Transistorid - põhitõed, tüübid ja kiidurežiimid

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Transistori sissejuhatus:

Varem oli elektroonilise seadme kriitiline ja oluline komponent vaakumtoru, milleks see on elektrontoru juhtida elektrivoolu . Vaakumtorud töötasid, kuid need on mahukad, vajavad suuremat tööpinge, suurt energiatarbimist, madalamat efektiivsust ja katoodielektrone kiirgavad materjalid on töös ära kasutatud. Nii jõudis see lõpuks kuumana, mis lühendas toru eluiga. Nende probleemide lahendamiseks leiutasid John Bardeen, Walter Brattain ja William Shockley Bell Labsis 1947. aastal transistori. See uus seade oli palju elegantsem lahendus vaakumtorude paljude põhiliste piirangute ületamiseks.

Transistor on pooljuhtseade, mis suudab nii juhtida kui ka isoleerida. Transistor võib toimida lüliti ja võimendina. See muudab helilained elektroonilisteks laineteks ja takistiteks, kontrollides elektroonilist voolu. Transistorid on väga pika elueaga, väiksema suurusega, suurema ohutuse huvides võivad need töötada madalama pingega toiteallikatel ja ei vaja hõõgvoolu. Esimene transistor valmistati germaaniumist. Transistor täidab vaakumtoru trioodiga sama funktsiooni, kuid vaakumkambris kuumutatud elektroodide asemel kasutab pooljuhtsõlme. See on kaasaegsete elektroonikaseadmete põhiline ehitusmaterjal ja seda leidub kõikjal tänapäevastes elektroonilistes süsteemides.




Transistori põhitõed:

Transistor on kolme terminaliga seade. Nimelt

  • Baas: see vastutab transistori aktiveerimise eest.
  • Kollektsionäär: see on positiivne juhtpositsioon.
  • Emitter: See on negatiivne plii.

Transistori põhiidee on see, et see võimaldab teil juhtida voolu läbi ühe kanali, muutes teise kanali kaudu voolava palju väiksema voolu intensiivsust.



Transistoride tüübid:

Transistoreid on kahte tüüpi. Need on bipolaarse ristmikuga transistorid (BJT), väljatransistorid (FET). Aluse ja emitteri vahel voolab väike vool, mida baasklemm suudab kontrollida suuremat vooluhulka kollektori ja emitteri klemmide vahel. Väljatransistori jaoks on sellel ka kolm klemmi, need on värav, allikas ja äravool ning väravas olev pinge saab kontrollida allika ja äravoolu vahelist voolu. BJT ja FET lihtsad skeemid on toodud alloleval joonisel:

Bipolaarse ristmiku transistor (BJT)

Bipolaarse ristmiku transistor (BJT)

Väljatransistorid (FET)

Väljatransistorid (FET)

Nagu näete, on transistore erineva suuruse ja kujuga. Kõigil neil transistoridel on ühine omadus see, et neil kõigil on kolm juhet.


  • Bipolaarse ristmiku transistor:

Bipolaarse ristmiku transistoril (BJT) on kolm klemmi, mis on ühendatud kolme legeeritud pooljuhtpiirkonnaga. Sellel on kaks tüüpi, P-N-P ja N-P-N.

P-N-P transistor, mis koosneb N-legeeritud pooljuhtkihist kahe P-legeeritud materjali kihi vahel. Kollektorisse sisenev baasvool võimendub selle väljundis.

See on siis, kui PNP transistor on SEES, kui selle alus tõmmatakse emitteri suhtes madalale. PNP-transistori nooled tähistavad voolu suuna suunda, kui seade on aktiivses edastamisrežiimis.

PNP tööskeem

N-P-N transistor, mis koosneb P-legeeritud pooljuhtkihist kahe N-legeeritud materjali kihi vahel. Aluse võimendamisel saame kõrge kollektori ja emitteri voolu.

See on siis, kui NPN transistor on SEES, kui selle alus tõmmatakse emitteri suhtes madalale. Kui transistor on ON-olekus, on vooluvool transistori kollektori ja emitteri vahel. P-tüüpi piirkonna vähemuskandjate põhjal liiguvad elektronid emitterist kollektorisse. See võimaldab suuremat voolu ja kiiremat töötamist seetõttu, et enamik tänapäeval kasutatavaid bipolaarseid transistore on NPN.

NPN tööskeem

  • Väljatransistor (FET):

Väljatransistor on unipolaarne transistor, juhtimiseks kasutatakse N-kanaliga FET või P-kanaliga FET-i. FET-i kolm klemmi on allikas, värav ja äravool. Põhilised n-kanalilised ja p-kanalilised FET-id on näidatud ülal. N-kanaliga FET-i jaoks on seade ehitatud n-tüüpi materjalist. Allika ja äravoolu vahel toimib siis tüüpi materjal takistusena.

See transistor kontrollib aukude või elektronide positiivseid ja negatiivseid kandjaid. FET-kanal moodustub positiivsete ja negatiivsete laengukandjate liikumisel. FET kanal, mis on valmistatud räni.

FET-sid on palju, MOSFET, JFET jne. Rakendused on madala müratasemega võimendis, puhvervõimendis ja analooglülitis.

Bipolaarse ristmiku transistori kallutamine

Diood NPN-PNP

Transistorid on kõige olulisemad pooljuhtseadised, mis on hädavajalikud peaaegu kõigi ahelate jaoks. Neid kasutatakse vooluringides elektrooniliste lülitite, võimenditena jne. Transistorid võivad olla NPN, PNP, FET, JFET jne, millel on elektroonilistes ahelates erinevad funktsioonid. Vooluahela nõuetekohaseks tööks on vajalik transistori kallutamine takisti võrkude abil. Tööpunkt on väljundi omaduste punkt, mis näitab kollektor-emitteri pinget ja kollektori voolu ilma sisendsignaalita. Tööpunkt on tuntud ka kui eelarvepunkt või Q-punkt (vaikepunkt).

Eelpingestamisel nimetatakse takisteid, kondensaatoreid või toitepinget jne, et tagada transistoride korralikud tööomadused. Alalisvoolu kallutamist kasutatakse alalisvoolu kollektori voolu saamiseks teatud kollektori pingel. Selle pinge ja voolu väärtust väljendatakse Q-punktina. Transistori võimendi konfiguratsioonis on IC (max) maksimaalne vool, mis võib läbi transistori voolata, ja VCE (max) on seadme peal rakendatav maksimaalne pinge. Transistori töötamiseks võimendina peab kollektoriga olema ühendatud koormustakisti RC. Eelpingestamine seab alalisvoolu tööpinge ja -voolu õigele tasemele, nii et vahelduvvoolu sisendsignaali saaks transistor korralikult võimendada. Õige kallutuspunkt asub kusagil transistori täielikult sisse või välja lülitatud oleku vahel. See keskpunkt on Q-punkt ja kui transistor on korralikult kallutatud, on Q-punkt transistori keskne tööpunkt. See aitab väljundvoolul suureneda ja väheneda, kui sisendsignaal kiigub kogu tsükli jooksul.

Transistori õige Q-punkti seadistamiseks kasutatakse kollektoritakisti, et seada kollektori vool püsivale ja püsivale väärtusele, ilma et selle aluses oleks signaali. See püsiv alalisvoolu tööpunkt määratakse toitepinge väärtuse ja aluspingetakisti väärtuse järgi. Baas-eeltakistid on kasutatavad kõigis kolmes transistori konfiguratsioonis, nagu ühine alus, tavaline kollektor ja tavaline emitteri konfiguratsioon.

TRANSISTOR-BIASING-1 Transistor

Kallutamise viisid:

Järgmised on transistori baasi kallutamise erinevad režiimid:

1. Praegune kallutamine:

Nagu on näidatud joonisel 1, kasutatakse aluse eelpinge seadistamiseks kahte takistit RC ja RB. Need takistid loovad fikseeritud vooluhulgaga transistori esialgse tööpiirkonna.

Transistori ettepoole suunatud kallutamine positiivse baaspinge pingega läbi RB. Baas-emitteri ettepoole suunatud pinge langus on 0,7 volti. Seetõttu on RB kaudu vool IB= (VDC- VBE) / IB

2. Tagasiside kallutamine:

Joonis 2 näitab transistori kallutamist tagasisidetakisti abil. Aluse kallutatus saadakse kollektori pingest. Koguja tagasiside tagab, et transistor on aktiivses piirkonnas alati kallutatud. Kui kollektori vool suureneb, langeb kollektori pinge. See vähendab põhiajamit, mis omakorda vähendab kollektori voolu. See tagasiside konfiguratsioon sobib ideaalselt transistori võimendi kujundamiseks.

3. Topelttagasiside kallutamine:

Joonis 3 näitab, kuidas kallutamine saavutatakse topelttagasiside takistite abil.

Kahe takisti kasutamisel suurendavad RB1 ja RB2 beeta variatsioonide stabiilsust, suurendades aluse eeltakistite kaudu voolavat voolu. Selles konfiguratsioonis on vool RB1-s võrdne 10% -ga kollektori voolust.

4. Pinge jagamise kallutamine:

Joonisel 4 on näidatud pingejaguri kallutamine, milles kaks takistit RB1 ja RB2 on ühendatud pingejaguri võrku moodustava transistori alusega. Transistor saab eelarvamusi pinge languse kaudu RB2-s. Sellist kallutatavat konfiguratsiooni kasutatakse võimendi ahelates laialdaselt.

5. Topeltpõhja kallutamine:

Joonis 5 näitab stabiliseerimiseks topelt tagasisidet. Kollektori voolu juhtimisega stabiliseerimise parandamiseks kasutatakse nii emitteri kui ka kollektori baaside tagasisidet. Emitteri takisti pingelanguse seadmiseks 10% toitepingest ja voolust läbi RB1, 10% kollektori voolust tuleks valida takisti väärtused.

Transistori eelised:

  1. Väiksem mehaaniline tundlikkus.
  2. Madalam hind ja väiksemad mõõtmed, eriti väikestes signaalahelates.
  3. Madal tööpinge suurema ohutuse, madalamate kulude ja tihedamate kliirensite jaoks
  4. Äärmiselt pikk eluiga.
  5. Katoodkütteseadme energiatarve puudub.
  6. Kiire vahetamine.

See võib toetada täiendava sümmeetria ahelate kujundamist, mis pole vaakumtorude puhul võimalik. Kui teil on selle teema kohta küsimusi või elektri- ja elektroonilised projektid jäta kommentaarid allpool.