A bipoláris tranzisztorok jellemzői

A cikk előző részének végén egy „felfedezés” történt. A jelentése az, hogy egy kis alapáram vezérli a nagy kollektoráramot. Pontosan ez a fő tulajdonság. tranzisztor, az a képessége, hogy erősítse az elektromos jeleket. A további elbeszélés folytatása érdekében meg kell értenünk, hogy milyen nagy a különbség ezekben az áramokban, és hogyan történik ez a szabályozás.

Annak érdekében, hogy jobban emlékezzenek a mondatra, az 1. ábra egy n-p-n tranzisztort mutat, tápegységekkel az ahhoz csatlakoztatott alap- és kollektoráramkörök számára. Ezt a rajzot már megmutattuk. a cikk előző részében.

Egy kis megjegyzés: minden, ami az n-p-n szerkezet tranzisztoráról szól, igaz a p-n-p tranzisztorra. Csak ebben az esetben kell megfordítani az energiaforrások polaritását. És magában a leírásban az „elektronok” helyébe az „lyukak” kerülnek, bárhol is előfordulnak. De jelenleg az n-p-n struktúrájú tranzisztorok sokkal modernebbek, nagyobb igényűek, ezért elsősorban róluk szólnak.

1. ábra

Alacsony teljesítményű tranzisztor. Feszültségek és áramok

Az emitter csatlakozásra alkalmazott feszültség (mivel az alap-emitter csatlakozást általában nevezik) alacsony fogyasztású tranzisztorok esetén alacsony, legfeljebb 0,2 ... 0,7 V, ami lehetővé teszi több tíz mikroamper áramának létrehozását az alapáramkörben. Az alapáram és az alapfeszültség-kibocsátó összetevője hívva tranzisztor bemeneti jellemzői, amelyet rögzített kollektorfeszültséggel távolítanak el.

Egy kis teljesítményű tranzisztor kollektorcsatlakozásánál 5 ... 10 V nagyságrendű feszültséget kell alkalmazni (ez a kutatásunkhoz tartozik), bár ez több is lehet. Ilyen feszültségeknél a kollektoráram 0,5 és több tíz milliamper közötti lehet. Nos, csak a cikk keretein belül korlátozjuk magunkat ilyen mennyiségekre, mivel úgy gondolják, hogy a tranzisztor kis teljesítményű.

Átviteli jellemzők

Mint fentebb említettük, egy kicsi alapáram vezérli a nagy kollektoráramot, amint az a 2. ábrán látható. Meg kell jegyezni, hogy a grafikonon az alapáramot mikroampokban, a kollektoráramot pedig milliamperben mutatjuk be.

2. ábra

Ha gondosan figyeljük a görbe viselkedését, láthatjuk, hogy a grafikon minden pontján a kollektoráram és az alapáram aránya azonos. Ehhez elegendő figyelni az A és B pontokra, amelyeknél a kollektoráram és az alapáram hányadosa pontosan 50. Ez a FOLYÓ gyorsulás, amelyet a szimbólum jelöl h21e - jelenlegi nyereség.

h21e = Ik / Ib.

Az arány ismeretében nem nehéz kiszámítani az Ik = Ib * h21e kollektoráramot

De semmiképpen sem szabad azt gondolni, hogy az összes tranzisztor nyeresége pontosan 50, mint ahogy az a 2. ábrán látható. Valójában, a tranzisztor típusától függően, az egységektől több száz és akár több ezerig terjedhet!

Ha tudnia kell egy asztalon fekvő tranzisztor nyereségét, akkor ez nagyon egyszerű: a modern multimétereknek általában mérési módja H21e. Ezután elmagyarázzuk, hogyan lehet meghatározni a nyereséget egy hagyományos ampermérővel.

Felhívjuk a kollektoráramnak az alapáramtól való függését (2. ábra) tranzisztor válasz. A 3. ábra egy tranzisztor átviteli jellemzőinek egy családját mutatja be, amikor azt egy OE-val ellátott áramkör szerint kapcsolják be. A karakterisztikákat rögzített kollektor-emitter feszültség mellett vesszük figyelembe.

3. ábra: A tranzisztor átviteli jellemzőinek családja, amikor az OE-séma szerint be van kapcsolva

Ha közelebbről megvizsgálja ezt a családot, több következtetést vonhat le.Először is, az átviteli jellemző nemlineáris, ez egy görbe (bár a görbe közepén van egy lineáris metszet). Ez a görbe vezet nemlineáris torzulásokhoz, ha a tranzisztort egy jel, például audio jel erősítésére használják. Ezért a tranzisztor működési pontját a mutató egy lineáris részére kell „eltolni”.

Másodszor, az Uke1 és Uke2 különböző feszültségeken vett jellemzők egyenlő távolságra vannak (egymástól egyenlő távolságra). Ez arra enged következtetni, hogy a tranzisztor nyeresége (amelyet a görbe a koordinátatengelyhez viszonyított szöge határoz meg) nem függ a kollektor-emitter feszültségétől.

Harmadszor, a jellemzők nem az eredetnél kezdődnek. Ez arra utal, hogy még nulla bázisáram mellett is bizonyos áram folyik át a kollektoron. Pontosan ez a kezdeti áram, amelyet leírtak a cikk előző részében. A kezdeti áram mindkét görbe esetében eltérő, ami azt jelzi, hogy az a kollektor feszültségétől függ.

Hogyan lehet eltávolítani az átviteli jellemzőt?

Ezt a tulajdonságot a legegyszerűbben lehet eltávolítani, ha a tranzisztort a 4. ábrán bemutatott áramkörnek megfelelően kapcsolja be.

4. ábra

Az R potenciométer gombjának elforgatásával nagyon kicsi az Ib alapáram megváltoztatható, ami szintén arányos változást eredményez az Ik nagy kollektoráramban. Egy ilyen „kreatív” folyamat, mint például a potenciométer gombjának forgatása, akaratlanul sugallja: „Lehetséges valamilyen módon automatizálni a gomb meghúzási folyamatát?” Kiderül, hogy tudsz.

Ehhez elegendő egy potenciométer helyett váltakozó feszültségforrást, például szénmikrofont, egy antenna oszcilláló áramkörét vagy egy vevő detektorát csatlakoztatni az EB-e akkumulátorokból sorba. Ezután ez a váltakozó feszültség vezérli a tranzisztor kollektoráramát, az 5. ábra szerint.

5. ábra

Ebben az áramkörben az EB-e akkumulátor torzító forrásként szolgál a tranzisztor működési pontja számára, és a váltóáramú feszültségjelet erõsítik. Ha váltakozó jelet ad, például szinuszos, torzítás nélkül, akkor a pozitív félciklusok megnyitják a tranzisztort, és esetleg még felerősítik is.

De a negatív félciklusok egyszerűen bezárják a tranzisztorot, tehát nemcsak nem erősítik meg, hanem átmennek még a tranzisztoron sem. Nagyjából ugyanaz, mintha a hangszórót egy diódán keresztül csatlakoztatná: kellemes zene és hangok helyett furcsa csörgéseket hallani.

De elég gyakran erősítik az egyenáramot, miközben a tranzisztor kulcs módban működik, mint egy relé. Ez az alkalmazás leggyakrabban a digitális áramkörökben található. A következő cikkben a kulcs móddal, mint a legegyszerűbb és érthetőbb, kezdjük megvizsgálni a tranzisztor különféle működési módjait.

Tranzisztor kapcsolási áramkörök

6. ábra. Tranzisztor kapcsolási áramkörök

Mostanáig az összes ábrán a tranzisztor három négyzetként jelent meg nekünk n és p betűkkel. A 6a. Ábrán a tranzisztor valódi elektromos áramkörben látható. Azonnal megjelenik a feszültség-csatlakozás polaritása, az elektródok neve, az alap- és az emitteráram. És a 6b. Ábrán két dióda kialakításának formájában, amely gyakran tranzisztor multiméterrel való tesztelésére használják.