Caractéristiques des transistors bipolaires

À la toute fin de la partie précédente de l'article, une «découverte» a été faite. Sa signification est qu'un petit courant de base contrôle un grand courant de collecteur. C'est précisément la propriété principale. transistor, sa capacité à amplifier les signaux électriques. Afin de poursuivre la narration, il est nécessaire de comprendre l'ampleur de la différence de ces courants et comment ce contrôle se produit.

Pour mieux rappeler ce qui est discuté, la figure 1 montre un transistor n-p-n avec des alimentations pour les circuits de base et de collecteur qui lui sont connectés. Ce dessin a déjà été montré. dans la partie précédente de l'article.

Une petite remarque: tout ce qui est dit sur le transistor de la structure n-p-n est tout à fait vrai pour le transistor p-n-p. Ce n'est que dans ce cas que la polarité des sources d'alimentation doit être inversée. Et dans la description elle-même, les «électrons» devraient être remplacés par des «trous», où qu'ils se produisent. Mais à l'heure actuelle, les transistors de la structure n-p-n sont plus modernes, plus demandés, donc, c'est surtout à propos d'eux que l'on raconte.

Figure 1

Transistor de faible puissance. Tensions et courants

La tension appliquée à la jonction émetteur (comme la jonction base-émetteur est communément appelée) est faible pour les transistors de faible puissance, pas plus de 0,2 ... 0,7 V, ce qui permet de créer un courant de plusieurs dizaines de microampères dans le circuit de base. Courant de base contre tension de base - l'émetteur est appelé caractéristique d'entrée de transistor, qui est retiré à une tension de collecteur fixe.

Une tension de l'ordre de 5 ... 10 V est appliquée à la jonction collecteur d'un transistor de faible puissance (c'est pour notre recherche), bien qu'elle puisse être plus. À de telles tensions, le courant du collecteur peut être compris entre 0,5 et plusieurs dizaines de milliampères. Eh bien, juste dans le cadre de l'article, nous nous limiterons à de telles quantités, car on pense que le transistor est de faible puissance.

Caractéristiques de transmission

Comme mentionné ci-dessus, un petit courant de base contrôle un grand courant de collecteur, comme le montre la figure 2. Il convient de noter que le courant de base sur le graphique est indiqué en microampères et le courant de collecteur en milliampères.

Figure 2

Si vous surveillez attentivement le comportement de la courbe, vous pouvez voir que pour tous les points du graphique, le rapport du courant du collecteur au courant de base est le même. Pour ce faire, il suffit de faire attention aux points A et B, pour lesquels le rapport du courant collecteur au courant de base est exactement de 50. Ce sera l'accélération actuelle, indiquée par le symbole h21e - gain actuel.

h21e = Ik / Ib.

Connaissant ce rapport, il n'est pas difficile de calculer le courant de collecteur Ik = Ib * h21e

Mais en aucun cas il ne faut penser que le gain de tous les transistors est exactement de 50, comme sur la figure 2. En fait, selon le type de transistor, il va des unités à plusieurs centaines voire des milliers!

Si vous avez besoin de connaître le gain d'un transistor spécifique qui se trouve sur votre table, alors c'est assez simple: les multimètres modernes, en règle générale, ont un mode de mesure de h21e. Ensuite, nous expliquerons comment déterminer le gain à l'aide d'un ampèremètre conventionnel.

La dépendance du courant de collecteur par rapport au courant de base (figure 2) est appelée réponse du transistor. La figure 3 montre une famille de caractéristiques de transfert d'un transistor lorsqu'il est passant selon un circuit avec OE. Les caractéristiques sont prises à une tension collecteur-émetteur fixe.

Figure 3. La famille des caractéristiques de transfert du transistor, lorsqu'il est activé selon le schéma avec OE

Si vous regardez cette famille de plus près, vous pouvez tirer plusieurs conclusions.Premièrement, la caractéristique de transfert est non linéaire, c'est une courbe (bien qu'il y ait une section linéaire au milieu de la courbe). C'est cette courbe qui conduit à des distorsions non linéaires si le transistor est utilisé pour amplifier un signal, par exemple audio. Par conséquent, il est nécessaire de «déplacer» le point de fonctionnement du transistor vers une partie linéaire de la caractéristique.

Deuxièmement, les caractéristiques prises à différentes tensions Uke1 et Uke2 sont équidistantes (équidistantes l'une de l'autre). Cela nous permet de conclure que le gain du transistor (déterminé par l'angle de la courbe par rapport à l'axe des coordonnées) ne dépend pas de la tension collecteur-émetteur.

Troisièmement, les caractéristiques ne commencent pas à l'origine. Cela suggère que même à un courant de base nul, du courant circule dans le collecteur. C'est exactement le courant initial, qui a été décrit dans la partie précédente de l'article. Le courant initial pour les deux courbes est différent, ce qui indique qu'il dépend de la tension sur le collecteur.

Comment supprimer la caractéristique de transfert

La façon la plus simple de supprimer cette caractéristique consiste à activer le transistor conformément au circuit illustré à la figure 4.

Figure 4

En tournant le bouton du potentiomètre R, vous pouvez modifier un très petit courant de base Ib, ce qui entraînera une variation proportionnelle du grand courant de collecteur Ik. Un processus aussi «créatif» que la rotation du bouton du potentiomètre suggère involontairement: «Est-il possible d'automatiser ce processus de torsion du bouton d'une manière ou d'une autre?» Il s'avère que vous le pouvez.

Pour ce faire, au lieu d'un potentiomètre, il suffit de connecter en série une source de tension alternative, par exemple un microphone à charbon, un circuit oscillant d'une antenne ou un détecteur de récepteur, à partir des batteries EB-e. Ensuite, cette tension alternative contrôlera le courant du collecteur du transistor, comme le montre la figure 5.

Figure 5

Dans ce circuit, la batterie EB-e agit comme une source de polarisation pour le point de fonctionnement du transistor, et le signal de tension alternative sera amplifié. Si vous appliquez un signal alternatif, par exemple une sinusoïde, sans polarisation, alors les demi-cycles positifs ouvriront le transistor, et éventuellement même s'amplifieront.

Mais les demi-périodes négatives du transistor sont simplement fermées, donc non seulement ne s'amplifieront pas, mais même ne passeront pas à travers le transistor. C'est à peu près la même chose que si vous connectez le haut-parleur via une diode: au lieu d'une musique et de voix agréables, vous pouvez entendre des cliquetis étranges.

Mais assez souvent, ils amplifient le courant continu, tandis que le transistor fonctionne dans un mode clé, comme un relais. Cette application se retrouve le plus souvent dans les circuits numériques. Dans le prochain article, c'est avec le mode clé, le plus simple et le plus compréhensible, que nous commencerons à considérer les différents modes de fonctionnement du transistor.

Circuits de commutation de transistors

Figure 6. Circuits de commutation à transistors

Jusqu'à présent, sur toutes les figures, le transistor apparaissait devant nous sous la forme de trois carrés avec les lettres n et p. Sur la figure 6a, le transistor est représenté comme dans un circuit électrique réel. La polarité de la connexion de tension, les noms des électrodes, les courants de base et d'émetteur sont immédiatement affichés. Et sur la figure 6b, sous la forme d'une conception de deux diodes, qui est souvent utilisé lors du test d'un transistor avec un multimètre.