Bipolyar tranzistorlar. Kommutatsiya davrlari qanday o'tkazuvchanlikka ega (teshik yoki elektron) va ular bajaradigan funktsiyalarga bog'liq.

Tasniflash

Transistorlar guruhlarga bo'linadi:

1. Materiallar bo'yicha: galyum arsenid va kremniy ko'pincha ishlatiladi.
2. Signal chastotasi bo'yicha: past (3 MGts gacha), o'rta (30 MGts gacha), yuqori (300 MGts gacha), ultra yuqori (300 MGts dan yuqori).
3. Maksimal tarqalish kuchi bo'yicha: 0,3 Vtgacha, 3 Vtgacha, 3 Vt dan ortiq.
4. Qurilmaning turi bo'yicha: nopoklik o'tkazishning to'g'ridan-to'g'ri va teskari usullarida o'zgaruvchan o'zgarishlar bilan yarimo'tkazgichning uchta bog'langan qatlami.

Transistorlar qanday ishlaydi?

Transistorning tashqi va ichki qatlamlari mos ravishda emitent, kollektor va tayanch deb ataladigan ta'minot elektrodlariga ulanadi.

Emitent va kollektor o'tkazuvchanlik turlari bo'yicha bir-biridan farq qilmaydi, ammo ikkinchisida aralashmalar bilan doping darajasi ancha past. Bu ruxsat etilgan chiqish kuchlanishining oshishini ta'minlaydi.

O'rta qatlam bo'lgan tayanch yuqori qarshilikka ega, chunki u engil doplangan yarimo'tkazgichdan qilingan. U kollektor bilan sezilarli aloqa maydoniga ega, bu ulanishning teskari yo'nalishi tufayli hosil bo'lgan issiqlikni olib tashlashni yaxshilaydi, shuningdek, ozchilik tashuvchilari - elektronlarning o'tishini osonlashtiradi. O'tish qatlamlari bir xil printsipga asoslangan bo'lsa-da, tranzistor assimetrik qurilmadir. Bir xil o'tkazuvchanlik bilan tashqi qatlamlarning joylarini o'zgartirganda, yarimo'tkazgich qurilmasining o'xshash parametrlarini olish mumkin emas.

Kommutatsiya davrlari uni ikki holatda saqlashga qodir: u ochiq yoki yopiq bo'lishi mumkin. Faol rejimda, tranzistor yoqilgan bo'lsa, ulanishning emitent egilishi oldinga yo'nalishda amalga oshiriladi. Buni vizual tarzda ko'rib chiqish uchun, masalan, n-p-n yarimo'tkazgich triodida quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, unga manbalardan kuchlanish qo'llanilishi kerak.

Ikkinchi kollektor o'tish joyidagi chegara yopiq bo'lib, u orqali oqim o'tmasligi kerak. Ammo amalda buning aksi o'tishlarning bir-biriga yaqinligi va ularning o'zaro ta'siri tufayli sodir bo'ladi. Batareyaning "minus" emitterga ulanganligi sababli, ochiq ulanish elektronlarning tayanch zonasiga kirishiga imkon beradi, bu erda ular qisman teshiklar - ko'pchilik tashuvchilar bilan qayta birlashadi. Asosiy oqim I b hosil bo'ladi. U qanchalik kuchli bo'lsa, chiqish oqimi mutanosib ravishda katta bo'ladi. Bipolyar tranzistorlardan foydalanadigan kuchaytirgichlar ushbu printsip asosida ishlaydi.

Baza orqali faqat elektronlarning diffuziya harakati sodir bo'ladi, chunki u erda elektr maydonining ta'siri yo'q. Qatlamning ahamiyatsiz qalinligi (mikron) va manfiy zaryadlangan zarrachalarning kattaligi tufayli ularning deyarli barchasi kollektor maydoniga tushadi, garchi asosiy qarshilik ancha yuqori. U erda ular o'tishning elektr maydoni tomonidan tortiladi, bu ularning faol o'tkazilishiga yordam beradi. Kollektor va emitent oqimlari deyarli bir-biriga teng, agar bazada rekombinatsiya natijasida kelib chiqadigan zaryadlarning ozgina yo'qolishini e'tiborsiz qoldiradigan bo'lsak: I e = I b + I c.

Transistorlar parametrlari

1. U eq /U be va oqim kuchlanishi uchun daromad koeffitsientlari: b = I dan / I b (haqiqiy qiymatlar). Odatda, b koeffitsienti 300 dan oshmaydi, lekin 800 yoki undan yuqori bo'lishi mumkin.
2. Kirish empedansi.
3. Chastota javobi - tranzistorning ma'lum bir chastotaga qadar ishlashi, undan yuqori bo'lgan vaqtinchalik jarayonlar berilgan signaldagi o'zgarishlarga mos kelmaydi.

Bipolyar tranzistor: kommutatsiya davrlari, ish rejimlari

Ish rejimlari sxema qanday yig'ilganiga qarab farqlanadi. Signal har bir holat uchun ikkita nuqtada qo'llanilishi va olib tashlanishi kerak va faqat uchta terminal mavjud. Bundan kelib chiqadiki, bitta elektrod bir vaqtning o'zida kirish va chiqishga tegishli bo'lishi kerak. Har qanday bipolyar tranzistorlar shu tarzda yoqiladi. Kommutatsiya sxemalari: OB, OE va OK.

1. OK bilan sxema

Umumiy kollektor bilan ulanish sxemasi: signal R L rezistoriga beriladi, u ham kollektor pallasiga kiradi. Ushbu ulanish umumiy kollektor sxemasi deb ataladi.

Ushbu parametr faqat joriy daromad keltiradi. Emitent izdoshining afzalligi yuqori kirish qarshiligini (10-500 kOm) yaratishdir, bu esa bosqichlarni qulay tarzda moslashtirish imkonini beradi.

2. OB bilan sxema

Umumiy bazaga ega bipolyar tranzistor uchun ulanish sxemasi: kiruvchi signal C 1 orqali kiradi va kuchaytirilgandan so'ng u asosiy elektrod umumiy bo'lgan chiqish kollektori pallasida chiqariladi. Bunday holda, OE bilan ishlashga o'xshash kuchlanish kuchayishi yaratiladi.

Kamchilik - past kirish qarshiligi (30-100 Ohm) va OB bilan sxema osilator sifatida ishlatiladi.

3. OE bilan sxema

Ko'pgina hollarda, bipolyar tranzistorlar ishlatilganda, kommutatsiya davrlari asosan umumiy emitent bilan amalga oshiriladi. Besleme kuchlanishi yuk qarshiligi R L orqali beriladi va tashqi quvvat manbaining salbiy qutbi emitentga ulanadi.

Kirishdan o'zgaruvchan signal emitent va tayanch elektrodlariga (V in) keladi va kollektor pallasida u kattaroq qiymatga ega bo'ladi (V CE). Devrenning asosiy elementlari: tranzistor, rezistor R L va tashqi quvvatga ega kuchaytirgich chiqish davri. Yordamchi: berilgan kirish signalining pallasiga to'g'ridan-to'g'ri oqimning o'tishiga to'sqinlik qiluvchi C 1 kondansatörü va tranzistor ochiladigan rezistor R 1.

Kollektor pallasida tranzistorning chiqishidagi va R L rezistoridagi kuchlanishlar birgalikda EMF qiymatiga teng: V CC = I C R L + V CE.

Shunday qilib, kirishdagi kichik V signali boshqariladigan tranzistorli konvertorning chiqishida to'g'ridan-to'g'ri besleme kuchlanishini o'zgaruvchan kuchlanishga o'zgartirish qonunini o'rnatadi. Sxema kirish oqimini 20-100 marta, kuchlanishni esa 10-200 marta oshirishni ta'minlaydi. Shunga ko'ra, quvvat ham oshadi.

Devrenning kamchiliklari: past kirish qarshiligi (500-1000 Ohm). Shu sababli, 2-20 kOhm chiqish empedansini shakllantirishda muammolar paydo bo'ladi.

Quyidagi diagrammalar bipolyar tranzistor qanday ishlashini ko'rsatadi. Agar qo'shimcha choralar ko'rilmasa, ularning ishlashi tashqi ta'sirlardan, masalan, haddan tashqari issiqlik va signal chastotasidan katta ta'sir ko'rsatadi. Bundan tashqari, emitentni erga ulash chiqishda chiziqli bo'lmagan buzilishlarni keltirib chiqaradi. Ishlashning ishonchliligini oshirish uchun kontaktlarning zanglashiga aloqador aloqalar, filtrlar va h.k.lar konturga ulanadi.Bu holda daromad pasayadi, lekin qurilma unumdorligini oshiradi.

Ishlash rejimlari

Tranzistorning funktsiyalari ulangan kuchlanishning qiymatiga ta'sir qiladi. Agar bipolyar tranzistorni umumiy emitent bilan ulash uchun ilgari taqdim etilgan sxema ishlatilsa, barcha ish rejimlari ko'rsatilishi mumkin.

1. Chiqib ketish rejimi

Bu rejim kuchlanish qiymati V BE 0,7 V ga tushganda yaratiladi. Bunday holda, emitent aloqasi yopiladi va kollektor oqimi yo'q, chunki bazada erkin elektronlar mavjud emas. Shunday qilib, tranzistor o'chiriladi.

2. Faol rejim

Agar tranzistorni yoqish uchun etarli kuchlanish bazaga qo'llanilsa, daromadning kattaligiga qarab, kichik kirish oqimi paydo bo'ladi va ortib borayotgan chiqish oqimi paydo bo'ladi. Keyin tranzistor kuchaytirgich sifatida ishlaydi.

3. To'yinganlik rejimi

Tartib faol rejimdan farq qiladi, chunki tranzistor to'liq ochiladi va kollektor oqimi maksimal mumkin bo'lgan qiymatga etadi. Uning o'sishiga faqat chiqish pallasida qo'llaniladigan EMF yoki yukni o'zgartirish orqali erishish mumkin. Asosiy oqim o'zgarganda, kollektor oqimi o'zgarmaydi. To'yinganlik rejimi tranzistor juda ochiq ekanligi bilan tavsiflanadi va bu erda u yoqilgan holatda kalit bo'lib xizmat qiladi. Chiqib ketish va to'yinganlik rejimlarini birlashtirganda bipolyar tranzistorlarni yoqish sxemalari ularning yordami bilan elektron kalitlarni yaratishga imkon beradi.

Barcha ish rejimlari grafikda ko'rsatilgan chiqish xususiyatlarining tabiatiga bog'liq.

OE bilan bipolyar tranzistorni yoqish sxemasi yig'ilgan bo'lsa, ularni aniq ko'rsatish mumkin.

Agar siz ordinata va abscissa o'qlari bo'yicha maksimal mumkin bo'lgan kollektor oqimiga va V CC ta'minot kuchlanishining qiymatiga mos keladigan segmentlarni chizsangiz va ularning uchlarini bir-biriga bog'lasangiz, siz yuk chizig'ini (qizil) olasiz. U quyidagi ifoda bilan tavsiflanadi: I C = (V CC - V CE)/R C. Rasmdan kelib chiqadiki, kollektor oqimi IC va kuchlanish V CE ni aniqlaydigan ish nuqtasi I V tayanch oqimining ortishi bilan yuk chizig'i bo'ylab pastdan yuqoriga siljiydi.

V CE o'qi va birinchi chiqish xarakteristikasi (soyali) orasidagi maydon, bu erda I B = 0, kesish rejimini tavsiflaydi. Bunday holda, teskari oqim I C ahamiyatsiz va tranzistor yopiq.

A nuqtadagi eng yuqori xarakteristikasi to'g'ridan-to'g'ri yuk bilan kesishadi, undan keyin I B ning yanada ortishi bilan kollektor oqimi endi o'zgarmaydi. Grafikdagi to'yinganlik zonasi I C o'qi va eng tik xarakteristikasi orasidagi soyali maydondir.

Transistor turli rejimlarda o'zini qanday tutadi?

Transistor kirish pallasiga kiradigan o'zgaruvchan yoki doimiy signallar bilan ishlaydi.

Bipolyar tranzistor: kommutatsiya davrlari, kuchaytirgich

Ko'pincha tranzistor kuchaytirgich sifatida xizmat qiladi. Kirishdagi o'zgaruvchan signal uning chiqish oqimining o'zgarishiga olib keladi. Bu erda siz OK yoki OE bilan sxemalardan foydalanishingiz mumkin. Signal chiqish pallasida yukni talab qiladi. Odatda chiqish kollektori pallasida qarshilik ishlatiladi. Agar u to'g'ri tanlangan bo'lsa, chiqish kuchlanishi kirishdan sezilarli darajada yuqori bo'ladi.

Kuchaytirgichning ishlashi vaqt diagrammalarida aniq ko'rinadi.

Impuls signallari o'zgartirilganda, rejim sinusoidal bo'lganlar bilan bir xil bo'lib qoladi. Ularning harmonik komponentlarini konvertatsiya qilish sifati tranzistorlarning chastotali xususiyatlari bilan belgilanadi.

Kommutatsiya rejimida ishlash

Elektr zanjirlaridagi ulanishlarni kontaktsiz almashtirish uchun mo'ljallangan. Printsip tranzistorning qarshiligini bosqichma-bosqich o'zgartirishdir. Bipolyar turi asosiy qurilmaning talablariga juda mos keladi.

Xulosa

Yarimo'tkazgich elementlari elektr signalini konvertatsiya qilish davrlarida qo'llaniladi. Universal imkoniyatlar va katta tasnif bipolyar tranzistorlardan keng foydalanish imkonini beradi. Kommutatsiya davrlari ularning funktsiyalari va ish rejimlarini belgilaydi. Ko'p narsa xarakterga bog'liq.

Bipolyar tranzistorlarning asosiy kommutatsiya sxemalari kirish signallarini kuchaytiradi, hosil qiladi va o'zgartiradi, shuningdek, elektr zanjirlarini almashtiradi.

Transistor

Transistor - bu zaif signal yordamida kuchliroq signalni boshqarish imkonini beruvchi yarimo'tkazgichli qurilma. Bu xususiyat tufayli ular ko'pincha tranzistorning signalni kuchaytirish qobiliyati haqida gapirishadi. Garchi, aslida, u hech narsani kuchaytirmasa ham, shunchaki juda zaif oqimlar bilan katta oqimni yoqish va o'chirish imkonini beradi. Transistorlar elektronikada juda keng tarqalgan, chunki har qanday tekshirgichning chiqishi kamdan-kam hollarda 40 mA dan ortiq oqim hosil qilishi mumkin, shuning uchun hatto 2-3 ta kam quvvatli LEDni to'g'ridan-to'g'ri mikrokontrollerdan quvvatlantirish mumkin emas. Bu erda tranzistorlar yordamga keladi. Maqolada tranzistorlarning asosiy turlari, P-N-P va N-P-N bipolyar tranzistorlar, P-kanal va N-kanalli dala effektli tranzistorlar o'rtasidagi farqlar ko'rib chiqiladi, tranzistorlarni ulashning asosiy nozik tomonlari ko'rib chiqiladi va ularning qo'llanish doirasi ochib beriladi.

Transistorni o'rni bilan aralashtirib yubormang. O'rni - bu oddiy kalit. Uning ishining mohiyati metall kontaktlarni yopish va ochishdir. Transistor yanada murakkab va uning ishlashi elektron-teshik o'tishiga asoslangan. Agar siz bu haqda ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, tranzistorning oddiydan murakkabgacha ishlashini tasvirlaydigan ajoyib videoni tomosha qilishingiz mumkin. Video ishlab chiqarilgan yili bilan adashmang - fizika qonunlari o'shandan beri o'zgarmadi va materialni juda yaxshi taqdim etadigan yangiroq videoni topib bo'lmadi:

Transistorlar turlari

Bipolyar tranzistor

Bipolyar tranzistor zaif yuklarni boshqarish uchun mo'ljallangan (masalan, kam quvvatli motorlar va servolar). U har doim uchta chiqishga ega:

Kollektor - tranzistor boshqaradigan yuqori kuchlanish beriladi

• Baza - tranzistorni ochish yoki yopish uchun oqim beriladi yoki o'chiriladi

Emitent (inglizcha: emitter) - tranzistorning "chiqish" chiqishi. U orqali kollektor va bazadan oqim o'tadi.

Bipolyar tranzistor oqim bilan boshqariladi. Bazaga qanchalik ko'p oqim berilsa, kollektordan emitentga ko'proq oqim tushadi. Emitentdan kollektorga o'tadigan oqimning tranzistor bazasidagi oqimga nisbati daromad deyiladi. Sifatida belgilanadi hfe (Ingliz adabiyotida u gain deyiladi).

Masalan, agar hfe= 150 va 0,2 mA bazadan o'tadi, keyin tranzistor o'zidan maksimal 30 mA o'tadi. Agar 25 mA quvvat oladigan komponent (masalan, LED) ulangan bo'lsa, unga 25 mA quvvat beriladi. Agar 150 mA quvvat oladigan komponent ulangan bo'lsa, u faqat maksimal 30 mA bilan ta'minlanadi. Kontakt uchun hujjatlar oqim va kuchlanishning ruxsat etilgan maksimal qiymatlarini ko'rsatadi asos-> emitent Va kollektor -> emitent . Ushbu qiymatlardan oshib ketish tranzistorning haddan tashqari qizishi va ishdan chiqishiga olib keladi.

Qiziqarli rasmlar:

NPN va PNP bipolyar tranzistorlar

Polar tranzistorlarning 2 turi mavjud: NPN Va PNP. Ular qatlamlarning almashinishida farqlanadi. N (salbiydan) - manfiy zaryad tashuvchilar (elektronlar) ko'p bo'lgan qatlam, P (musbatdan) - ortiqcha zaryad tashuvchilar (teshiklar) bo'lgan qatlam. Elektronlar va teshiklar haqida ko'proq ma'lumot yuqoridagi videoda tasvirlangan.

Transistorlarning harakati qatlamlarning almashinishiga bog'liq. Yuqoridagi animatsiya ko'rsatadi NPN tranzistor. IN PNP tranzistorni boshqarish aksincha - baza erga ulanganda oqim tranzistor orqali oqadi va oqim bazadan o'tganda bloklanadi. Diagrammada ko'rsatilganidek PNP Va NPN o'q yo'nalishi bo'yicha farqlanadi. O'q har doim dan o'tishga ishora qiladi N Kimga P:

Diagrammada NPN (chap) va PNP (o'ng) tranzistorlarining belgilanishi

NPN tranzistorlari elektronikada keng tarqalgan, chunki ular samaraliroq.

Dala effektli tranzistor

Dala effektli tranzistorlar ichki tuzilishi bilan bipolyar tranzistorlardan farq qiladi. MOS tranzistorlari havaskor elektronikada eng keng tarqalgan. MOS - bu metall oksidi o'tkazgichning qisqartmasi. Ingliz tilida ham xuddi shunday: Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET sifatida qisqartirilgan. MOS tranzistorlari tranzistorning nisbatan kichik o'lchamlari bilan yuqori quvvatlarni boshqarishga imkon beradi. Transistor oqim bilan emas, balki kuchlanish bilan boshqariladi. Chunki tranzistor elektr tomonidan boshqariladi maydon, tranzistor o'z nomini oldi - maydon qichqirmoq.

Dala effektli tranzistorlar kamida 3 ta terminalga ega:

Drenaj - unga yuqori kuchlanish qo'llaniladi, siz uni nazorat qilmoqchisiz

Darvoza - tranzistorni boshqarish uchun unga kuchlanish qo'llaniladi

Manba - tranzistor "ochiq" bo'lganda oqim drenajdan o'tadi.

Dala effektli tranzistorli animatsiya bo'lishi kerak, lekin u bipolyar tranzistordan tranzistorlarning sxematik ko'rinishidan tashqari hech qanday farq qilmaydi, shuning uchun animatsiya bo'lmaydi.

N kanal va P kanalli maydon effektli tranzistorlar

Dala effektli tranzistorlar ham qurilma va xatti-harakatlariga qarab 2 turga bo'linadi. N kanali(N kanal) darvozaga kuchlanish qo'llanilganda ochiladi va yopiladi. kuchlanish bo'lmaganda. P kanali(P kanali) aksincha ishlaydi: darvozada kuchlanish bo'lmasa, oqim tranzistor orqali oqadi. Darvozaga kuchlanish qo'llanilganda, oqim to'xtaydi. Diagrammada dala effektli tranzistorlar biroz boshqacha tasvirlangan:

Bipolyar tranzistorlarga o'xshab, dala tranzistorlari qutblilikda farqlanadi. N-kanal tranzistori yuqorida tavsiflangan. Ular eng keng tarqalgan.

Belgilanganda P-kanal o'q yo'nalishi bo'yicha farqlanadi va yana "teskari" harakatga ega.

Dala effektli tranzistor o'zgaruvchan tokni boshqarishi mumkin degan noto'g'ri tushuncha mavjud. Bu unday emas. O'zgaruvchan tokni boshqarish uchun o'rni foydalaning.

Darlington tranzistori

Darlington tranzistorini tranzistorning alohida turi sifatida tasniflash mutlaqo to'g'ri emas. Biroq, ushbu maqolada ularni eslatib o'tmaslik mumkin emas. Darlington tranzistori ko'pincha bir nechta tranzistorlarni o'z ichiga olgan mikrosxema shaklida topiladi. Masalan, ULN2003. Darlington tranzistori tezda ochish va yopish (va shuning uchun siz bilan ishlash imkonini beradi) va ayni paytda yuqori oqimlarga bardosh berish qobiliyati bilan ajralib turadi. Bu murakkab tranzistorning bir turi bo'lib, ikki yoki kamdan-kam hollarda ko'proq tranzistorlarning kaskadli ulanishi bo'lib, oldingi bosqichning emitentidagi yuk keyingi bosqich tranzistorining baza-emitter birikmasi bo'ladi. ya'ni tranzistorlar kollektorlar orqali ulanadi va kirish tranzistorining emitenti asosiy dam olish kuniga ulanadi. Bunga qo'shimcha ravishda, oldingi tranzistorning emitentining qarshilik yuki yopilishni tezlashtirish uchun sxemaning bir qismi sifatida ishlatilishi mumkin. Umuman olganda, bunday ulanish bitta tranzistor sifatida ko'rib chiqiladi, uning oqimi tranzistorlar faol rejimda ishlaganda, taxminan barcha tranzistorlarning daromadlari mahsulotiga teng bo'ladi.

Transistorli ulanish

Hech kimga sir emaski, Arduino platasi maksimal 40 mA gacha bo'lgan oqim bilan chiqish uchun 5 V kuchlanishni ta'minlashga qodir. Bu oqim kuchli yukni ulash uchun etarli emas. Misol uchun, agar siz LED tasmasini yoki motorni to'g'ridan-to'g'ri chiqishga ulashga harakat qilsangiz, Arduino chiqishiga zarar yetkazishingiz kafolatlanadi. Butun kengash muvaffaqiyatsiz bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, ba'zi ulangan komponentlar ishlashi uchun 5V dan ortiq kuchlanish talab qilinishi mumkin. Tranzistor bu ikkala muammoni ham hal qiladi. Bu Arduino pinidan kichik oqim yordamida alohida quvvat manbaidan kuchli oqimni boshqarishga yoki yuqori kuchlanishni boshqarish uchun 5 V kuchlanishdan foydalanishga yordam beradi (hatto eng zaif tranzistorlar ham kamdan-kam hollarda maksimal kuchlanish 50 V dan past bo'ladi). . Misol sifatida, dvigatelni ulashni ko'rib chiqing:

Yuqoridagi diagrammada vosita alohida quvvat manbaiga ulangan. Dvigatel kontakti va dvigatel uchun quvvat manbai o'rtasida biz tranzistorni joylashtirdik, u har qanday Arduino raqamli pin yordamida boshqariladi. Tekshirish moslamasining chiqishidan boshqaruvchi chiqishiga YUQORI signalni qo'llaganimizda, biz tranzistorni ochish uchun juda kichik oqim olamiz va tranzistor orqali katta oqim o'tadi va tekshirgichga zarar etkazmaydi. Arduino pin va tranzistor bazasi o'rtasida o'rnatilgan rezistorga e'tibor bering. Mikrokontroller - tranzistor - tuproq yo'nalishi bo'ylab oqadigan oqimni cheklash va qisqa tutashuvlarning oldini olish uchun kerak. Yuqorida aytib o'tilganidek, Arduino pinidan olinadigan maksimal oqim 40 mA ni tashkil qiladi. Shuning uchun bizga kamida 125 Ohm (5V / 0,04A = 125 Ohm) qarshilik kerak bo'ladi. 220 Ohm qarshilikni xavfsiz ishlatishingiz mumkin. Aslida, qarshilik tranzistor orqali kerakli oqimni olish uchun bazaga berilishi kerak bo'lgan oqimni hisobga olgan holda tanlanishi kerak. To'g'ri rezistorni tanlash uchun siz daromad omilini hisobga olishingiz kerak ( hfe).

MUHIM!! Agar siz kuchli yukni alohida quvvat manbaidan ulasangiz, u holda siz yuk quvvat manbaining tuproqini ("minus") va Arduinoning tuproqli ("GND" pin) ni jismoniy ravishda ulashingiz kerak. Aks holda, siz tranzistorni boshqara olmaysiz.

Dala effektli tranzistordan foydalanilganda, darvoza ustidagi oqim cheklovchi rezistor kerak emas. Transistor faqat kuchlanish bilan boshqariladi va eshikdan oqim o'tmaydi.

- uch elektrodli yarimo'tkazgichli qurilma shaklida ishlab chiqarilgan tranzistorlarning ikkita asosiy turidan biri. Ushbu o'tkazgichlarning har biri n-o'tkazuvchanlik (nopoklik) yoki p-o'tkazuvchanlik (teshik) bilan ketma-ket joylashtirilgan qatlamlarni o'z ichiga oladi. Shunday qilib, n-p-n yoki p-n-p turdagi bipolyar tranzistorlar hosil bo'ladi.

Bipolyar tranzistordagi uchta elektrod navbati bilan uchta Supero'tkazuvchilar qatlamning har biriga ulanadi.

Bipolyar tranzistorning ishlashi paytida elektronlar va teshiklar tomonidan olib boriladigan har xil turdagi zaryadlarning bir vaqtning o'zida uzatilishi sodir bo'ladi. Ya'ni, ikki turdagi zaryadlar mavjud, shuning uchun bu tranzistor "bipolyar" deb ataladi ("bi" "ikki" degan ma'noni anglatadi).

1-rasm: Bipolyar tranzistor dizayni.

O'rta qatlamga ulangan elektrod "tayanch" sifatida belgilanadi. Ikkita tashqi elektrodlar "kollektor" va "emitter" deb ataladi. Ushbu ikkita kanal o'tkazuvchanlik turi bo'yicha bir xil. Shu bilan birga, kerakli xususiyatlarga ega bo'lgan qurilmani olish uchun emitentga ulangan qatlam aralashmalar bilan ko'proq doping qilinadi va kollektorga ulangan qatlam aksincha. Natijada, ruxsat etilgan kollektor kuchlanishi oshadi. Emitent ulanishining buzilishi sodir bo'ladigan teskari kuchlanish darajasini hisobga olish unchalik muhim emas, chunki elektron kontaktlarning zanglashiga olib o'tish uchun odatda emitent pn ulanishi bo'ylab oldinga egilgan modellar qo'llaniladi, bu esa kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Boshqa narsalar bilan bir qatorda, doplangan emitent qatlami ozchilik tashuvchilarning markaziy o'tkazgich qatlamiga o'tishini osonlashtiradi, CB (umumiy tayanch) pallasida joriy konversiya samaradorligini oshirishga yordam beradi.

Bundan tashqari, o'zgartirilgan dizaynda kollektor p-n birikmasi emitent birikmasidan sezilarli darajada kattaroqdir. Ushbu parametr asosiy qatlamdan keladigan ozchilik tashuvchilarni yig'ishni yaxshilash va uzatish koeffitsientini oshirish zarurati bilan bog'liq.

Bipolyar tranzistorlarning ishlashi asosiy qatlamning qalinligiga bog'liq: u qanchalik qalin bo'lsa, butun sxemaning funktsiyalari sekinroq bo'ladi. Ammo bu qatlamni ham juda yupqalashtirib bo'lmaydi. Qalinligi kamayishi bilan, ozchilik tashuvchilarning asosiy qatlam tanasidan o'tishi uchun zarur bo'lgan vaqt davri ham kamayadi, biroq ayni paytda maksimal kollektor kuchlanishida sezilarli pasayish kuzatiladi. Shuning uchun, to'g'ri tayanch o'lchamini tanlash ushbu ikkala hodisani hisobga olgan holda amalga oshiriladi.

Qurilma va ishlash printsipi

2-rasm: kesmadagi planar bipolyar npn tranzistor

Bipolyar tranzistorlarning birinchi modellari metall germaniy (yarim o'tkazgich materiali) yordamida yaratilgan. Hozirgi vaqtda bu maqsadlar uchun bir kristalli kremniy va bir kristalli galliy arsenid ishlatiladi.

3-rasm: kremniy va galliy arsenidining monokristallari

Eng tez ta'sir qiluvchi qurilmalar galyum arsenididan foydalanadigan qurilmalardir. Shu sababli, ular ko'pincha o'ta yuqori tezlikdagi mantiqiy sxemalar va mikroto'lqinli kuchaytirgich davrlarining elementlari sifatida ishlatiladi.

Yuqorida aytib o'tilganidek, bipolyar tranzistorning tuzilishi turli darajadagi dopingga ega emitent, baza va kollektor qatlamlaridan iborat bo'lib, har bir qatlam ohmik (to'g'rilanmaydigan) kontakt bilan ifodalangan o'z elektrodiga ulanadi.

Transistorning engil qo'shilgan asosiy qatlami yuqori darajadagi ohmik qarshilikka ega.

Emitent-baz va kollektor-tayanch kontaktlarini o'zaro bog'lashda shuni ta'kidlash mumkinki, birinchisi ikkinchisidan pastroqdir.

Ushbu dizayn quyidagi fikrlarga bog'liq:

• Katta kollektor-tayanch birikmasi bazadan kollektorga o'tkaziladigan ozchilik zaryad tashuvchilar (MCC) sonini ko'paytirish imkonini beradi;
• Faol ishlash vaqtida KB o'tish joyi teskari egilish sharoitida ishlaydi, bu kollektor birlashmasi hududida kuchli issiqlik hosil bo'lishiga olib keladi, shuning uchun uning issiqlik olib tashlanishini yaxshilash uchun maydonni oshirish kerak.

Shunday qilib, "ideal" nosimmetrik bipolyar tranzistor faqat nazariy hisob-kitoblarda paydo bo'ladi va nazariyani amaliy asosga o'tkazish simmetriyaga ega bo'lmagan modellar eng yuqori samaradorlikka ega ekanligini ko'rsatadi.

Faol kuchaytirish rejimida tranzistor E-bog'lanishning oldinga egilishi (u ochiq bo'ladi) va K-birikmasining teskari egilishi (yopiq bo'ladi). Qarama-qarshi vaziyatda, E-bog'lanish yopilganda va K-bo'g'in ochilganda, bipolyar tranzistor teskari tarzda yoqiladi.

Agar biz n-p-n tipidagi tranzistorlarning ishlash jarayonini batafsil ko'rib chiqsak, unda birinchi navbatda asosiy NC ning (zaryad tashuvchilari) E-B birikmasi bo'ylab emitent qatlamidan asosiy qatlamga o'tishini kuzatamiz. Elektronlar bilan ifodalangan NS ning ba'zilari bazadagi teshiklar bilan o'zaro ta'sir qiladi, bu ikkala zaryadning neytrallanishiga va energiyaning bir vaqtning o'zida chiqishiga olib keladi. Shu bilan birga, asosiy qatlam juda nozik va engil doplangan, bu o'zaro ta'sir qilish jarayonining umumiy vaqtini oshiradi, shuning uchun ko'p miqdordagi emitent NC kollektor qatlamiga kirishga muvaffaq bo'ladi. Bundan tashqari, ko'chirilgan kollektor birikmasidan hosil bo'lgan elektr maydon kuchining ta'siri ta'sir qiladi. Ushbu kuch tufayli asosiy qatlamdan olingan elektronlar soni sezilarli darajada oshadi.

Natijada, kollektor oqimining qiymati deyarli emitent oqimiga teng bo'lib, bazaviy oqimning o'zini hisoblab chiqadigan asosiy qatlamdagi yo'qotishlar minus. Kollektor oqimining qiymatini hisoblash uchun formuladan foydalaniladi:

Bu erda Ik - kollektor oqimi, Ya'ni - emitent oqimi, a - emitent oqimining uzatish koeffitsienti.

a koeffitsienti qiymatlari diapazoni 0,9 dan 0,99 gacha o'zgarib turadi. Kattaroq qiymatlar tranzistor orqali oqimni yanada samarali o'tkazish imkonini beradi. a ning qiymati K-B va B-E o'tishlari qanday kuchlanishni ko'rsatishi bilan aniqlanmaydi. Natijada, ko'plab ishlaydigan kuchlanish variantlari sharoitida Ik va Ib o'rtasidagi mutanosib munosabatlar saqlanadi. Ushbu proportsionallik koeffitsientini topish uchun quyidagi formuladan foydalaniladi:

b = a/(1 - a).

b qiymatlari 10-100 oralig'ida bo'lishi mumkin. Bundan xulosa qilishimiz mumkinki, katta kollektor tokining ishlashini tartibga solish uchun bazada past oqim bilan ishlash juda mumkin.

Bipolyar tranzistorlarning ta'sir qilish tartibining xilma-xilligi

Oddiy faol rejim

Xarakterli:

1. Ochiq emitent bazasi (oldinga egilish);
2. Yopiq kollektor-tayanch hududi (teskari moyillik);
3. Emitent-bazaning mintaqasida ijobiy kuchlanish darajasi;
4. Kollektor-tayanch hududida salbiy kuchlanish darajasi.

3 va 4-bandlar pnp tranzistorlari uchun berilgan. N-p-n tuzilishiga ega modellar uchun xarakteristikaga teskari bo'ladi.

Teskari faol rejim

Xarakterli:

1. Emitent birikmasida teskari egilish;
2. Kollektor birikmasida to'g'ridan-to'g'ri egilish.

Qolgan nuqtalar oddiy faol rejim bilan bir xil.

To'yinganlik rejimi

Xarakterli:

1. E-tugmani va K-tushishni tashqi manbalar bilan ulash;
2. Emitent va kollektor birikmasining to'g'ridan-to'g'ri egilishi;
3. Tashqi manbalarning elektr maydoni tufayli diffuz elektr maydonining zaiflashishi;
4. Potensial to'siq darajasining pasayishi, bu asosiy NC ning tarqalishini nazorat qilishning zaiflashishiga, shuningdek, emitent va kollektor mintaqalaridan ko'plab teshiklarning bazaviy hududga siljishiga olib keladi.

Oxirgi nuqta natijasida emitent va kollektor to'yinganlik oqimlarining shakllanishi sodir bo'ladi (ya'ni va Ik.s.)

Xuddi shu rejimda K-E o'tishda "to'yinganlik kuchlanishi" tushunchasi paydo bo'ladi. Uning yordamida siz ochiq tranzistor uchun kuchlanishning pasayishi darajasini aniqlashingiz mumkin. Xuddi shunday, B-E birikmasi uchun to'yinganlik kuchlanishi qisqartirilgan qism uchun kuchlanishning pasayishi darajasini aniqlaydi.

Chiqib ketish rejimi

Xarakterli:

• K-mintaqadagi teskari moyillik;
• E-o'tish joyining har qanday yo'nalishda siljishi, agar u emitent tomonidan elektronlarni asosiy qatlamga chiqarish jarayonining boshlanishini cheklaydigan chegara qiymatidan oshmasa.

Silikon bipolyar tranzistor holatida berilgan indikatorning darajasi 0,6-0,7 voltga etadi, ya'ni kesish rejimi taglikdagi nol oqimda yoki EB o'tish joyida 0,7 voltdan past kuchlanish darajasida mumkin.

To'siq rejimi

Xarakterli:

• Asosiy segment va kollektor o'rtasidagi aloqa qisqa yoki kichik o'lchamli qarshilik yordamida;
• Transistor elementi orqali oqimni o'rnatishi uchun kollektor yoki emitent pallasiga rezistor ulangan.

Taqdim etilgan rejimdagi operatsiya yarimo'tkazgich triodini oqim o'rnatuvchi qarshilikka ketma-ket ulanishi bilan diodning analogiga aylantiradi. Ushbu sxema bo'yicha qurilgan kaskad oz sonli tarkibiy qismlarga ega va ishlatiladigan qurilmaning xususiyatlaridan deyarli mustaqildir.

Ulanish sxemalari

Kommutatsiya tranzistorli pallasini tavsiflash uchun ikkita muhim ko'rsatkich qo'llaniladi:

• Chiqish oqimining (Iout) kirish oqimiga (Iin) nisbati orqali hisoblangan joriy daromadni aniqlash koeffitsientining qiymati;
• Kirish kuchlanishining (Uin) kirish oqimiga (Iin) nisbati orqali hisoblangan kirish qarshiligining qiymati (Rin).

Umumiy baza (CB) bilan yoqish

4-rasm: OB bilan kuchaytirgich

Xarakterli:

• Kirishdagi qarshilik darajasi eng past va chiqish eng yuqori bo'lgan sxema varianti;
• a (joriy daromad) yondashuvlar 1;
• Katta Ku (kuchlanish kuchayishi) ga ega;
• Signal fazasining inversiyasi yo'q.

a koeffitsientini aniqlash uchun kollektor oqimining emitent oqimiga nisbatini hisoblash kerak (boshqacha aytganda, chiqish oqimining kirish oqimiga nisbati).

Rinning kirish qarshiligini aniqlash uchun siz kirish voltaji va kirish oqimining nisbatini hisoblashingiz kerak (boshqacha aytganda, E-B birikmasidagi kuchlanish va emitent oqimining nisbati). OB bo'lgan davrlar uchun ushbu parametrning qiymati maksimal 100 Ohm ga etadi (past quvvatli bipolyar tranzistorda).

OB bilan kommutatsiya davrlarini ishlatishning afzalliklari

• Yaxshi harorat va chastota qiymati;
• Ruxsat etilgan stressning yuqori darajasi.

OB bilan kommutatsiya davrlarini ishlatishning kamchiliklari

• Oqim kuchayishining ahamiyatsiz darajasi (chunki a koeffitsientining qiymati birlikka etib bormaydi);
• Past kirish empedansi;
• Ishlash ikki xil kuchlanish manbalari tomonidan ta'minlanadi.

Umumiy emitent ulanishi (CE)

Xarakterli:

• Chiqish oqimi kollektor oqimiga mos keladi;
• Kirish oqimi asosiy oqimga mos keladi;
• Kirish kuchlanishi B-E o'tish joyidagi kuchlanishga mos keladi;

Berilgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan b koeffitsientini (joriy kuchayish) chiqish oqimining kirish oqimiga nisbati orqali hisoblash mumkin (kollektor oqimining asosiy oqimiga; kollektor oqimining emitent va kollektor oqimlari orasidagi farqga).

Kirish qarshiligini (Rin) aniqlash uchun kirish kuchlanishining kirish oqimiga nisbati hisoblab chiqiladi (BE-E o'tish joyidagi kuchlanish bazadagi oqimga).

• b koeffitsientining katta qiymati;
• Yuqori kuchlanish kuchayishi;
• Eng yuqori quvvat olish darajasi;
• Faqat bitta quvvat manbai ishlatiladi;
• Chiqish kuchlanishi teskari (kirishga nisbatan).

OE bilan kommutatsiya davrlarini ishlatishning afzalliklari

• Harorat va chastota qiymatlari OB bilan almashtirish davrlariga nisbatan ancha past.

Umumiy kollektor bilan yoqish (OK)

Xarakterli:

• Chiqish oqimi emitent oqimiga mos keladi;
• Kirish oqimi tayanch sohasidagi joriy qiymatga mos keladi;
• Kirish kuchlanishi B-K birikmasidagi kuchlanishga mos keladi;
• Chiqish kuchlanishi K-E birikmasidagi kuchlanishga mos keladi.

b indikatorni hisoblash chiqish oqimining kirish oqimiga nisbati orqali amalga oshiriladi (emitent mintaqasidagi oqim asosiy mintaqadagi oqimga; emitent mintaqadagi oqim E va K oqimi o'rtasidagi farq).

Kirishdagi qarshilik miqdori kirishdagi kuchlanishning kirishdagi oqimga nisbati bilan aniqlanadi (B-E va C-E o'tish joylaridagi kuchlanishlar yig'indisining bazadagi oqim ko'rsatkichiga nisbati).

Ushbu turdagi ulanishga ega bo'lgan sxema emitent izdoshi deb ataladi.

Kommutatsiya sxemalarini OK bilan ishlashning afzalliklari

• Kirish qarshiligining sezilarli darajasi;
• Past chiqish qarshiligi.

OK bilan ishlaydigan kommutatsiya davrlarining kamchiliklari

• Kuchlanishning kuchayishini tavsiflovchi indikatorning qiymati birlikka etib bormaydi.

Bipolyar tranzistorlar uchun muhim ko'rsatkichlar

• Joriy uzatishni tavsiflovchi indikatorning qiymati;
• Chiqish qarshiligi darajasi;
• Chiqish o'tkazuvchanlik qiymati;
• Teskari K-E oqimining kattaligi;
• Yoqish uchun zarur bo'lgan vaqt;
• Asosiy oqimning uzatilishini tavsiflovchi indikatorning cheklash chastotasi darajasi;
• Kollektor sohasidagi teskari oqimning kattaligi;
• Maksimal ruxsat etilgan oqim qiymati;
• Oqimning uzatilishini tavsiflovchi indikatorning cheklash chastotasi darajasi (OE bo'lgan davrlar uchun).

Bipolyar tranzistorning belgilovchi fazilatlarini ikkita asosiy guruhga bo'lish mavjud. Parametrlarning birinchi guruhi tranzistorning ishlashi paytida paydo bo'ladigan, ammo ishlatiladigan ulanish turiga bog'liq bo'lmagan belgilar ro'yxatini belgilaydi. Bularga quyidagilar kiradi:

• Joriy daromad indeksining qiymati a;
• Emitentning umumiy qarshiligi;
• Kollektorning umumiy qarshiligi;
• Transvers yo'nalishdagi bazadagi qarshilik qiymati.

Agar ikkinchi guruhning parametrlari haqida gapiradigan bo'lsak, ular ishlatiladigan kommutatsiya davriga qarab o'zgaradi. Bundan tashqari, tranzistor xususiyatlarining chiziqliligi yo'qligini hisobga olish kerak, shuning uchun ikkilamchi xususiyatlar ro'yxati faqat past darajadagi chastotalar va past amplitudali impulslarga nisbatan qo'llanilishi mumkin.

Ikkilamchi parametrlar hisobga olinadi:

• Kirish qarshilik darajasi;
• Kuchlanishni aks ettiruvchi indikatorning qiymati;
• Joriy uzatish ko'rsatkichining qiymati;
• Chiqish o'tkazuvchanlik darajasi.

Yuqoridagi fikrlarga qo'shimcha ravishda, yuqori chastota sig'imning pasayishiga, oqim kuchining pasayishiga va keyinchalik a va b koeffitsientlari qiymatlarining pasayishiga olib kelishini hisobga olish kerak. a va b ning 3 dB ga pasayishiga olib keladigan chastota ko'rsatkichi cheklovchi sifatida belgilanadi.

Qo'llash sohalari

Yarimo'tkazgich triodlarini yaratish uchun foydalanish mumkin:

• Kuchaytirgichlar, kuchaytirish bosqichlari;
• Signal generatorlari;
• Modulatorlar;
• Demodulyatorlar (detektorlar);
• Invertorlar (mantiqiy elementlar) va boshqalar.

Qo'shimcha ma'lumotni http://www.aistsoft.ru/ saytidan olishingiz mumkin. AIST tizimi ixtisoslashtirilgan ma'lumotlar (texnik tavsiflar, pasportlar, chizmalar, sertifikatlar va boshqalar) uchun katta ma'lumotlar resursidir.

Maqolaga sharhlar, qo'shimchalar yozing, ehtimol men biror narsani o'tkazib yubordim. Ko'rib chiqing, agar menda boshqa foydali narsalarni topsangiz, xursand bo'laman.

Bizni hamma joyda elektronika o'rab oladi. Ammo bularning barchasi qanday ishlashi haqida deyarli hech kim o'ylamaydi. Bu aslida juda oddiy. Aynan shu narsani bugun ko'rsatishga harakat qilamiz. Keling, tranzistor kabi muhim elementdan boshlaylik. Biz sizga bu nima ekanligini, nima qilishini va tranzistor qanday ishlashini aytib beramiz.

Transistor nima?

Transistor- elektr tokini boshqarish uchun mo'ljallangan yarimo'tkazgichli qurilma.

Transistorlar qayerda ishlatiladi? Ha hamma joyda! Deyarli hech qanday zamonaviy elektr sxemasi tranzistorlarsiz amalga oshirilmaydi. Ulardan kompyuter texnikasi, audio va video texnika ishlab chiqarishda keng foydalaniladi.

Qachon vaqtlar Sovet mikrosxemalari dunyodagi eng kattasi edi, o'tdi va zamonaviy tranzistorlar hajmi juda kichik. Shunday qilib, eng kichik qurilmalar hajmi nanometrga teng!

Konsol nano- o'ndan minus to'qqizinchi darajagacha bo'lgan tartib qiymatini bildiradi.

Biroq, asosan energetika va sanoat sohalarida qo'llaniladigan ulkan namunalar ham mavjud.

Har xil turdagi tranzistorlar mavjud: bipolyar va qutbli, to'g'ridan-to'g'ri va teskari o'tkazuvchanlik. Biroq, ushbu qurilmalarning ishlashi bir xil printsipga asoslanadi. Transistor yarim o'tkazgichli qurilma. Ma'lumki, yarimo'tkazgichda zaryad tashuvchilar elektronlar yoki teshiklardir.

Ortiqcha elektronlar bo'lgan hudud harf bilan ko'rsatilgan n(salbiy) va teshik o'tkazuvchanligi bilan mintaqa hisoblanadi p(ijobiy).

Transistor qanday ishlaydi?

Hamma narsani juda aniq qilish uchun keling, ishni ko'rib chiqaylik bipolyar tranzistor (eng mashhur turi).

(keyingi o'rinlarda oddiygina tranzistor deb yuritiladi) yarimo'tkazgichli kristall (ko'pincha ishlatiladi) kremniy yoki germaniy), turli elektr o'tkazuvchanligi bo'lgan uchta zonaga bo'lingan. Hududlar shunga qarab nomlanadi kollektor, asos Va emitent. Transistorning qurilmasi va uning sxematik ko'rinishi quyidagi rasmda ko'rsatilgan

Oldinga va teskari o'tkazuvchan tranzistorlarni ajrating. P-n-p tranzistorlar to'g'ridan-to'g'ri o'tkazuvchi tranzistorlar, n-p-n tranzistorlar esa teskari o'tkazuvchi tranzistorlar deb ataladi.

Endi tranzistorlarning ikkita ish rejimi haqida gapiraylik. Tranzistorning o'zi ishlashi suv krani yoki valfining ishlashiga o'xshaydi. Faqat suv o'rniga elektr toki mavjud. Transistorning ikkita mumkin bo'lgan holati mavjud - ish (tranzistor ochiq) va dam olish holati (tranzistor yopiq).

Bu nima degani? Transistor o'chirilgan bo'lsa, u orqali oqim o'tmaydi. Ochiq holatda, bazaga kichik nazorat oqimi qo'llanilganda, tranzistor ochiladi va emitent-kollektor orqali katta oqim oqib chiqa boshlaydi.

Tranzistordagi fizik jarayonlar

Va endi nima uchun hamma narsa shunday sodir bo'ladi, ya'ni nima uchun tranzistor ochiladi va yopiladi. Keling, bipolyar tranzistorni olaylik. Tinch qo'y, hamma narsa o'z holidagiday qo'sin; shunday bo'lsin n-p-n tranzistor.

Agar siz kollektor va emitent o'rtasida quvvat manbasini ulasangiz, kollektor elektronlari musbatga tortila boshlaydi, lekin kollektor va emitent o'rtasida oqim bo'lmaydi. Bunga asosiy qatlam va emitent qatlamining o'zi to'sqinlik qiladi.

Agar siz baza va emitent o'rtasida qo'shimcha manba ulasangiz, emitentning n mintaqasidagi elektronlar bazaviy hududga kira boshlaydi. Natijada, tayanch maydoni erkin elektronlar bilan boyitiladi, ularning bir qismi teshiklar bilan qayta birlashadi, ba'zilari bazaning plyus qismiga oqib o'tadi va ba'zilari (ko'pchiligi) kollektorga boradi.

Shunday qilib, tranzistor ochiq bo'lib chiqadi va emitent-kollektor oqimi unda oqadi. Agar asosiy kuchlanish oshirilsa, kollektor-emitter oqimi ham ortadi. Bundan tashqari, nazorat kuchlanishining kichik o'zgarishi bilan kollektor-emitter orqali oqimning sezilarli darajada oshishi kuzatiladi. Kuchaytirgichlarda tranzistorlarning ishlashi aynan shu effektga asoslanadi.

Bu, qisqacha aytganda, tranzistorlar qanday ishlashining mohiyatidir. Bir kechada bipolyar tranzistorlar yordamida quvvat kuchaytirgichini hisoblash kerakmi yoki tranzistorning ishlashini o'rganish uchun laboratoriya ishlarini bajarish kerakmi? Agar siz bizning talabalarga xizmat ko'rsatish bo'yicha mutaxassislarimiz yordamidan foydalansangiz, bu hatto yangi boshlanuvchilar uchun ham muammo emas.

O'qish kabi muhim masalalarda mutaxassislardan yordam so'rashdan tortinmang! Endi sizda tranzistorlar haqida tasavvurga ega bo'lganingiz uchun biz sizga dam olishni va Kornning "Twisted tranzistor" videosini tomosha qilishni taklif qilamiz! Masalan, siz sirtqi bo'lim talabasi bilan bog'lanishga qaror qildingiz.

Bipolyar tranzistorlar qotishma materiallardan tayyorlanadi va ikki xil bo'lishi mumkin - NPN va PNP. Transistorda emitent (E), tayanch (B) va kollektor (K) deb nomlanuvchi uchta terminal mavjud. Quyidagi rasmda NPN tranzistori ko'rsatilgan, bu erda asosiy ish rejimlarida (faol, to'yinganlik, kesish) kollektor ijobiy potentsialga ega, emitent salbiy va baza tranzistor holatini boshqarish uchun ishlatiladi.

Yarimo'tkazgichlar fizikasi ushbu maqolada muhokama qilinmaydi, ammo shuni ta'kidlash kerakki, bipolyar tranzistor ikkita p-n birikmasi bilan ajratilgan uchta alohida qismdan iborat. PNP tranzistorida ikkita P mintaqasi bilan ajratilgan bitta N hudud mavjud:

NPN tranzistorida ikkita N mintaqa o'rtasida joylashgan bitta P mintaqasi mavjud:

N va P hududlari orasidagi bog'lanishlar dagi birikmalarga o'xshaydi va ular oldinga yoki teskari yo'nalishli p-n birikmalari ham bo'lishi mumkin. Bu qurilmalar joy almashish turiga qarab turli rejimlarda ishlashi mumkin:

• O'chirish: bu rejimda ishlash o'tish paytida ham sodir bo'ladi. Emitent va kollektor o'rtasida oqim yo'q, amalda "ochiq elektron", ya'ni "kontakt ochiq".
• Faol rejim: tranzistor kuchaytirgich davrlarida ishlaydi. Ushbu rejimda uning xarakteristikasi deyarli chiziqli. Emitent va kollektor o'rtasida oqim oqadi, uning kattaligi emitent va tayanch o'rtasidagi moyillik (nazorat) kuchlanishining qiymatiga bog'liq.
• To'yinganlik: almashtirishda ishlaydi. Emitent va kollektor o'rtasida amalda "qisqa tutashuv" mavjud, ya'ni "kontakt yopiq".
• Teskari faol rejim: faol rejimda bo'lgani kabi, tranzistor oqimi asosiy oqimga mutanosib, lekin teskari yo'nalishda oqadi. Juda kam ishlatiladi.

NPN tranzistorida kollektordan emitentga oqim hosil qilish uchun kollektorga ijobiy kuchlanish qo'llaniladi. PNP tranzistorida emitentdan kollektorga oqim hosil qilish uchun emitentga ijobiy kuchlanish qo'llaniladi. NPNda oqim kollektordan (K) emitentga (E) o'tadi:

Va PNPda oqim emitentdan kollektorga o'tadi:

PNP va NPNdagi oqim va kuchlanish polaritesining yo'nalishlari har doim bir-biriga qarama-qarshi ekanligi aniq. NPN tranzistorlari umumiy terminallarga nisbatan ijobiy qutbli ta'minotni talab qiladi va PNP tranzistorlari salbiy ta'minotni talab qiladi.

PNP va NPN deyarli bir xil ishlaydi, lekin ularning rejimlari polaritlar tufayli farq qiladi. Misol uchun, NPNni to'yinganlik rejimiga o'tkazish uchun U B U K va U E dan yuqori bo'lishi kerak. Quyida ularning kuchlanishiga qarab ish rejimlarining qisqacha tavsifi keltirilgan:

Har qanday bipolyar tranzistorning asosiy ishlash printsipi emitent va kollektor o'rtasidagi oqim oqimini tartibga solish uchun asosiy oqimni nazorat qilishdir. NPN va PNP tranzistorlarining ishlash printsipi bir xil. Faqatgina farq ularning N-P-N va P-N-P o'tish joylariga, ya'ni emitent-baza-kollektorga qo'llaniladigan kuchlanishlarning polaritesidir.