tranzistoare bipolare
Tranzistorul bipolar este un dispozitiv semiconductor care are două joncțiune electron-gol, formată într-un bloc semiconductor de cristal unic. Aceste tranziții sunt formate în zona de semiconductoare cu trei tipuri diferite de conductivitate. O zonă de margine numită emițător (E), celălalt - un colector (C), media - o bază (B). Pentru fiecare regiune, terminalele metalice sunt lipite pentru a transforma tranzistorul în circuit.
Conductivitatea electrică a bazei de conductivitate opusă emițător și colector. În funcție de ordinea alternării n-regiuni P- și tranzistori distinși cu structura p-n-p și n-p-n. Notația grafică Condiționată tranzistorii p-n-p și n-p-n diferă numai în direcția indicată de săgeată la electrodul, indicând emițător.
Principiul de funcționare a tranzistorilor p-n-p și n-p-n este identic, deci numai funcționarea tranzistorului vor fi luate în considerare în viitor, cu structura p-n-p.
O joncțiune pn formată de emițător și baza, numită emițător și colector și de bază - colector. Distanța dintre tranzițiile foarte scăzută: în tranzistor de înaltă frecvență este mai mică de 10 microni (1 micron = 0,001 mm), în timp ce frecvența joasă nu depășește 50 de microni.
În timpul funcționării, tranziții tranzistor ajunge la tensiunea de externe de la sursa de alimentare. În funcție de polaritatea acestor tensiuni, fiecare tranziție poate fi inclus atât înainte și direcția inversă. Există trei moduri de funcționare a tranzistorului 1) modul de oprire - ambele tranziții și, în consecință, tranzistorul este complet închis; 2) saturație - tranzistorul este complet deschis, și 3) un mod activ - un mod de intermediar între primele două. cutoff și saturația regimurilor utilizate împreună în etape-cheie atunci când tranzistorul este alternativ complet deschis, complet blocată la frecvența impulsurilor care ajung la baza sa. Cascades lucrează în modul de comutare, utilizate în circuite de impulsuri (comutare de alimentare, etapele de ieșire a liniei de scanare televizoare și altele.). Parțial în modul de tăiere poate opera treptele de putere amplificatoare de ieșire.
Cel mai frecvent utilizat tranzistor în modul activ. Un astfel de mod determinat prin aplicarea unei cantități mici de tensiune de bază tranzistor, care se numește tensiunea de offset (U cm.) Și redeschise tranziții tranzistor prin porniri curente să curgă. Principiul de funcționare tranzistor se bazează pe faptul că o cantitate relativ mică de curgere a curentului prin joncțiunea emitor (curentul de bază), controlează curentul de valoare mai mare în circuitul colector. emițător curent este suma curenților de bază și colector.
Modul de tăiere tranzistor se obține atunci când emițător și colector p-n-tranzițiile conectate la surse externe într-o direcție inversă. În acest caz, prin cele două p-n tranziție este foarte mică flux invers curenții emițător (IEBO) și colector (I CCD). curent de bază este suma acestor curente și, în funcție de tipul de tranzistor este în intervalul de unități microamperi - uA (în tranzistori de siliciu) la mai multe miliamperi - mA (tranzistoare y germaniului).
Dacă emițător și colector p-n-tranzițiile conectarea la surse externe în direcția înainte, tranzistorul va fi în modul de saturație. Difuzia emițător câmp electric și joncțiunile colectoare vor fi atenuate parțial de câmpul electric produs de surse externe și DL U U KB. Ca urmare, un potențial obstacol este redus, ceea ce a limitat difuzia purtătorilor de sarcină majoritară și începe penetrarea (injecție) de găuri de la colector la emițător și de bază, adică, prin emițător și colector curenții tranzistorului vor curge, numite emițător curenții de saturație (I E.nas) și colector (I K.nas).
Pentru amplificarea semnalelor aplicate funcționării tranzistor activ.
Atunci când tranzistorul în modul său activ, joncțiunea emitor înainte și colector - în direcția opusă.
Sub influența unei tensiuni de injecție directă gaura UEB are loc de emițător în bază. Odată ajuns în baza de tip n, găurile acestea sunt purtătorii de sarcină minoritari și prin forțele de difuzie mișcare (difuză) la colector p-n-joncțiune. O parte din găurile din baza este umplut (recombina), disponibil în electroni liberi. Cu toate acestea, lățimea de bază este mică - de la câteva până la 10 microni. Prin urmare, partea principală a orificiilor atinge colector p-n-tranziție, iar domeniul său electric fiind transferat în rezervor. Evident, actualul IK p colector nu poate fi mai mare decât curentul de emitor, ca parte a găurilor recombina în baza. Prin urmare, IK p = h21BIe
Cantitatea h21B numit raport de transfer static curent al emițător. Pentru tranzistori moderne h21B = 0,90. 0.998. Deoarece joncțiunea colector este inclusă în sens invers (de multe ori vorbesc - este decalat în sensul invers), de asemenea, curge prin CCD I curent invers. bază formată de purtătorilor minoritari (găuri) și colectorul (electroni). Prin urmare, colectorul de curent al tranzistorului inclus în circuitul cu bază comună
I a = h + Ie 21B IKBO
Găurile nu vin până la joncțiunea colector și recombina (completat) în baza de date, aceasta a raportat o sarcină pozitivă. Pentru a restabili bazele neutralității electrice de pe circuitul exterior primește aceeași cantitate de electroni. Deplasarea electronilor din circuitul extern la bază creează recombinare în ea curent I B.rek. În plus față de recombinarea are loc prin baza curentului colector invers în direcția opusă și complet curentul de bază
I B = I B.rek - IKBO
În modul activ, curentul de bază în zeci sau sute de ori mai mic decât curentul de colector și curentul emițător.
În schema anterioară circuitul electric format de către sursa U EB. emițător și baza tranzistorului, numit de intrare și circuitul format de sursa U CB. colector și de bază a tranzistorului - ieșire. Electrodul de bază al tranzistorului este partajat pentru circuitele de intrare și de ieșire, astfel încât includerea sa este numit circuitul comun de bază, sau scurt „pe circuitul“.
Următoarea figură prezintă o diagramă în care electrodul comun pentru circuitul de intrare și de ieșire este un emițător. Acest circuit de comutare cu un emițător comun sau prescurtat ca „sistem de MA.“
În ea curentul de ieșire, la fel ca în Schema ON, un curent de colector I K. caracterizat ușor de curentul I e emițător. și de intrare - de bază I B. curent considerabil mai mic decât curentul de colector. Comunicarea între curenții I B și K din schema I MA este determinată de ecuația: I = H21 E K I P + IKEO
Coeficientul de proporționalitate H21 E se numește curent static coeficient de transmisie de bază. Acesta poate fi exprimat printr-un raport static de transfer curent al emițător h21B
H21 = h21B E / (1 - h21B)
În cazul în care se află h21B 0.9. 0998, valoarea E corespunzătoare H21 va fi în termen de 9. 499.
Componenta I voucher numit colector de curent inversă în sistemul MA. Valoarea sa în H21 E 1+ ori mai mult decât a BWC. T. E. I voletului = (1+ H21 E) CCD. Reverse curenți I CCD și eu voletului nu depinde de tensiunea de intrare U și U EB EB și, prin urmare, numite componente necontrolate ale curentului de colector. Acești curenți sunt puternic dependente de temperatura mediului ambiant și determinarea caracteristicilor de temperatură ale tranzistorului. Se constată că CCD I curent invers este dublată când temperatura crește cu 10 ° C timp de germaniu și 8 ° C pentru tranzistoare de siliciu. În schimbările de temperatură Schema MA necontrolată curent inversă poate zeci IKEO sau sute de ori mai mare decât schimbările de temperatură necontrolată CCD curent I inversă și complet perturba operarea tranzistorului. Prin urmare, în circuitele de tranzistor fac obiectul unor măsuri speciale de etape de stabilizare tranzistor termice care reduc efectul modificărilor de temperatură privind funcționarea curentă a tranzistorului.
În practică, circuitul întâlnit adesea în care electrodul comun pentru circuitele de intrare și de ieșire ale tranzistorului este colectorul. Acest circuit de comutare cu colector comun, sau „circuit OK“ (emițător adept).
Indiferent de tranzistor de circuit pentru ea este întotdeauna adevărat ecuație privind curenții de electrozi săi:
Ie = I a + I B.
Evaluarea comparativă a comutarea circuitelor de tranzistoare bipolare
KI - câștig curent
KU - câștig de tensiune