Биполярлы транзисторлар

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

Биполярлы транзисторлар

Биполярлы транзистор - екi өзара әрекеттесушi түзеткiш электрлiк ауысулары және екi шықпалары бар шалаөткiзгiштi аспап, оның күшейту қабiлетi негiзгi емес зарядтардың инжекциясы және эстракциясы құбылыстармен анықталады. Биполярлы транзисторда бiр уақытта заряд тасымалдағыштарының екi типi - электрондар және кемтiктер қолданылады (Биполярлы деген атау осыдан шыққан) . Транзисторлардың p-n-p және n-p-n түрлерi болады. n-p-n транзисторлары кеңiнен қолданылады. Шартты графиктiк белгiленуi төмендегiдей

n-p-n типті транзистор: n-p-n типті транзистор

p-n-p типті транзистор: p-n-p типті транзистор

Биполярлы транзистордың жұмысы екi p-n ауысуының өзара әрекеттесуiне негiзделген, бұл транзистор базасы аймағындағы қалындық осы аймақтағы заряд тасымалдағыштардың α-диффузиялық ұзындығынан кем етiп алу нәтижесiнде iске асады.

Транзистор жұмысының ұстанымын n-p-n- типтi транзистор мысалында қарастырайық, мұнда n (эмиттерлi ) N _n - аймақтағы негiзгi тасымалдағыштар концентрациясы р (базалық) P _p - аймаққа қарағанда айтарлықтай көп, яғни N _n >>P _p .

Шалаөткiзгiш (эмиттерлi-, коллекторлы-, базалық) - аймақтарға дәнекерленiп жабыстырылған металдық шықпалар аймақтарға сәйкес Эмиттерлi, Коллекторлы, Базалық шықпалар деп аталады.

Эмиттерлi ауысуға база - эмиттер (U _бэ ) тура кернеуiн, ал Коллекторлы ауысуға коллектор - база (U _кб ) керi кернеуiн берейiк. Нәтижесiнде Эмиттерлi ауысу арқылы база (Б) аймағына электрондар инжекцияланады да (база аймағынан Эмиттерлi аймаққа кемтiктердiң инжекциялануын ескермеймiз), транзистордың I _э эмититерлi тоғын қалыптастырады.

База аймағына инжекцияланған электрондардың бiр бөлiгi осы аймақ үшiн негiзгi тасымал болып табылады - кемтiктермен рекомбинациялана отырып I _б - тоғын қалыптастырады. Коллекторлы ауысуға жеткен инжекцияланған электрондарды тағы бiр бөлiгi коллектор - база U _кб кернеуi тудырған электрлiк өрiс көмегiмен транзистордың коллекторлы аймағына экстракцияланады да, I _к - коллектолы тоғын қалыптастырады. Эмиттерлi ауысу арқылы өтетiн электрондар ағымына қарағанда Коллекторлы ауысу арқылы өтетiн электрондар ағымының (сондай-ақ, I _к - коллекторлы тоқтың) азаюын келесi қатынаспен ескеруге болады: I _к =α*I _э мұнда α=0. 95÷0. 99 - эмиттер тоғын өткiзу коэффициентi.

Күшейткіш элементтердің (тразисторларды) қосылу сұлбалары.

Төменде транзистордың ортақ эмиттерлі (ОЭ), ортақ коллекторлы (ОК) және ортақ базалы (ОБ) қосылу сұлбалары көрсетілген. Биполярлы транзисторды күшейткіш құрылы ретінде ширек өрістілік (четырехполюсник) бейнелеуге болды. Транзистордың үш шықпаларының қайсысы төрт өрістіліктің кіріс және шығыстарымен ортақ болғанына байланысты ОБ, ОЭ, ОК қосылу сұлбалары болды. Қосылу сұлбаларының ішінде ОЭ қосылу сұлбалары кеңінен қолданылады.

Сурет 1

Қосылатын сыртқы көздің өрістілігі транзистор типіне байланысты тоғы, шығыс тоғы ретінде қосқан жағдайда кіріс тоғы ретінде база сұлбасы (1, в) транзисторда кіріс тоғы - эпиттер тоғы, шығыс тоғы - коллектор тоғы болады.

Транзистордың қосылу сұлбаларының ішінде маңызды орын алатыны ОК қосылу сұлбасы (1, б) . Бұл жағдайда жүктеме эмиттелерлі тізбекке қосылғандықтан, бұл сұлбаны эмиттерлі қайталағыш сұлбасы деп атайды.

Транзисторды белсенді сызықтың емес ширекөрістілік ретінде сипатайтын негізгі параметрлер (кез келген қосылу сұлбасында) күшейту коэффициент болып табылады:

тоқ бойынш: ;

кернеу бойынша: ;

қуат бойынша: ;

сонымен қатар,

кіріс кедергісі: ;

шығыс кедергісі: .

Төменде транзистордың әрбір қосылу сұлбасына арналған жоғарыдағы параметрлерді есептеу жолдары көрсетілген.

ОБ сұлбасы үшін:

;

мұнда R _кір Б - бірнеше Ом құрайтын эмиттерлі ауысуының ашық кедергісі;

мұнда k _иб >>1, өйткені R _н >>R _кір Б

Сонымен, ОБ қосылу сұлбасы аз кіріс кедергісімен, ток, бойынша күшейтудің болмауымен, кернеу және қуат бойынша жоғары күшейтумен сипатталанады.

ОЭ сұлбасы үшін:

;

мұнда В-база тогын өткізудің статистикалық коэффициенті ( -база тогын өткізудің дифференциалды коэффициенті) .

Транзисторлардың түрлі қосылу сұлбаларындағы есептеулер нәтижелерін салыстыру үшін В В деп аламыз, сонда.

;

мұнда К _иэ >>1, өйткені R _н >>R _кір Б

Сонымен, ОЭ сұлбасында ОБ сұлбасына қарағанда кіріс кедергісі көбірек болды. Тоқ, кернеу және қуат бойынша күшейту жоғарырақ болды.

ОК сұлбасы үшін:

яғни? ОК сұлбада: ;

;

яғни .

Сонымен, ОК (эмиттерлі қайталағыш сұлбасы) кез-келген басқа сұлбаларға қарағанда кіріс кедергісінің мәні жоғары, тоқ және қуат бойынша күшейтеді. ОК қосылу сұлбасының кіріс кедергісінің мәнінің жоғару болу себебінен кеңінен қолданысқа ие.

ОЭ сұлбалы транзистор кернеу (И), тоқ (І), және қуат (Р) бойынша күшейтуді қамтамасыз етеді. Шығыс кернеуі U _шығ кіріс кернеуіне қарағанда 180 ⁰ -С-қа ауытқыған.

А, В, АВ, С және Д күшейту класстары (және транзистордың жұмыс істеу режимдері) .

А күшейту класы U _кір өзгеруі күшейткіш элементтің, сызықты бөлімінде орындалады. Сондай-ақ, шығыстағы сигнал формасы кірістегі сигнал формасын дәпне дәп қайталайды дескете болды, яғни А режимінде сызықтың емес бұрмаланулар болмайды және өтесу көлемде болды.

Кемшілігі күшейту каскадының п. э. к 30-40%, өйткені тоқтап тұру (покой) тоғының мәні жоғары, нәтижесінде қорек көзінің энергиясының шығыны жоғары болды. А күшейту класы аз қуатты күшейткіштерде ғана (дыбыстың алдын-ала күшейту каскадтарында) және сигналдардың кішкене ғана ауытқуына жол берілмейтін өлшеу құралдарында қолданылды.