcues, duhet të rrisni tensionin në bazën e tij. Kjo mund të bëhet duke rritur disi tensionin në daljen e mikrofonit. Por atëherë kuptimi i amplifikatorit humbet. Ose duhet të mashtroni dhe të aplikoni një tension konstant në bazën e tranzistorit (Fig. 4) përmes një rezistori, në mënyrë që transistori të hapet pak. Dhe aplikoni një tension të dobët të alternuar në bazën e këtij transistori përmes një kondensatori. Tani gjëja më e rëndësishme është që një tension i dobët alternativ do të kombinohet me një tension konstant në bazë. Tensioni në bazë do të ndryshojë me kalimin e kohës me tensionin e dobët të alternuar. Por meqenëse voltazhi konstant ka zhvendosur pikën e funksionimit të tranzistorit në një seksion të pjerrët linear të karakteristikës, ndodh amplifikimi.

E thënë thjesht, tensioni i dobët nuk kishte forcë për të hapur tranzistorin dhe ne shtuam një tension konstant për ta ndihmuar, i cili hapi pak transistorin. Edhe më e thjeshtë (përsëri me ujë), le të themi se ka një vidë që është e fiksuar fort dhe fëmija nuk mund ta kthejë atë. Por babi mund ta hapë pak këtë vidë duke e kthyer në pozicionin paksa të hapur, në të cilin rrotullohet lehtësisht. Tani fëmija mund të rregullojë presionin e ujit brenda kufijve të caktuar. Këtu fëmija është një tension i dobët alternativ, dhe babai është një tension konstant i aplikuar në bazën e tranzitorit përmes një rezistori.

Tensioni konstant që aplikohet në bazën e tranzistorit për të zhvendosur mënyrën e funksionimit të tij në një rajon me një karakteristikë më të pjerrët dhe më lineare quhet tension i paragjykimit. Duke ndryshuar këtë tension mund të rregullojmë edhe fitimin e fazës së amplifikatorit.

Por transistorët nuk përdoren gjithmonë me një tension paragjykim. Për shembull, në fazat e amplifikimit të transmetuesve, voltazhi i paragjykimit mund të mos aplikohet në bazat e transistorëve, pasi amplituda e tensionit alternativ të hyrjes është mjaft e mjaftueshme për të "drejtuar" transistorin.

Dhe nëse transistori përdoret jo si një përforcues, por si një ndërprerës, atëherë voltazhi i paragjykimit gjithashtu nuk furnizohet në bazë. Thjesht, kur çelësi duhet të mbyllet, voltazhi në bazë është zero, dhe kur ai duhet të jetë i hapur, një tension i mjaftueshëm furnizohet në bazë për të hapur tranzitorin. Kjo përdoret zakonisht në elektronikën dixhitale, ku ka vetëm zero (pa tension) dhe njësh (tension i pranishëm) dhe nuk ka vlera në mes.

Figura 5 tregon skema praktike si të bëni një altoparlant kompjuteri nga një altoparlant radio. Ju duhet një altoparlant i thjeshtë me një program me vetëm një prizë për t'u lidhur me rrjetin radio (një altoparlant me shumë programe ka një prizë të dytë për rrjetin elektrik). Nuk ka nevojë të bëni ndonjë ndryshim në qarkun e altoparlantëve. Është i lidhur me kolektorin e tranzistorit në të njëjtën mënyrë si me një rrjet radio.

Brenda altoparlantit me një program ka një altoparlant, një rezistencë të ndryshueshme për rregullimin e volumit dhe një transformator. E gjithë kjo është e nevojshme dhe mbetet. Kur hapni kutinë e altoparlantit, lidhni kolektorin e tranzitorit dhe plusin e furnizimit me energji elektrike në vendet ku janë ngjitur teli dhe priza e tij. Vetë teli mund të hiqet.

Për t'u lidhur me një kompjuter ju nevojitet një tel i mbrojtur me një prizë përkatëse në fund. Ose një tel i rregullt me ​​dy tela. Nëse teli është i mbrojtur, lidhni bishtalecin me emetuesin e tranzistorit dhe bërthamën qendrore me kondensatorin C1.

Sinjali nga karta e zërit të kompjuterit furnizohet përmes prizës në kondensatorin C1. Tensioni i furnizimit furnizohet nga furnizimi me energji elektrike. Zgjedhja më e mirë është një furnizim me energji elektrike nga një tastierë lojërash në një televizor, si "Dandy" ose "Kanga". Në përgjithësi, çdo furnizim me energji elektrike me një tension dalës nga 7 V deri në 12 V. Për t'u lidhur me furnizimin me energji elektrike, do t'ju duhet një prizë përkatëse, ajo duhet të instalohet në trupin e altoparlantit duke shpuar një vrimë për të. Edhe pse, natyrisht, ju mund t'i bashkoni telat nga furnizimi me energji direkt në qark. Kur lidhni burimin e energjisë, duhet të vëzhgoni polaritetin. Diodë VD 1 në parim, nuk është e nevojshme, por mbron qarkun nga dështimi nëse ngatërroni plusin me minusin e furnizimit me energji elektrike. Pa të, nëse furnizimi me energji elektrike është i lidhur gabimisht, transistori mund të digjet, por me një diodë, nëse polet e furnizimit me energji janë të përziera, qarku thjesht nuk do të ndizet.

Transistori KT315 është në një kuti drejtkëndëshe, e cila ka një pjerrësi në njërën anë (treguar në figurë). Tani, nëse e ktheni atë nga ju me këtë pjerrësi, dhe kapakët lart, atëherë do të ketë një bazë në të majtë, një emetues në të djathtë dhe një kolektor në mes. Transistori KT315 me çdo shkronjë do të bëjë (KT315A, KT315B...). Transistori duhet të lidhet siç duhet, pa përzier terminalet e tij. Nëse bëni një gabim dhe ndizni energjinë, mund të vdesë. Prandaj, pasi të keni bashkuar gjithçka, mos u bëni shumë dembel të kontrolloni tre herë për instalimin e saktë, nëse terminalet e tranzitorit, kondensatorëve dhe diodës janë bashkuar saktë. Dhe vetëm kur të jeni 100% i sigurt, ndizni.

Dioda VD 1 tip KD209. Anoda është e shënuar në të. Ju mund të instaloni një diodë tjetër, për shembull, 1N 4004 apo ndonjë tjetër. Nëse e lidhni diodën gabimisht, qarku nuk do të funksionojë

nuk do të ketë. Pra, nëse gjithçka është e ndezur, por nuk funksionon, filloni duke kontrolluar nëse dioda është lidhur saktë.

Disa arsye të tjera pse skema mund të mos funksionojë:

Furnizimi me energji elektrike është lidhur gabimisht.

Nuk ka sinjal në daljen e kompjuterit, ose volumi zvogëlohet ose fiket nga rregullimet në programin kompjuterik.

Kontrolli i volumit të altoparlantit është në pozicionin minimal.

Kondensatorët - elektrolitikë, për tension jo më pak 12 V. K50-16, K50-35 ose analogët tanë të importuar do të bëjnë. Duhet të theksohet se kondensatorët tanë kanë një shenjë plus në trupin pranë terminalit pozitiv, ndërsa ata të importuar kanë një shenjë minus ose një shirit të gjerë vertikal pranë terminalit negativ. Në vend të një kondensatori 10 µF, mund të zgjidhni çdo kapacitet nga 2 µF në 20 µF. Në vend të një kondensatori 100 µF, do të funksionojë një kondensator me çdo kapacitet prej të paktën 100 µF.

Figura më poshtë në diagram tregon diagramin e lidhjeve, ku pikat e saldimit janë shënuar me pika. Mos i ngatërroni pikat e saldimit me kalimet me tela. Instalimi bëhet në mënyrë të varur, duke përdorur plumba të pjesëve dhe parzmore instalime elektrike. Këshillohet që të vendosni të gjithë qarkun brenda kutisë së altoparlantit (zakonisht ka shumë hapësirë ​​atje).

Nëse gjithçka funksionon, por ka shumë zhurmë, do të thotë se i keni përzier telat që shkojnë kartë zëri. Ndërroni ato.

Qarku NUK duhet të mundësohet nga furnizimi me energji i kompjuterit!

Për opsionin stereo, mund të krijoni dy altoparlantë, duke kombinuar hyrjet në një kabllo stereo për t'u lidhur me kartën e zërit dhe të fuqizoni të dy altoparlantët nga e njëjta furnizim me energji elektrike.

Sigurisht, me një kaskadë tranzistor, altoparlanti do të tingëllojë i qetë, por mjaftueshëm për të dëgjuar në një dhomë të vogël. Volumi mund të rregullohet ose me rregullatorin e kompjuterit ose me çelësin që gjendet në altoparlant.

Andreev S.

Mirëdita, të dashur radioamatorë!
Mirë se vini në faqen e internetit ""

Në këtë mësim Shkolla për radio amatorë fillestarë ne do të vazhdojmë të studiojmë gjysmëpërçuesit. Në mësimin e fundit që shikuam diodat, dhe në këtë mësim do të shqyrtojmë një element gjysmëpërçues më kompleks - tranzistorë.

Transistorështë një strukturë gjysmëpërçuese më komplekse sesa diodë. Ai përbëhet nga tre shtresa silikoni (ka edhe transistorë germanium) me përçueshmëri të ndryshme. Këto mund të jenë struktura n-p-n ose p-n-p. Funksionimi i transistorëve, si dhe i diodave, bazohet në vetitë e kryqëzimeve p-n.

Shtresa qendrore ose e mesme quhet bazë(B), dhe dy të tjerat, përkatësisht - emetues(E) dhe koleksionist(TO). Duhet të theksohet se nuk ka ndonjë ndryshim të rëndësishëm midis dy llojeve të transistorëve, dhe shumë qarqe mund të montohen me një ose tjetrin lloj, për sa kohë që respektohet polariteti i duhur i furnizimit me energji elektrike. Figura më poshtë është një diagram qark i transistorëve, transistori pnp është i ndryshëm nga transistori drejtim n-p-n shigjetat e emetuesit:

Ekzistojnë dy lloje kryesore të transistorëve: bipolare Dhe unipolare, të cilat ndryshojnë në karakteristikat e projektimit. Brenda secilit lloj ka shumë varietete. Dallimi kryesor midis këtyre dy llojeve të transistorëve është se proceset që ndodhin gjatë funksionimit të pajisjes kontrollohen në një tranzistor bipolar nga rryma hyrëse, dhe në një transistor unipolar nga voltazhi i hyrjes.

Tranzistorë bipolarë, siç u përmend më lart, janë një tortë me shtresa me tre shtresa. Në një formë të thjeshtuar, një transistor mund të përfaqësohet si dy dioda të njëpasnjëshme:

(duhet të theksohet se kryqëzimi bazë-emetues është një diodë e rregullt zener, voltazhi i stabilizimit të së cilës është 7 ... 10 volt). Shëndeti i tranzistorit mund të kontrollohet në të njëjtën mënyrë si shëndeti i diodës, me një ommetër të rregullt, duke matur rezistencën midis terminaleve të tij. Tranzicione të ngjashme me ato që gjenden në një diodë ekzistojnë në një transistor midis bazës dhe kolektorit, si dhe midis bazës dhe emetuesit. Në praktikë, kjo metodë për testimin e transistorëve përdoret shumë shpesh. Nëse një ohmmetër është i lidhur midis terminaleve të kolektorit dhe emetuesit, pajisja do të tregojë një qark të hapur (nëse transistori është duke punuar), gjë që është e natyrshme pasi diodat janë të lidhura mbrapa. Kjo do të thotë që për çdo polaritet të tensionit të aplikuar, njëra nga diodat ndizet në drejtimin përpara, dhe e dyta në drejtim të kundërt, kështu që nuk do të rrjedhë rrymë.

Kombinimi i dy palë tranzicioneshçon në shfaqjen e një vetie jashtëzakonisht interesante të quajtur efekti i tranzistorit. Nëse tensioni aplikohet në tranzistor midis kolektorit dhe emetuesit, praktikisht nuk do të ketë rrymë (siç u diskutua më lart). Nëse e bëni lidhjen në përputhje me diagramin (si në figurën më poshtë), ku voltazhi aplikohet në bazë përmes një rezistence kufizuese (në mënyrë që të mos dëmtohet transistori), atëherë do të kalojë një rrymë më e fortë se rryma bazë. koleksionisti. Me rritjen e rrymës bazë, do të rritet edhe rryma e kolektorit.

Duke përdorur një pajisje matëse, mund të përcaktoni raportin e rrymave të bazës, kolektorit dhe emetuesit. Kjo mund të kontrollohet në një mënyrë të thjeshtë. Nëse e mbani tensionin e furnizimit, për shembull, në 4.5 V, duke ndryshuar vlerën e rezistencës në qarkun bazë nga R në R/2, rryma bazë do të dyfishohet dhe rryma e kolektorit do të rritet proporcionalisht, për shembull:

Prandaj, për çdo tension në rezistencën R, rryma e kolektorit do të jetë 99 herë më e madhe se rryma bazë, domethënë tranzistor ka një fitim aktual e barabartë me 99. Me fjalë të tjera, tranzistori e amplifikon rrymën bazë me 99 herë. Ky koeficient shënohet me shkronjë ? . Fitimi është i barabartë me raportin e rrymës së kolektorit me rrymën bazë:

? = Iк/Ib

Një tension i alternuar mund të aplikohet gjithashtu në bazën e tranzistorit. Por, është e nevojshme që transistori të funksionojë në mënyrë lineare. Për funksionimin normal në modalitetin linear, transistori duhet të aplikojë një tension konstant të paragjykimit në bazë dhe të furnizojë një tension të alternuar, të cilin do ta amplifikojë. Në këtë mënyrë, transistorët përforcojnë tensionet e dobëta që vijnë nga, për shembull, një mikrofon, në një nivel që mund të drejtojë një altoparlant. Nëse fitimi nuk është i mjaftueshëm, mund të përdorni disa transistorë ose faza të serisë së tyre. Për të mos shkelur mënyrat e funksionimit të rrymës së drejtpërdrejtë të secilës prej tyre (të cilat sigurojnë linearitetin) kur lidhni kaskada, përdoren kondensatorë ndarës. Transistorët bipolarë kanë karakteristikat elektrike, duke u ofruar atyre disa avantazhe ndaj komponentëve të tjerë të amplifikimit.

Siç e dimë tashmë, ka edhe (përveç bipolare) dhe tranzistorë unipolarë. Le të shohim shkurtimisht dy prej tyre - fushë Dhe një kryqëzim tranzistorë. Ashtu si ato bipolare, ato vijnë në dy lloje dhe kanë tre terminale:

Elektrodat e transistorëve me efekt në terren janë: porta- Z, kulloj– C, që korrespondon me kolektorin dhe burimi– Dhe, identifikohet me emetuesin. Transistorët me efekt në terren me kanal N dhe P ndryshojnë në drejtimin e shigjetës së portës. Transistorët unijunction, të quajtur ndonjëherë diodë me bazë të dyfishtë, përdoren kryesisht në qarqet e gjeneratorëve periodikë të sinjaleve pulsuese.

Ekzistojnë tre qarqe themelore për lidhjen e transistorëve në fazën e amplifikatorit:

? emetues i përbashkët(A)

? me kolektor të përbashkët(b)

? me një bazë të përbashkët(V)

Transistor bipolar i lidhur në një qark emetues të përbashkët, në varësi të rezistencës së daljes së burimit të energjisë R1 dhe rezistencës së ngarkesës Rn, ai amplifikon sinjalin e hyrjes si në tension ashtu edhe në rrymë. Fitimi i një transistori bipolar shënohet si h21e(lexo: ash-dy-one-e, ku e është një qark me një emetues të përbashkët), dhe është i ndryshëm për çdo transistor. Vlera e koeficientit h21е (emri i tij i plotë është koeficienti i transferimit të rrymës së bazës statike h21e) varet vetëm nga trashësia e bazës së tranzistorit (ajo nuk mund të ndryshohet) dhe nga tensioni midis kolektorit dhe emetuesit, prandaj, në një tension të ulët (më pak se 20 V), koeficienti i tij i transferimit aktual në çdo rrymë kolektori është praktikisht i pandryshuar dhe rritet pak me rritjen e tensionit të kolektorit.

Fitimi aktual – Kus.i Dhe fitimi i tensionit – Kus.u transistori bipolar i lidhur në një qark me një emetues të përbashkët varet nga raporti i rezistencës së ngarkesës (treguar në diagram si Rn) dhe burimit të sinjalit (treguar në diagram si R1). Nëse rezistenca e burimit të sinjalit është h21e herë më pak se rezistenca e ngarkesës, atëherë fitimi i tensionit është pak më i vogël se uniteti (0.95...0.99), dhe fitimi aktual është i barabartë me h21e. Kur rezistenca e burimit të sinjalit është më shumë se h21e herë më pak se rezistenca e ngarkesës, atëherë fitimi aktual mbetet i pandryshuar (i barabartë me h21e), dhe fitimi i tensionit zvogëlohet. Nëse, përkundrazi, rezistenca e hyrjes zvogëlohet, atëherë fitimi i tensionit bëhet më i madh se uniteti, dhe fitimi i rrymës, ndërsa kufizon rrymën që rrjedh nëpër kryqëzimin bazë-emetues të tranzistorit, nuk ndryshon. Qarku i përbashkët i emetuesit është i vetmi qark i transistorit bipolar që kërkon kufizimin e rrymës hyrëse (kontrollit). Mund të nxirren disa përfundime:– rryma bazë e tranzistorit duhet të jetë e kufizuar, përndryshe ose tranzistori ose qarku që e kontrollon do të digjen; – duke përdorur një transistor të lidhur sipas qarkut OE, është shumë e lehtë të kontrollosh një ngarkesë me tension të lartë me një burim sinjali me tension të ulët. Një rrymë e konsiderueshme rrjedh përmes bazës dhe, për rrjedhojë, bashkohet kolektori me një tension të emetuesit bazë prej vetëm 0,8...1,5 V. Nëse amplituda (tensioni) është më e madhe se kjo vlerë, duhet të vendosni një rezistencë kufizuese të rrymës ( R1) midis bazës së tranzistorit dhe daljes së qarkut të kontrollit. Rezistenca e saj mund të llogaritet duke përdorur formulat:

Ir1=Irn/h21e R1=Ucontrol/Ir1 Ku:

Irn– rryma përmes ngarkesës, A; Ucontrol– tensioni i burimit të sinjalit, V; R1– rezistenca e rezistencës, Ohm.

Një veçori tjetër e qarkut OE është se rënia e tensionit në kryqëzimin kolektor-emetues të tranzistorit mund të reduktohet praktikisht në zero. Por për këtë është e nevojshme të rritet ndjeshëm rryma bazë, e cila nuk është shumë fitimprurëse. Prandaj, kjo mënyrë e funksionimit të transistorëve përdoret vetëm në qarqet dixhitale me pulsim.

Transistor, duke punuar në një qark përforcues sinjal analog , duhet të sigurojë përafërsisht të njëjtin përforcim të sinjaleve me amplituda të ndryshme në raport me një tension "mesatar". Për ta bërë këtë, duhet ta "hapni" pak, duke u përpjekur të mos "teproni". Siç mund ta shihni nga fotografia më poshtë (majtas):

Rryma e kolektorit dhe rënia e tensionit në transistor me një rritje graduale të rrymës bazë fillimisht ndryshojnë pothuajse lineare, dhe vetëm atëherë, me fillimin ngopje tranzitor, janë të shtypur kundër boshteve të grafikut. Ne jemi të interesuar vetëm për pjesët e drejta të linjave (para ngopjes) - padyshim, ato simbolizojnë amplifikimin linear të sinjalit, domethënë, kur rryma e kontrollit ndryshon disa herë, rryma e kolektorit (tensioni në ngarkesë) do të ndryshojë me të njëjtën sasi.

Forma e valës analoge është paraqitur në figurën e mësipërme (djathtas). Siç mund të shihet nga grafiku, amplituda e sinjalit pulson vazhdimisht në lidhje me një tension të caktuar mesatar Uav, dhe mund të rritet ose ulet. Por një transistor bipolar i përgjigjet vetëm një rritjeje të tensionit të hyrjes (ose më mirë të rrymës). Përfundim: duhet të siguroheni që transistori të jetë pak i hapur edhe në amplituda minimale të sinjalit të hyrjes. Me një amplitudë mesatare Uav do të hapet pak më shumë, dhe me një Umax maksimal do të hapet sa më shumë që të jetë e mundur. Por në të njëjtën kohë, nuk duhet të hyjë në modalitetin e ngopjes (shih figurën më lart) - në këtë mënyrë, rryma e daljes pushon së varur në mënyrë lineare nga rryma e hyrjes, si rezultat i së cilës ndodh shtrembërim i rëndë i sinjalit.

Le të shohim përsëri formën e sinjalit analog. Meqenëse amplituda maksimale dhe minimale e sinjalit të hyrjes në lidhje me mesataren janë afërsisht të njëjta në madhësi (dhe në shenjë të kundërt), ne duhet të aplikojmë një rrymë të tillë direkte (rryma e paragjykimit - Icm) në bazën e tranzistorit në mënyrë që në tensionin "mesatar" në hyrje transistori është i hapur saktësisht gjysma. Pastaj, kur rryma e hyrjes zvogëlohet, tranzistori do të mbyllet dhe rryma e kolektorit do të ulet, dhe kur rryma e hyrjes rritet, ajo do të hapet edhe më shumë.

Transistorët me efekt në terren në praktikën e radio amatorëve fillestarë

Ky artikull është menduar për seksionin "Radio amator fillestar". Shumë kohë përpara se artikulli i V. Andryushkevich "Matja e parametrave të transistorëve me efekt në terren" të shfaqej në revistën Radio nr. 9 – 2007, i udhëhequr nga të njëjtat parime dhe objektiva, bëra një pajisje të ngjashme me atë të përshkruar në artikull, por, sipas mendimit tim. , shumë më e thjeshtë në dizajnimin e qarkut dhe teknologjikisht. Unë mendoj se amatorët fillestarë të radios do ta vlerësojnë këtë. Nga ana tjetër, pajisja e V. Andryushkevich është më e saktë dhe më e gjithanshme, e krijuar në një bazë elementi më modern, me veti të mira ergonomike, me pak fjalë - në një nivel më të lartë.

Në një kohë, autori u përball me problemin e zgjedhjes së tranzistorëve të zakonshëm të efektit në terren (FET) për instalim në qarqe specifike të amplifikatorëve, ndjekësve të burimit, mikserëve, etj. Përdorimi i qarqeve standarde të njohura për matjen e parametrave të FET dhe pasi u sigurua për shpërndarjen e madhe të vlerave të parametrave të matur, u vendos që të mblidhej një pajisje më e thjeshtë e kombinuar për matjen e parametrave që përdoren më shpesh në praktikën radioamatore: rryma e kullimit, tensioni i ndërprerjes, pjerrësia.

Së pari, një teori e vogël. Ai është paraqitur vetëm për aplikim të mëtejshëm praktik dhe kuptim të funksionimit të pajisjes, dhe asgjë më shumë. Prandaj, fizika e funksionimit të PT dhe disa dispozita teorike janë hequr. Është aspekti praktik i dispozitave të aplikuara që theksohet. Shpresoj që për amatorët fillestarë të radios, një përshkrim i shkurtër i funksionimit të pajisjes do të jetë i dobishëm dhe i zbatueshëm në krijimin e një dizajni të vërtetë.

Karakteristikë e transferimit (kontrollit) të transistorëve me efekt në terren me menaxher p-n- tranzicioni.

Figura më poshtë tregon një qark për matjen e rrymës së kullimit të një transistori me efekt në terren. Në shënimin: porta - z, kullimi - s, burimi - i. Përveç rrymës së kullimit, karakteristika më e rëndësishme e PT-së është tensioni i ndërprerjes Uots. Ky është tensioni midis portës dhe burimit (Uzi), në të cilin rryma e kullimit është pothuajse 0, megjithëse zakonisht merret në 10 μA.

Nëse Uzi është i barabartë me 0, atëherë rryma e shkarkimit DC do të jetë maksimale dhe quhet rryma e ngopjes, ose rryma e plotë e kanalit të hapur, ose rryma fillestare e shkarkimit. E caktuar Është.fillimi. (nganjëherë Iс.о).

Nëse një tension i paragjykuar aplikohet në portën PT (i njohur gjithashtu si Uzi, në Fig. 1, kjo është një bateri 1.5v), dhe reflektoni Uots në abscissa, dhe Is.init. dhe vlera të tjera të rrymës së kullimit në Uzi të ndryshëm (zhvendosje), atëherë mund të ndërtoni një kurbë të quajtur karakteristikë e rrymës-tensionit PT. Kështu, siç shihet nga grafiku, Ic varet nga vlera e Uots.

Përcaktimi i pjerrësisë së karakteristikës (S) nga qark i montuar(Fig. 1) kryhet sipas formulës:

S = Është.fillim – Iс/Uз., ku Ic është rryma e zgjedhur optimale e shkarkimit në të cilën do të funksionojë PT.

Në seksionin e tij të drejtë, i cili Gjithmonë ndodhet në grafik nga 0 në vlerën e Uots./2 dhe quhet kuadratike, zgjidhni rrymën e shkarkimit Ic, në të cilën PT do të funksionojë në mënyrë më efikase dhe nuk do të sjellë shtrembërime jolineare në funksionimin e një qarku standard të amplifikatorit linear (Fig. 3). Zakonisht kjo është një gjysmë seksion kuadratik: Uref./2, atëherë Uzi do të jetë afërsisht i barabartë me Uref./4.

Në praktikë, Uzi është e barabartë me rënien e tensionit në Rn (Un). Kjo do të thotë, ju mund të zgjidhni rrymën optimale Ic nga kurba S dhe më pas të përcaktoni Uzi (ka grafikë përkatës në librat e referencës - varësia e S nga Ic dhe nga Uzi, dhe anasjelltas). Më pas, sipas ligjit të Ohm-it, përcaktoni Rn, i cili duhet të vendoset në qarkun burimor të amplifikatorit linear PT. Le të supozojmë se është zgjedhur Ic = 6mA, dhe nga të dhënat për karakteristikën S Uzi = Un = 0,7 v. Atëherë Rn = Un/Iс = 0,7 v/0,006 A = 116 Ohm.

Një opsion tjetër është i mundur: duke ditur nga karakteristikat ose matjet e Uots. mund të përcaktoni Uzi (=1/4 Uots.) dhe më pas, duke përdorur grafikun S, të përcaktoni Ic, dhe më pas vlerën e Rн.

Në një përforcues DC që funksionon, mund të matni Un (rënia e tensionit në Rn) pa shkrirje dhe, duke ditur vlerën nominale të Rn nga qarku, të llogarisni Ic. Për shembull, Ic = Un/Rn = 0,7 v/116 Ohm = 0,006 A (6mA). Duke krahasuar të dhënat e marra me fletët e të dhënave, mund të zgjidhet Rн për Ic optimale.

Përcaktimi i Uots. ndoshta sipas diagramit në Fig. 4.

Meqenëse Ic varet nga Uzi, karakteristika S mund të ndryshojë (zhvendosje). Ndryshon gjithashtu kur PT ekspozohet ndaj temperaturës së ambientit. Për të arritur në pikën termostabile, zgjidhni Uzi = Uots. – 0.63v. Në praktikë, për PT-të reale në një Uzi fikse, Ic varion nga 0,1 në 0,5 mA (në literaturën e referencës ekzistojnë grafikët përkatës të kësaj karakteristike transferimi).

Në karakteristikat e tensionit aktual të DC, Usi është në intervalin deri në Usi.us. – Tensioni i ngopjes së burimit të shkarkimit, dhe zakonisht nuk kalon 2v (për KP303, dhe ndonjëherë më shumë për PT-të e tjera). Kjo karakteristikë quhet ditë pushimi.

Diagrami dhe funksionimi i pajisjes.

Qarku aktual i pajisjes për matjen e parametrave PT nuk ndryshon nga qarqet e mësipërme për matjen e Ic dhe Uots. Thjesht pajisja është bërë më universale, një lloj qëndrimi për matjen e parametrave PT.

Kur njihet Ic (i dëshiruar, optimal, nga librat e referencës), fillimisht përcaktohet Ic.initial. Për ta bërë këtë, vendosni llojin e kanalit PT me çelësat SA2 dhe SA3 (“n – p channel”) dhe çelësi SA4 (“Parameter”) vendoset në pozicionin “Is.start”. Një mikroampermetër (multimetër) është i lidhur me terminalet XT2. Pasi të keni lidhur PT me shiritin me terminalet XT4, ndizni pajisjen, shtypni butonin SB1 "Measurement" dhe lexoni Is.start.

Më pas, Ic përcaktohet duke lëvizur çelësin SA4 në pozicionin "Ic". Me këtë rezistencë R2 (“Set Uzi”) ata ndryshojnë (në shkallën e kësaj rezistence) Uots. nga vlera në të cilën rryma e kullimit do të jetë minimale (rreth 10 μA) në një vlerë afër ¼Uots. Mikroammetri do të tregojë Ic: së bashku me vlerën e Uzit në grafik, ato formojnë një pikë në seksionin kuadratik të kurbës. Pastaj llogaritet pjerrësia e karakteristikës (S) të PT:

S = Ic.init - Ic/Uzi, ku Uzi =1/4Uots (raporti i zgjedhur në mënyrë empirike).

Së pari mund të përcaktoni Uots. (çelo SA4 në pozicionin përkatës), pjesëtoje këtë vlerë me 4, duke marrë Uzi, dhe pas kësaj Ic sipas planit.

Gjatë matjes së Uots. (kur multimetri është i lidhur me terminalet e voltmetrit), është e rëndësishme, nëse përdorni të njëjtin multimetër, të mos harroni të lidhni terminalet e milli(mikro)ampermetrit XT2 me kërcyesin S1.

Usi zakonisht është i barabartë me 10 v. Mund ta ndryshoni në pajisje, sepse librat e referencës ndonjëherë ofrojnë grafikë të karakteristikave të tensionit aktual në tensione të tjera. E njëjta gjë mund të thuhet për Uzin - vlera e tij mund të ndryshohet. Për këto qëllime, përdoren stabilizues të rregullueshëm të tensionit pozitiv dhe negativ, të cilët përdoren për të fuqizuar qarkun e kullimit DC nga 2 në 15 v, dhe qarkun e portës nga 0 në -5 v. Ndonjëherë, kur matni parametrat e 2 FET-ve të portës, është e nevojshme të aplikoni një tension pozitiv në portën e dytë. Për këtë qëllim, pajisja ka një ndërprerës SA2.2, i cili ndryshon polaritetin e tensionit të marrë nga stabilizuesi i paragjykimit në të kundërtën. Në fakt, kjo është e vetmja arsye pse ky ndërprerës nuk kombinohet me çelësin e llojit të kanalit. Terminali "K" në shiritin XT4 mund të përdoret (ose të instaloni shtesë një tjetër) për të lidhur një portë të dytë, duke e lidhur atë me daljen e stabilizatorit të tensionit të paragjykimit (nuk tregohet në diagram).

Rregullatorët e tensionit duhet të kalibrohen - atëherë nuk ka nevojë të përdorni terminale dhe instrumente shtesë për matjen e Usi dhe Uzi. Për të mos ndërruar sondat e multimetrave gjatë matjeve, terminalet XT2 dhe XT3 lidhen në qark përmes urave përkatëse të diodës, dhe polariteti i tensioneve të furnizimit ndryshohet duke përdorur çelësin SA2. Vetë vlerat e tensionit duhet të vendosen siç janë dhënë në librat e referencës.

Shpesh mund të dëgjoni për rrezikun e dëmtimit të PT. elektriciteti statik nxitur nga furnizimi me energji përmes furnizimit me energji elektrike (gjithashtu nga një hekur saldimi, nga duart, veshjet, etj.). Sigurisht, është optimale të fuqizoni pajisjen nga Krona dhe një element AA, ndërsa rreziku i dëmtimit të PT nga statika e rrjetit është minimal. Dhe nëse tensionet e baterive të treguara janë të mjaftueshme për matjen e DC-ve me fuqi të ulët, atëherë kjo është ajo që duhet bërë - futni këto dy bateri në pajisje. Nga ana tjetër, përvoja ime praktike me pajisjen e prodhuar nuk ka çuar kurrë në dëmtim të PT. Natyrisht, kjo u lehtësua nga vetitë e caktuara të projektimit dhe pajtueshmëria me rregullat e zakonshme kur punoni me transistorë me efekt në terren. Transformatori T1 përdor izolimin e ndërthurjes së Teflonit, energjia DC e lidhur me pajisjen në qark përmes butonit "Matje" SB1. Nga rruga, transformatori që është më i arritshëm dhe më i përshtatshëm për këtë pajisje për sa i përket tensionit në mbështjelljet sekondare është TVK-70L2.

Rregulli më i thjeshtë është që terminalet PT para dhe kur lidhen me terminalet e pajisjes duhet të jenë gjithmonë të lidhura me qark të shkurtër (disa rrotullime të telit të hollë të butë të konsoliduar rreth terminaleve në bazën e tranzitorit). Gjatë matjeve, tela hiqet natyrshëm.

Pajisja është montuar në trupin e një AVO-63 të vjetër, ku ishte e mundur të vendosej një furnizim me energji elektrike dhe të përdorej një kokë matëse standarde treguese. Pamja e jashtme Pajisja është paraqitur në figurën 6. Terminalet e PT-së së testuar lidhen me lidhësin në fund të një kablloje të shkurtër nga furnizimi me energji i kompjuterit personal.

Si përfundim, duhet të theksohet se diagrami i mësipërm nuk është një dogmë, dhe kur zbatohet në një pajisje të vërtetë për një radio amator, ekziston një fushë e tërë e mundësive dhe opsioneve për ndryshimin e qarkut dhe dizajnit.

Vasily Kononenko (RA0CCN).

Një tranzistor, si një diodë, bazohet në fenomen p-n tranzicionit. Ata që dëshirojnë mund të rifreskojnë kujtesën e tyre për fizikën e proceseve që ndodhin në të ose.

Janë dhënë shpjegimet e nevojshme, kalojmë te tema.

Transistorët. Përkufizimi dhe historia

Transistor- një pajisje gjysmëpërçuese elektronike në të cilën rryma në një qark prej dy elektrodash kontrollohet nga një elektrodë e tretë. (transistors.ru)

Shumë shpejt, transistorët zëvendësuan tubat vakum në pajisje të ndryshme elektronike. Në këtë drejtim, besueshmëria e pajisjeve të tilla është rritur dhe madhësia e tyre është ulur ndjeshëm. Dhe deri më sot, pavarësisht se sa "i sofistikuar" është mikroqarku, ai ende përmban shumë transistorë (si dhe dioda, kondensatorë, rezistorë, etj.). Vetëm shumë të vogla.

Nga rruga, fillimisht "tranzistorët" ishin rezistorë, rezistenca e të cilëve mund të ndryshohej duke përdorur sasinë e tensionit të aplikuar. Nëse injorojmë fizikën e proceseve, atëherë një tranzistor modern mund të përfaqësohet gjithashtu si një rezistencë që varet nga sinjali që i jepet.

Cili është ndryshimi midis transistorëve me efekt në terren dhe atyre bipolarë? Përgjigja qëndron në vetë emrat e tyre. Në një transistor bipolar, transferimi i ngarkesës përfshin Dhe elektronet, Dhe vrima ("ancore" - dy herë). Dhe në fushë (aka unipolare) - ose elektronet, ose vrima.

Gjithashtu, këto lloje të transistorëve ndryshojnë në zonat e aplikimit. Ato bipolare përdoren kryesisht në teknologjinë analoge, dhe ato në terren - në teknologjinë dixhitale.

Dhe në fund: zona kryesore e aplikimit të çdo transistori- forcimi i një sinjali të dobët për shkak të një burimi shtesë të energjisë.

Tranzistor bipolar. Parimi i funksionimit. Karakteristikat kryesore

Para se të shqyrtojmë fizikën se si funksionon një transistor, le të përshkruajmë problemin e përgjithshëm.


Është si më poshtë: një rrymë e fortë rrjedh midis emetuesit dhe kolektorit ( rryma e kolektorit), dhe midis emetuesit dhe bazës ka një rrymë të dobët kontrolli ( rryma bazë). Rryma e kolektorit do të ndryshojë në varësi të ndryshimit të rrymës bazë. Pse?
Le të shqyrtojmë lidhjet p-n të tranzistorit. Ka dy prej tyre: emetues-bazë (EB) dhe bazë-mbledhës (BC). Në mënyrën aktive të funksionimit të tranzistorit, i pari prej tyre është i lidhur me paragjykim përpara, dhe i dyti me paragjykim të kundërt. Çfarë ndodh në kryqëzimet p-n? Për siguri më të madhe, ne do të shqyrtojmë një transistor n-p-n. Për p-n-p gjithçka është e ngjashme, vetëm fjala "elektrone" duhet të zëvendësohet me "vrima".

Meqenëse kryqëzimi EB është i hapur, elektronet lehtë "kalojnë" në bazë. Atje ata pjesërisht rikombinohen me vrima, por O Shumica prej tyre, për shkak të trashësisë së vogël të bazës dhe dopingut të ulët të saj, arrijnë të arrijnë tranzicionin bazë-mbledhës. E cila, siç kujtojmë, është e njëanshme e kundërt. Dhe meqenëse elektronet në bazë janë bartës të pakicës së ngarkesës, fusha elektrike e tranzicionit i ndihmon ata ta kapërcejnë atë. Kështu, rryma e kolektorit është vetëm pak më e vogël se rryma e emetuesit. Tani shikoni duart tuaja. Nëse rritni rrymën bazë, kryqëzimi EB do të hapet më shumë dhe më shumë elektrone mund të rrëshqasin midis emetuesit dhe kolektorit. Dhe meqenëse rryma e kolektorit fillimisht është më e madhe se rryma bazë, ky ndryshim do të jetë shumë, shumë i dukshëm. Kështu, sinjali i dobët i marrë në bazë do të përforcohet. Edhe një herë, një ndryshim i madh në rrymën e kolektorit është një reflektim proporcional i një ndryshimi të vogël në rrymën bazë.

Mbaj mend që parimi i funksionimit të një transistori bipolar iu shpjegua shokut të klasës duke përdorur shembullin e një rubineti uji. Uji në të është rryma e kolektorit, dhe rryma e kontrollit bazë është sa e rrotullojmë dorezën. Mjafton një forcë e vogël (veprim kontrolli) për të rritur rrjedhjen e ujit nga rubineti.

Përveç proceseve të konsideruara, një sërë fenomenesh të tjera mund të ndodhin në kryqëzimet p-n të tranzistorit. Për shembull, me një rritje të fortë të tensionit në kryqëzimin bazë-mbledhës, mund të fillojë shumëzimi i ngarkesës së ortekëve për shkak të jonizimit të ndikimit. Dhe së bashku me efektin e tunelit, kjo së pari do të japë një avari elektrike dhe më pas (me rritjen e rrymës) një avari termike. Sidoqoftë, prishja termike në një tranzistor mund të ndodhë pa prishje elektrike (d.m.th., pa rritur tensionin e kolektorit në tensionin e prishjes). Një rrymë e tepërt përmes kolektorit do të jetë e mjaftueshme për këtë.

Një fenomen tjetër është për faktin se kur ndryshojnë tensionet në kryqëzimet e kolektorit dhe emetuesit, trashësia e tyre ndryshon. Dhe nëse baza është shumë e hollë, atëherë mund të ndodhë një efekt mbyllës (i ashtuquajturi "birë" i bazës) - një lidhje midis kryqëzimit të kolektorit dhe kryqëzimit të emetuesit. Në këtë rast, rajoni bazë zhduket dhe transistori ndalon së punuari normalisht.

Rryma e kolektorit e tranzitorit në mënyrën normale aktive të funksionimit të tranzitorit është më e madhe se rryma bazë për një numër të caktuar herë. Ky numër quhet fitimi aktual dhe është një nga parametrat kryesorë të tranzistorit. Është caktuar h21. Nëse tranzistori ndizet pa ngarkesë në kolektor, atëherë në një tension konstant kolektor-emiter raporti i rrymës së kolektorit me rrymën bazë do të japë fitimi i rrymës statike. Mund të jetë e barabartë me dhjetëra ose qindra njësi, por vlen të merret parasysh fakti që në qarqet reale ky koeficient është më i vogël për faktin se kur ngarkesa ndizet, rryma e kolektorit zvogëlohet natyrshëm.

Parametri i dytë i rëndësishëm është rezistenca e hyrjes së tranzistorit. Sipas ligjit të Ohm-it, është raporti i tensionit midis bazës dhe emetuesit me rrymën e kontrollit të bazës. Sa më i madh të jetë, aq më e ulët është rryma bazë dhe aq më i lartë është fitimi.

Parametri i tretë i një transistori bipolar është fitimi i tensionit. Është i barabartë me raportin e amplitudës ose vlerave efektive të tensioneve alternative të daljes (emiter-mbledhës) dhe hyrjes (bazë-emiter). Meqenëse vlera e parë është zakonisht shumë e madhe (njësi dhe dhjetëra volt), dhe e dyta është shumë e vogël (të dhjetat volt), ky koeficient mund të arrijë dhjetëra mijëra njësi. Vlen të përmendet se çdo sinjal i kontrollit bazë ka fitimin e vet të tensionit.

Transistorët gjithashtu kanë reagimi i frekuencës, i cili karakterizon aftësinë e tranzistorit për të përforcuar një sinjal frekuenca e të cilit i afrohet frekuencës së amplifikimit të ndërprerjes. Fakti është se me rritjen e frekuencës së sinjalit të hyrjes, fitimi zvogëlohet. Kjo për faktin se koha e shfaqjes së proceseve fizike kryesore (koha e lëvizjes së transportuesve nga emetuesi në kolektor, ngarkimi dhe shkarkimi i kryqëzimeve kapacitive të pengesës) bëhet në përpjesëtim me periudhën e ndryshimit të sinjalit të hyrjes. . Ato. transistori thjesht nuk ka kohë të reagojë ndaj ndryshimeve në sinjalin e hyrjes dhe në një moment thjesht ndalon amplifikimin e tij. Frekuenca në të cilën ndodh kjo quhet kufiri.

Gjithashtu, parametrat e tranzistorit bipolar janë:

• kolektor-emiter i rrymës së kundërt
• në kohë
• rryma e kundërt e kolektorit
• rryma maksimale e lejuar

E kushtëzuar shënimi n-p-n Dhe tranzistorë pnp Ato ndryshojnë vetëm në drejtimin e shigjetës që tregon emetuesin. Ai tregon se si rrjedh rryma në një tranzistor të caktuar.

Mënyrat e funksionimit të një transistori bipolar

1. Modaliteti i kundërt aktiv. Këtu tranzicioni BC është i hapur, por përkundrazi, KZ është i mbyllur. Karakteristikat e amplifikimit në këtë mënyrë, natyrisht, janë më të këqija se kurrë, kështu që transistorët përdoren shumë rrallë në këtë mënyrë.
2. Mënyra e ngopjes. Të dy vendkalimet janë të hapura. Prandaj, transportuesit kryesorë të ngarkesës së kolektorit dhe emetuesit "vrapojnë" në bazë, ku ata rikombinohen në mënyrë aktive me transportuesit e tij kryesorë. Për shkak të tepricës që rezulton të transportuesve të ngarkesës, rezistenca e kryqëzimeve bazë dhe p-n zvogëlohet. Prandaj, një qark që përmban një transistor në modalitetin e ngopjes mund të konsiderohet i qarkulluar, dhe vetë ky element radio mund të përfaqësohet si një pikë ekuipotenciale.
3. Modaliteti i ndërprerjes. Të dy tranzicionet e tranzistorit janë të mbyllura, d.m.th. rryma e bartësve kryesorë të ngarkesës midis emetuesit dhe kolektorit ndalon. Rrjedhat e transportuesve të ngarkesës së pakicës krijojnë vetëm rryma të vogla dhe të pakontrollueshme të tranzicionit termik. Për shkak të varfërisë së bazës dhe tranzicionit me transportuesit e ngarkesës, rezistenca e tyre rritet shumë. Prandaj, shpesh besohet se një transistor që funksionon në modalitetin e ndërprerjes përfaqëson një qark të hapur.
4. Mënyra e pengesës Në këtë mënyrë, baza lidhet drejtpërdrejt ose përmes një rezistence të ulët me kolektorin. Një rezistencë është gjithashtu e përfshirë në qarkun e kolektorit ose emetuesit, i cili vendos rrymën përmes transistorit. Kjo krijon ekuivalentin e një qarku diodë me një rezistencë në seri. Kjo mënyrë është shumë e dobishme, pasi lejon që qarku të funksionojë në pothuajse çdo frekuencë, në një gamë të gjerë temperaturash dhe është i pakërkueshëm për parametrat e transistorëve.

Qarqet komutuese për transistorët bipolarë

Meqenëse transistori ka tre kontakte, atëherë rast i përgjithshëm Fuqia duhet t'i furnizohet atij nga dy burime, të cilat së bashku prodhojnë katër dalje. Prandaj, një nga kontaktet e tranzitorit duhet të furnizohet me një tension të së njëjtës shenjë nga të dy burimet. Dhe në varësi të llojit të kontaktit, ekzistojnë tre qarqe për lidhjen e transistorëve bipolarë: me një emetues të përbashkët (CE), një kolektor të përbashkët (OC) dhe një bazë të përbashkët (CB). Secila prej tyre ka si avantazhe ashtu edhe disavantazhe. Zgjedhja midis tyre bëhet në varësi të cilës parametra janë të rëndësishëm për ne dhe cilët mund të sakrifikohen.

Qarku i lidhjes me emetues të përbashkët

Por përveç të gjitha të mirave, skema OE ka gjithashtu një pengesë të konsiderueshme. Ai qëndron në faktin se një rritje e frekuencës dhe temperaturës çon në një përkeqësim të ndjeshëm të vetive të amplifikimit të tranzistorit. Kështu, nëse transistori duhet të funksionojë në frekuencave të larta, atëherë është më mirë të përdorni një qark tjetër komutues. Për shembull, me një bazë të përbashkët.

Diagrami i lidhjes me një bazë të përbashkët

Në një qark me bazë të përbashkët, faza e sinjalit nuk përmbyset dhe niveli i zhurmës në frekuenca të larta zvogëlohet. Por, siç u përmend tashmë, fitimi i tij aktual është gjithmonë pak më i vogël se uniteti. Vërtetë, fitimi i tensionit këtu është i njëjtë si në një qark me një emetues të përbashkët. Disavantazhet e një qarku bazë të përbashkët përfshijnë gjithashtu nevojën për të përdorur dy furnizime me energji elektrike.

Diagrami i lidhjes me një kolektor të përbashkët

Më lejoni t'ju kujtoj se reagimet negative janë reagime të tilla në të cilat sinjali i daljes kthehet në hyrje, duke ulur kështu nivelin e sinjalit hyrës. Kështu, rregullimi automatik ndodh kur parametrat e sinjalit të hyrjes ndryshojnë aksidentalisht

Fitimi i rrymës është pothuajse i njëjtë si në qarkun e emetuesit të zakonshëm. Por fitimi i tensionit është i vogël (pengesa kryesore e këtij qarku). I afrohet unitetit, por është gjithmonë më pak se ai. Kështu, fitimi i fuqisë është i barabartë me vetëm disa dhjetëra njësi.

Në një qark të përbashkët kolektori, nuk ka zhvendosje fazore midis tensionit të hyrjes dhe daljes. Meqenëse fitimi i tensionit është afër unitetit, tensioni i daljes faza dhe amplituda përkojnë me atë hyrëse, d.m.th., e përsërit atë. Kjo është arsyeja pse një qark i tillë quhet ndjekës emetues. Emiter - sepse voltazhi i daljes hiqet nga emetuesi në lidhje me telin e përbashkët.

Kjo lidhje përdoret për të përputhur fazat e tranzitorit ose kur burimi i sinjalit të hyrjes ka një impedancë të lartë hyrëse (për shembull, një marrje piezoelektrike ose një mikrofon kondensator).

Dy fjalë për kaskadat

Mund të ketë gjithashtu nevojë për një tranzistor me ndjeshmëri të mirë dhe në të njëjtën kohë fitim të mirë. Në raste të tilla, përdoret një kaskadë e një transistori të ndjeshëm, por me fuqi të ulët (VT1 në figurë), i cili kontrollon furnizimin me energji të një shoku më të fuqishëm (VT2 në figurë).

Aplikime të tjera të transistorëve bipolarë

Shënimi

Janë transistorë bipolarë. Qarqet komutuese varen nga lloji i përçueshmërisë që kanë (vrima ose elektronike) dhe funksionet që kryejnë.

Klasifikimi

Transistorët ndahen në grupe:

1. Sipas materialeve: arsenidi i galiumit dhe silikoni përdoren më shpesh.
2. Sipas frekuencës së sinjalit: e ulët (deri në 3 MHz), e mesme (deri në 30 MHz), e lartë (deri në 300 MHz), ultra e lartë (mbi 300 MHz).
3. Nga fuqia maksimale e shpërndarjes: deri në 0,3 W, deri në 3 W, më shumë se 3 W.
4. Sipas llojit të pajisjes: tre shtresa të lidhura gjysmëpërçuesi me ndryshime të alternuara në metodat e drejtpërdrejta dhe të kundërta të përcjelljes së papastërtive.

Si funksionojnë transistorët?

Shtresat e jashtme dhe të brendshme të tranzistorit janë të lidhura me elektroda furnizimi, të quajtura përkatësisht emetues, kolektor dhe bazë.

Emituesi dhe kolektori nuk ndryshojnë nga njëri-tjetri në llojet e përçueshmërisë, por shkalla e dopingut me papastërtitë në këtë të fundit është shumë më e ulët. Kjo siguron një rritje të tensionit të lejuar të daljes.

Baza, e cila është shtresa e mesme, ka rezistencë të lartë sepse është bërë nga një gjysmëpërçues lehtë i dopuar. Ka një zonë të konsiderueshme kontakti me kolektorin, i cili përmirëson heqjen e nxehtësisë së krijuar për shkak të anshmërisë së kundërt të kryqëzimit, dhe gjithashtu lehtëson kalimin e transportuesve të pakicës - elektroneve. Megjithëse shtresat e tranzicionit bazohen në të njëjtin parim, transistori është një pajisje asimetrike. Kur ndryshoni vendndodhjet e shtresave të jashtme me të njëjtën përçueshmëri, është e pamundur të merren parametra të ngjashëm të pajisjes gjysmëpërçuese.

Qarqet komutuese janë të afta ta mbajnë atë në dy gjendje: mund të jetë i hapur ose i mbyllur. Në modalitetin aktiv, kur transistori është i ndezur, paragjykimi i emetuesit të kryqëzimit bëhet në drejtimin përpara. Për ta konsideruar vizualisht këtë, për shembull, në një triodë gjysmëpërçues lloji n-p-n, duhet të furnizohet me tension nga burimet siç tregohet në figurën më poshtë.

Kufiri në kryqëzimin e dytë të kolektorit është i mbyllur dhe asnjë rrymë nuk duhet të rrjedhë nëpër të. Por në praktikë ndodh e kundërta për shkak të afërsisë së kalimeve me njëri-tjetrin dhe ndikimit të tyre reciprok. Meqenëse "minus" i baterisë është i lidhur me emetuesin, kryqëzimi i hapur lejon që elektronet të hyjnë në zonën bazë, ku ato rikombinohen pjesërisht me vrima - bartësit e shumicës. Formohet një rrymë bazë I b. Sa më i fortë të jetë, aq më i madh është proporcionalisht rryma e daljes. Përforcuesit që përdorin transistorë bipolarë funksionojnë në këtë parim.

Vetëm lëvizja e difuzionit të elektroneve ndodh përmes bazës, pasi nuk ka asnjë veprim të fushës elektrike atje. Për shkak të trashësisë së parëndësishme të shtresës (mikron) dhe madhësisë së madhe të grimcave të ngarkuara negativisht, pothuajse të gjitha bien në zonën e kolektorit, megjithëse rezistenca e bazës është mjaft e lartë. Atje ata tërhiqen nga fusha elektrike e tranzicionit, e cila nxit transferimin e tyre aktiv. Rrymat e kolektorit dhe emetuesit janë pothuajse të barabarta me njëra-tjetrën, nëse neglizhojmë humbjen e lehtë të ngarkesave të shkaktuara nga rikombinimi në bazë: I e = I b + I c.

Parametrat e tranzistorit

1. Koeficientët e fitimit për tensionin U eq /U të jetë dhe rryma: β = I në /I b (vlerat aktuale). Në mënyrë tipike, koeficienti β nuk kalon 300, por mund të arrijë 800 ose më shumë.
2. Impedanca e hyrjes.
3. Përgjigja e frekuencës është performanca e një tranzistori deri në një frekuencë të caktuar, mbi të cilën proceset kalimtare në të nuk përputhen me ndryshimet në sinjalin e furnizuar.

Tranzistor bipolar: qarqet komutuese, mënyrat e funksionimit

Mënyrat e funksionimit ndryshojnë në varësi të mënyrës se si është montuar qarku. Sinjali duhet të aplikohet dhe të hiqet në dy pika për çdo rast, dhe vetëm tre terminale janë të disponueshëm. Nga kjo rrjedh se një elektrodë duhet t'i përkasë njëkohësisht hyrjes dhe daljes. Kështu ndizet çdo transistor bipolar. Skemat e ndërrimit: OB, OE dhe OK.

1. Skema me OK

Qarku i lidhjes me një kolektor të përbashkët: sinjali furnizohet me një rezistencë R L, e cila gjithashtu përfshihet në qarkun e kolektorit. Kjo lidhje quhet qark i përbashkët kolektor.

Ky opsion krijon vetëm fitim aktual. Avantazhi i një ndjekësi emetuesi është krijimi i një rezistence të lartë hyrëse (10-500 kOhm), e cila lejon përputhjen e përshtatshme të fazave.

2. Skema me OB

Qarku i lidhjes për një transistor bipolar me një bazë të përbashkët: sinjali hyrës hyn përmes C 1, dhe pas amplifikimit ai hiqet në qarkun e kolektorit dalës, ku elektroda bazë është e zakonshme. Në këtë rast, krijohet një fitim i tensionit i ngjashëm me punën me OE.

Disavantazhi është rezistenca e ulët e hyrjes (30-100 Ohms), dhe qarku me OB përdoret si oshilator.

3. Skema me OE

Në shumë raste, kur përdoren transistorë bipolarë, qarqet komutuese bëhen kryesisht me një emetues të përbashkët. Tensioni i furnizimit furnizohet përmes rezistencës së ngarkesës R L, dhe poli negativ i furnizimit me energji të jashtme është i lidhur me emetuesin.

Sinjali i alternuar nga hyrja arrin në emetuesin dhe elektrodat bazë (V in), dhe në qarkun e kolektorit bëhet më i madh në vlerë (V CE). Elementet kryesore të qarkut: një tranzistor, një rezistencë R L dhe një qark dalës i amplifikatorit me fuqi të jashtme. Ndihmës: kondensatori C 1, duke parandaluar kalimin DC në qarkun e sinjalit hyrës të furnizuar, dhe rezistenca R 1, përmes së cilës hapet transistori.

Në qarkun e kolektorit, tensionet në daljen e tranzitorit dhe në rezistencën R L janë së bashku të barabarta me vlerën e EMF: V CC = I C R L + V CE.

Kështu, një sinjal i vogël V në hyrje vendos ligjin e ndryshimit të tensionit të furnizimit të drejtpërdrejtë në tension të alternuar në daljen e konvertuesit të kontrolluar të transistorit. Qarku siguron një rritje të rrymës së hyrjes me 20-100 herë, dhe tensionin me 10-200 herë. Prandaj, fuqia gjithashtu rritet.

Disavantazhi i qarkut: rezistencë e ulët e hyrjes (500-1000 Ohms). Për këtë arsye, lindin probleme në formimin e rezistencës së daljes prej 2-20 kOhm.

Diagramet e mëposhtme tregojnë se si funksionon një transistor bipolar. Nëse nuk merren masa shtesë, performanca e tyre do të ndikohet shumë nga ndikimet e jashtme, si mbinxehja dhe frekuenca e sinjalit. Gjithashtu, tokëzimi i emetuesit krijon shtrembërim jolinear në dalje. Për të rritur besueshmërinë e funksionimit, qarku është i lidhur reagimet, filtra, etj. Në këtë rast, fitimi zvogëlohet, por pajisja bëhet më efikase.

Mënyrat e funksionimit

Funksionet e tranzistorit ndikohen nga vlera e tensionit të lidhur. Të gjitha mënyrat e funksionimit mund të shfaqen nëse përdoret qarku i paraqitur më parë për lidhjen e një transistori bipolar me një emetues të përbashkët.

1. Modaliteti i ndërprerjes

Kjo mënyrë krijohet kur vlera e tensionit V BE zvogëlohet në 0,7 V. Në këtë rast, kryqëzimi i emetuesit mbyllet dhe nuk ka rrymë kolektori, pasi nuk ka elektrone të lirë në bazë. Kështu, transistori fiket.

2. Modaliteti aktiv

Nëse në bazë aplikohet një tension i mjaftueshëm për të ndezur tranzistorin, shfaqet një rrymë e vogël hyrëse dhe shfaqet një rrymë dalëse e rritur, në varësi të madhësisë së fitimit. Pastaj transistori do të funksionojë si një përforcues.

3. Mënyra e ngopjes

Modaliteti ndryshon nga ai aktiv në atë që transistori hapet plotësisht dhe rryma e kolektorit arrin vlerën maksimale të mundshme. Rritja e saj mund të arrihet vetëm duke ndryshuar EMF-në e aplikuar ose ngarkesën në qarkun e daljes. Kur ndryshon rryma bazë, rryma e kolektorit nuk ndryshon. Modaliteti i ngopjes karakterizohet nga fakti se tranzistori është jashtëzakonisht i hapur, dhe këtu shërben si ndërprerës në gjendjen e ndezjes. Qarqet për ndezjen e transistorëve bipolarë kur kombinohen mënyrat e ndërprerjes dhe ngopjes bëjnë të mundur krijimin e çelsave elektronikë me ndihmën e tyre.

Të gjitha mënyrat e funksionimit varen nga natyra e karakteristikave të daljes të paraqitura në grafik.

Ato mund të demonstrohen qartë nëse është montuar një qark për ndezjen e një transistori bipolar me një OE.

Nëse vizatoni në boshtet e ordinatave dhe abshisave segmentet që korrespondojnë me rrymën maksimale të mundshme të kolektorit dhe vlerën e tensionit të furnizimit V CC, dhe më pas lidhni skajet e tyre me njëri-tjetrin, do të merrni një linjë ngarkese (e kuqe). Ai përshkruhet me shprehjen: I C = (V CC - V CE)/R C. Nga figura rezulton se pika e funksionimit, e cila përcakton rrymën IC të kolektorit dhe tensionin V CE, do të zhvendoset përgjatë vijës së ngarkesës nga poshtë lart me rritjen e rrymës bazë I V.

Zona ndërmjet boshtit V CE dhe karakteristikës së parë të daljes (me hije), ku I B = 0, karakterizon modalitetin e ndërprerjes. Në këtë rast, rryma e kundërt I C është e papërfillshme, dhe transistori është i mbyllur.

Karakteristika më e lartë në pikën A kryqëzohet me ngarkesën direkte, pas së cilës, me një rritje të mëtejshme në I B, rryma e kolektorit nuk ndryshon më. Zona e ngopjes në grafik është zona e hijezuar midis boshtit I C dhe karakteristikës më të pjerrët.

Si sillet një transistor në mënyra të ndryshme?

Transistori funksionon me sinjale të ndryshueshme ose konstante që hyjnë në qarkun e hyrjes.

Tranzistor bipolar: qarqe komutuese, përforcues

Në pjesën më të madhe, transistori shërben si një përforcues. Një sinjal i alternuar në hyrje bën që rryma e tij e daljes të ndryshojë. Këtu mund të përdorni skemat me OK ose me OE. Sinjali kërkon një ngarkesë në qarkun e daljes. Zakonisht një rezistencë përdoret në qarkun e kolektorit të daljes. Nëse zgjidhet saktë, voltazhi i daljes do të jetë dukshëm më i lartë se ai i hyrjes.

Funksionimi i amplifikatorit është qartë i dukshëm në diagramet e kohës.

Kur konvertohen sinjalet e pulsit, modaliteti mbetet i njëjtë si për ato sinusoidale. Cilësia e konvertimit të përbërësve të tyre harmonikë përcaktohet nga karakteristikat e frekuencës së transistorëve.

Funksionimi në modalitetin e ndërrimit

Projektuar për ndërrimin pa kontakt të lidhjeve brenda qarqet elektrike. Parimi është ndryshimi i rezistencës së tranzistorit në hapa. Lloji bipolar është mjaft i përshtatshëm për kërkesat e pajisjes kryesore.

konkluzioni

Elementet gjysmëpërçues përdoren në qarqet e konvertimit të sinjalit elektrik. Aftësitë universale dhe klasifikimi i madh lejojnë që transistorët bipolarë të përdoren gjerësisht. Qarqet komutuese përcaktojnë funksionet e tyre dhe mënyrat e funksionimit. Shumë varet gjithashtu nga karakteristikat.

Qarqet bazë komutuese të transistorëve bipolarë amplifikojnë, gjenerojnë dhe konvertojnë sinjalet hyrëse, si dhe ndërrojnë qarqet elektrike.