Bipolaaristen transistorien ominaisuudet

Artikkelin edellisen osan lopussa tehtiin ”löytö”. Sen tarkoitus on, että pieni kantavirta ohjaa suurta kollektorivirtaa. Tämä on juuri pääominaisuus. transistori, sen kyky vahvistaa sähköisiä signaaleja. Jatkaaksesi jatkokertomusta on välttämätöntä ymmärtää kuinka suuri ero näiden virtojen välillä on ja kuinka tämä säätö tapahtuu.

Jotta muistettaisiin paremmin, mitä sanotaan, kuvio 1 esittää n-p-n-transistorin, jolla on teholähteet siihen liitetyille kanta- ja kollektoripiireille. Tämä piirustus on jo näytetty. artikkelin edellisessä osassa.

Pieni huomautus: kaikki mitä sanotaan n-p-n-rakenteen transistorista, on totta transistorin p-n-p kohdalla. Vain tässä tapauksessa virtalähteiden napaisuus tulisi kääntää. Ja itse kuvauksessa "elektronit" tulisi korvata "reikillä", missä niitä tapahtuu. Mutta tällä hetkellä n-p-n-rakenteen transistorit ovat nykyaikaisempia, niiden kysyntä on suurempi, ja siksi juuri heistä kerrotaan.

Kuvio 1

Pienitehoinen transistori. Jännitteet ja virrat

Emitteriliitäntään kohdistettu jännite (kuten kanta-emitterin liitosta kutsutaan yleisesti) on pieni pienitehoisissa transistoreissa, enintään 0,2 ... 0,7 V, mikä mahdollistaa useiden kymmenien mikroampeen virran muodostamisen kantapiiriin. Perusvirta vs. kantajännite - emitteri kutsutaan transistorin tulo-ominaisuus, joka poistetaan kiinteällä kollektorijännitteellä.

Pienitehoisen transistorin kollektoriliitäntään kohdistetaan luokkaa 5 ... 10 V jännitettä (tämä on tutkimuksemme kannalta), vaikka se voi olla enemmän. Tällaisilla jännitteillä kollektorivirta voi olla välillä 0,5 - useisiin kymmeniin milliamppeihin. No, vain artikkelissa rajoitamme itsemme tällaisiin määriin, koska transistorin uskotaan olevan pienitehoinen.

Vaihteiston ominaisuudet

Kuten edellä mainittiin, pieni kantavirta ohjaa suurta kollektorivirtaa, kuten kuviossa 2 esitetään. Olisi huomattava, että kaavion kantavirta on merkitty mikroampeina ja kollektorivirta milliamppeina.

Kuvio 2

Jos tarkkailet tarkasti käyrän käyttäytymistä, voit nähdä, että kaavion kaikilla pisteillä kollektorivirran ja kantavirran suhde on sama. Tämän tekemiseen riittää kiinnittää huomiota pisteisiin A ja B, joille kollektorivirran ja kantavirran välinen suhde on täsmälleen 50. Tämä on NYKYINEN KIINNITYS, joka on merkitty symbolilla h21e - nykyinen voitto.

h21e = Ik / Ib.

Tietäen tämä suhde, ei ole vaikea laskea kollektorivirtaa Ik = Ib * h21e

Mutta missään tapauksessa ei pidä ajatella, että kaikkien transistorien voitto on tarkalleen 50, kuten kuvassa 2. Itse asiassa, transistorin tyypistä riippuen, se vaihtelee yksiköistä useisiin satoihin ja jopa tuhansiin!

Jos sinun on tiedettävä vahvistusta tietylle pöydälläsi olevalle transistorille, niin se on melko yksinkertaista: nykyaikaisilla yleismittarilla on pääsääntöisesti mittaustila h21e. Seuraavaksi selitämme kuinka vahvistus määritetään tavanomaisella ampeerimittarilla.

Kollektorivirran riippuvuutta kantavirrasta (kuva 2) kutsutaan transistorin vaste. Kuvio 3 esittää transistorin siirto-ominaisuuksien perheen, kun se kytketään päälle OE-piirin kanssa. Ominaisuudet otetaan kiinteällä keräimen emitterijännitteellä.

Kuva 3. Transistorin siirto-ominaisuuksien perhe, kun se kytketään päälle OE: n kanssa käytetyn järjestelmän mukaisesti

Jos tarkastellaan tätä perhettä tarkemmin, voit tehdä useita johtopäätöksiä.Ensinnäkin siirto-ominaisuus on epälineaarinen, se on käyrä (vaikka käyrän keskellä on lineaarinen leikkaus). Juuri tämä käyrä johtaa epälineaarisiin vääristymiin, jos transistoria käytetään vahvistamaan esimerkiksi äänisignaali. Siksi on välttämätöntä ”siirtää” transistorin toimintapiste ominaisuuden lineaariseen osaan.

Toiseksi, eri jännitteillä Uke1 ja Uke2 otetut ominaisuudet ovat yhtä kaukana (yhtä kaukana toisistaan). Tämän avulla voimme päätellä, että transistorin vahvistus (määritetään käyrän kulmalla koordinaattiakseliin) ei riipu keräilijän emitterijännitteestä.

Kolmanneksi, ominaisuudet eivät alka alussa. Tämä viittaa siihen, että jopa nollakantavirralla osa virrasta virtaa kollektorin läpi. Tämä on tarkalleen alkuvirta, joka kuvattiin artikkelin edellisessä osassa. Molempien käyrien lähtövirta on erilainen, mikä osoittaa, että se riippuu kollektorin jännitteestä.

Kuinka poistaa siirto-ominaisuus

Helpoin tapa poistaa tämä ominaisuus on, kun kytket transistorin päälle kuvassa 4 esitetyn piirin mukaisesti.

Kuvio 4

Kääntämällä potentiometrin R nuppia voit muuttaa hyvin pienen perusvirran Ib, mikä johtaa suhteelliseen muutokseen suuressa kollektorivirassa Ik. Tällainen "luova" prosessi, kuten potentiometrin nupin kiertyminen, ehdottaa tahattomasti: "Onko mahdollista säätää tätä nupin vääntöprosessia jollain tavalla?" Osoittautuu, että pystyt.

Tätä varten potentiometrin sijasta riittää kytkeä sarjaan vaihtovirtajännitelähde, esimerkiksi hiilimikrofoni, antennin värähtelevä piiri tai vastaanottimen ilmaisin, EB-e-paristoista sarjaan. Sitten tämä vaihtuva jännite säätelee transistorin kollektorivirtaa, kuten kuvassa 5 esitetään.

Kuvio 5

Tässä piirissä EB-e-akku toimii biaslähteenä transistorin toimintapisteelle, ja vaihtojännitesignaali vahvistetaan. Jos käytät vaihtuvaa signaalia, esimerkiksi sinimuotoa, ilman biasointia, positiiviset puolijaksot avaavat transistorin ja mahdollisesti jopa vahvistaa.

Mutta negatiiviset puolijaksot transistori on yksinkertaisesti suljettu, joten ei vain ei vahvisteta, mutta edes ei kulje transistorin läpi. Se on suunnilleen sama kuin kytkemällä kaiutin diodin kautta: miellyttävän musiikin ja äänien sijasta voit kuulla käsittämättömän hengityksen.

Mutta melko usein ne vahvistavat tasavirtaa, kun transistori toimii avainmoodissa, kuten rele. Tämä sovellus löytyy useimmiten digitaalisista piireistä. Seuraavassa artikkelissa ala-avainmoodilla, joka on yksinkertaisin ja ymmärrettävämpi, aloitamme pohtia transistorin erilaisia ​​toimintatapoja.

Transistorin kytkentäpiirit

Kuva 6. Transistorin kytkentäpiirit

Tähän asti kaikissa kuvioissa transistori esiintyi edessämme kolmena neliönä, joissa on kirjaimet n ja p. Kuviossa 6a transistori on esitetty kuten todellisessa sähköpiirissä. Jänniteyhteyden napaisuus, elektrodien nimet, kanta- ja emitterivirrat näytetään heti. Ja kuviossa 6b kahden diodin mallina, joka on usein käytetään testattaessa transistoria yleismittarilla.