Operasi transistor dalam mod utama

Untuk memudahkan cerita, anda boleh bayangkan transistor dalam bentuk perintang yang berubah-ubah. Kesimpulan pangkalannya adalah sangat mengendalikan yang anda dapat memutar. Dalam kes ini, rintangan pengumpul - seksyen pemancar berubah. Sudah tentu, anda tidak perlu memutar asas, ia boleh keluar. Tetapi untuk memohon beberapa voltan kepadanya berbanding dengan pemancar, tentu saja, adalah mungkin.

Jika voltan tidak digunakan sama sekali, tetapi hanya mengambil dan menutup kesimpulan asas dan pemancar, walaupun tidak pendek, tetapi melalui perintang beberapa KOhms. Ternyata voltan pemancar asas (Ube) adalah sifar. Oleh itu, tiada arus pangkalan. Transistor ditutup, aliran pengumpul diabaikan, hanya arus permulaan yang sama. Sama seperti diod dalam arah yang bertentangan! Dalam kes ini, mereka mengatakan bahawa transistor berada di kedudukan OFF, yang dalam bahasa biasa bermakna ia ditutup atau dikunci.

Keadaan yang bertentangan dipanggil SATURASI. Ini adalah ketika transistor dibuka sepenuhnya, sehingga tidak ada tempat untuk membuka lebih jauh. Dengan tahap pembukaan sedemikian, rintangan bahagian pengisi pemancar sangat kecil sehingga tidak mungkin untuk menghidupkan transistor tanpa beban dalam litar pemungut, ia akan terbakar dengan serta-merta. Dalam kes ini, voltan sisa pada pemungut boleh hanya 0.3 ... 0.5V.

Untuk membawa transistor ke keadaan sedemikian, adalah perlu untuk menyediakan arus pangkalan yang cukup besar dengan menggunakan Ube voltan yang besar kepadanya berbanding dengan pemancar, dengan urutan 0.6 ... 0.7V. Ya, untuk persimpangan pemancar asas, voltan tanpa resistor yang membatasi sangat besar. Lagipun, ciri input transistor, ditunjukkan dalam Rajah 1, sangat serupa dengan cawangan langsung ciri-ciri diod.

Rajah 1. Ciri input transistor

Kedua-dua keadaan ini - tepu dan pemotongan - digunakan apabila transistor berada dalam mod utama seperti hubungan geganti biasa. Titik utama mod ini adalah bahawa arus asas kecil mengawal arus pemungut yang besar, iaitu beberapa puluhan kali lebih besar daripada aras pangkalan. Pengumpul arus yang besar diperolehi kerana sumber tenaga luaran, tetapi masih keuntungan arus, sebagaimana yang mereka katakan, adalah jelas. Contoh mudah: microcircuit kecil bertukar pada bola lampu besar!

Untuk menentukan magnitud keuntungan seperti transistor dalam mod utama, "keuntungan arus dalam mod isyarat besar" digunakan. Dalam direktori dari ditunjukkan oleh huruf Yunani β "betta". Untuk hampir semua transistor moden, apabila beroperasi dalam mod utama, pekali ini tidak kurang daripada 10 ... 20 β ditentukan sebagai nisbah arus pemungut maksimum yang mungkin ke arus asas minimum yang mungkin. Saiznya tidak berdimensi, hanya "berapa kali."

β ≥ Ic / Ib

Walaupun arus asas lebih daripada yang diperlukan, tidak ada masalah tertentu: transistor masih tidak dapat membuka lebih banyak. Itulah sebabnya ia berada dalam mod tepu. Sebagai tambahan kepada transistor konvensional, Darlington atau transistor komposit digunakan untuk beroperasi dalam mod utama. "Super - betta" mereka boleh mencapai 1000 atau lebih kali.

Bagaimana untuk mengira mod operasi peringkat utama

Agar tidak benar-benar tidak berasas, mari kita cuba untuk mengira mod operasi lata utama, litar yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 2

Tugas lata ini sangat mudah: hidupkan dan matikan mentol lampu. Sudah tentu, beban boleh jadi apa-apa - relay relay, motor elektrik, hanya perintang, tetapi anda tidak tahu apa. Mentol lampu itu diambil hanya untuk membuat percubaan jelas, untuk mempermudahkannya. Tugas kami agak rumit. Ia dikehendaki untuk mengira nilai resistor Rb dalam litar asas supaya mentol terbakar menjadi panas penuh.

Mentol tersebut digunakan untuk menerangi papan pemuka di dalam kereta domestik, jadi mendapati ia mudah. Transistor KT815 dengan arus pengumpul 1.5A cukup sesuai untuk pengalaman sedemikian.

Perkara yang paling menarik dalam kisah ini ialah tegasan tidak diambilkira dalam pengiraan, selagi keadaan β ≥ Ic / Ib dipenuhi. Oleh itu, mentol boleh berada pada voltan operasi 200V, dan litar asas boleh dikawal dari mikrocip dengan voltan bekalan 5V. Jika transistor direka bentuk untuk bekerja dengan voltan seperti pada pemungut, cahaya akan berkelip tanpa masalah.

Tetapi dalam contoh kita, tidak ada litar mikro yang dijangka, litar asas dikendalikan hanya dengan sentuhan, yang hanya membekalkan 5V. Mentol lampu untuk voltan 12V, penggunaan semasa 100mA. Dianggap bahawa transistor kami mempunyai β betul-betul 10. Penurunan voltan di persimpangan pemancar asas ialah Ube = 0.6V. Lihat ciri input dalam rajah 1.

Dengan data sedemikian, arus dalam pangkalan harus Ib = Ik / β = 100/10 = 10 (mA).

Voltan pada resistor asas Rb akan (tolak voltan di simpang asas-pemancar) 5V - Ube = 5V - 0.6V = 4.4V.

Kami ingat hukum Ohm: R = U / I = 4.4V / 0.01A = 440ohm. Menurut sistem SI, kita menggantikan voltan dalam volt, arus dalam amperes, hasilnya adalah dalam Ohms. Dari siri standard, kami memilih perintang dengan rintangan sebanyak 430 Ohms. Pada perhitungan ini dapat dianggap lengkap.

Tetapi, yang dengan teliti melihat litar itu, mungkin bertanya: "Kenapa tidak ada yang dikatakan tentang perintang antara pangkalan dan pemancar Rbe? Mereka hanya terlupa tentang dia, atau dia benar-benar diperlukan? "

Tujuan perintang ini adalah dengan pasti menutup transistor pada masa ini apabila butang dibuka. Hakikatnya ialah jika asas "tergantung di udara", pengaruh semua jenis gangguan di atasnya dijamin, terutama jika wayar ke butang cukup panjang. Apa yang bukan antena? Hampir seperti penerima pengesan.

Untuk mengendalikan transistor dengan pasti, untuk memasukinya dalam mod pemotongan, adalah perlu bahawa potensi pemancar dan pangkalannya sama. Ia akan menjadi paling mudah untuk menggunakan kenalan beralih dalam "skim latihan" kami. Ia adalah perlu untuk menghidupkan kenalan suis cahaya kepada + 5V, dan apabila ia dikehendaki mematikan - hanya menutup masukan seluruh kaset ke tanah.

Tetapi ia tidak semestinya dan tidak di mana-mana kemewahan boleh dibenarkan seperti hubungan tambahan. Oleh itu, lebih mudah untuk menyelaraskan potensi asas dan pemancar dengan resistor Rbe. Nilai perintang ini tidak perlu dikira. Biasanya ia diambil sama dengan sepuluh RB. Menurut data praktikal, nilainya harus 5 ... 10K.

Litar yang dipertimbangkan adalah jenis litar dengan pemancar biasa. Dua ciri boleh diperhatikan di sini. Pertama, ini menggunakan 5V sebagai voltan kawalan. Ia adalah voltan ini yang digunakan apabila peringkat utama disambungkan kepada litar digital atau, yang kini lebih cenderung untuk mikrokontroler.

Kedua, isyarat pengumpul terbalik berkaitan dengan isyarat asas. Sekiranya terdapat voltan di pangkalan, kenalan ditutup pada + 5V, kemudian pada pemungut ia jatuh ke hampir sifar. Nah, tidak kepada sifar, tentu saja, tetapi kepada voltan yang ditunjukkan dalam direktori. Pada masa yang sama, mentol tidak terbalik secara visual - terdapat isyarat di pangkalan, terdapat cahaya.

Membalikkan isyarat input berlaku bukan sahaja dalam mod utama transistor, tetapi juga dalam mod keuntungan. Tetapi ini akan dibincangkan di bahagian seterusnya artikel ini.

Boris Aladyshkin 

P.S. Sebelum memasang dalam litar, sangat perlu untuk memeriksa transistor untuk pengendalian. Lihat bagaimana untuk melakukannya di sini - Ujian mudah transistor dalam amalan.