Karakteristike bipolarnih tranzistora

Na samom kraju prethodnog dijela članka napravljeno je "otkriće". Značenje je da mala osnovna struja kontrolira veliku struju kolektora. Upravo je to glavno svojstvo. tranzistor, njegova sposobnost pojačanja električnih signala. Da bismo nastavili daljnje pripovijedanje, potrebno je razumjeti koliko je velika razlika ovih struja i kako se ta kontrola događa.

Da bi se bolje prisjetili o čemu se raspravlja, na slici 1 prikazan je n-p-n tranzistor s napajanjem za bazne i kolektorske krugove spojene na njega. Ovaj je crtež već prikazan. u prethodnom dijelu članka.

Mala napomena: sve što je rečeno o tranzistoru n-p-n strukture sasvim je istinito za tranzistor p-n-p. Samo u tom slučaju treba poništiti polaritet izvora energije. A u samom opisu, "elektrone" treba zamijeniti sa "rupama", gdje god se pojavili. Ali trenutačno su tranzistori strukture n-p-n moderniji, više potraženi, pa se, uglavnom, govori o njima.

Slika 1

Tranzistor male snage. Napon i struja

Napon koji se primjenjuje na spoj emitira (kao što se uobičajeno naziva spoj spoj osnovni odašiljač) je za tranzistore male snage nizak, ne veći od 0,2 ... 0,7 V, što omogućava stvaranje struje od nekoliko desetaka mikroampera u osnovnom krugu. Bazna struja nasuprot osnovnog napona - naziva se emiter karakteristika tranzistora, koji se uklanja fiksnim naponom kolektora.

Napon veličine 5 ... 10 V primjenjuje se na spojnu kolekciju tranzistora male snage (ovo je za naše istraživanje), iako može biti i više. Pri takvim naponima struja kolektora može biti od 0,5 do nekoliko desetaka miliampera. Pa, samo u okviru članka ograničit ćemo se na takve količine, jer se vjeruje da je tranzistor male snage.

Karakteristike prijenosa

Kao što je gore spomenuto, mala osnovna struja kontrolira veliku struju kolektora, kao što je prikazano na slici 2. Treba napomenuti da je osnovna struja na grafu naznačena u mikroampovima, a struja kolektora u miliamperima.

Slika 2

Ako pažljivo pratite ponašanje krivulje, možete vidjeti da je za sve točke na grafu omjer struje kolektora i osnovne struje jednak. Da biste to učinili, dovoljno je obratiti pozornost na točke A i B, za koje je omjer struje kolektora prema osnovnoj struji točno 50. To će biti TROČNO UDARANJE, naznačeno simbolom h21e - trenutni dobitak.

h21e = Ik / Ib.

Znajući ovaj omjer, nije teško izračunati struju kolektora Ik = Ib * h21e

Ali ni u kojem slučaju ne smijete misliti da je dobitak svih tranzistora točno 50, kao na slici 2. U stvari, ovisno o vrsti tranzistora, kreće se od jedinica do nekoliko stotina, pa čak i tisuća!

Ako trebate znati pojačanje određenog tranzistora koji leži na vašem stolu, onda je to vrlo jednostavno: moderni multimetri u pravilu imaju način mjerenja h21e. Zatim ćemo objasniti kako odrediti dobitak pomoću konvencionalnog ampermetra.

Naziva se ovisnost struje kolektora od osnovne struje (slika 2) reakcija tranzistora, Slika 3 prikazuje obitelj prijenosnih karakteristika tranzistora kada je uključen u skladu s krugom s OE. Karakteristike se uzimaju pod fiksnim naponom kolektora i emitora.

Slika 3. Obitelj prijenosnih karakteristika tranzistora kada je uključen prema shemi s OE

Ako ovu obitelj promatrate izbliza, možete izvući nekoliko zaključaka.Prvo, prijelazna karakteristika je nelinearna, krivulja je (iako u sredini krivulje postoji linearni presjek). Upravo ta krivulja dovodi do nelinearnih izobličenja ako se tranzistor koristi za pojačavanje, na primjer, zvučnog signala. Prema tome, potrebno je "pomaknuti" radnu točku tranzistora na linearni dio karakteristike.

Drugo, karakteristike uzete na različitim naponima Uke1 i Uke2 su podjednake (jednake jednake jedna od druge). To nam omogućuje da zaključimo da dobitak tranzistora (određen kutom krivulje u odnosu na koordinatnu os) ne ovisi o naponu kolektora i emitora.

Treće, karakteristike ne počinju u izvoru. Ovo sugerira da čak i pri nultoj osnovnoj struji neka struja teče kroz kolektor. To je upravo početna struja, koja je opisana u prethodnom dijelu članka, Početna struja za obje krivulje je različita, što ukazuje da ovisi o naponu na kolektoru.

Kako ukloniti prijenosnu karakteristiku

Najlakši način za uklanjanje ove karakteristike je ako uključite tranzistor prema krugu prikazanom na slici 4.

Slika 4

Okretanjem gumba potenciometra R, možete promijeniti vrlo malu baznu struju Ib, što će dovesti do proporcionalne promjene u velikoj struji Ik kolektora. Takav „kreativni“ proces kao što je rotacija gumba potenciometra nehotice sugerira: „Je li moguće ovaj proces torzije kvake na neki način automatizirati?“ Ispada da možete.

Da biste to učinili, umjesto potenciometra dovoljno je iz serije EB-e spojiti naizmjenični izvor napona, na primjer, ugljični mikrofon, oscilacijski krug antene ili detektor prijamnika. Tada će ovaj izmjenični napon upravljati sakupljačkom strujom tranzistora, kao što je prikazano na slici 5.

Slika 5

U ovom krugu, baterija EB-e djeluje kao izvor pristranosti za radnu točku tranzistora, a signal izmjeničnog napona će se pojačati. Ako bez promjene pristranosti primijenite naizmjenični signal, poput sinusoida, tada će pozitivni polucikl otvoriti tranzistor i možda čak pojačati.

Ali negativna polu-razdoblja tranzistor je jednostavno zatvorena, tako da ne samo da se neće pojačati, nego čak ni neće proći kroz tranzistor. Otprilike je isto kao ako spojite zvučnik preko diode: umjesto ugodne glazbe i glasova, možete čuti nerazumljivo cviljenje.

Ali vrlo često pojačavaju istosmjernu struju, dok tranzistor radi u ključnom načinu, poput releja. Ova se aplikacija najčešće nalazi u digitalnim krugovima. U sljedećem ćemo tekstu s ključnim načinom, kao najjednostavnijim i najrazumljivijim, početi razmatrati različite načine rada tranzistora.

Tranzistorski sklopni krugovi

Slika 6. Prekidački sklopovi tranzistora

Do sada se na svim slikama tranzistor pojavio pred nama kao tri kvadrata sa slovima n i p. Na slici 6a tranzistor je prikazan kao u stvarnom električnom krugu. Polaritet naponskog priključka, nazivi elektroda, baza i struja emitera odmah se prikazuju. I na slici 6b, u obliku dizajna dvije diode, što je često koristi se prilikom ispitivanja tranzistora s multimeterom.