Bipolāru tranzistoru raksturojums

Iepriekšējās raksta daļas beigās tika veikts “atklājums”. Tās nozīme ir tāda, ka maza bāzes strāva kontrolē lielu kolektora strāvu. Tas ir precīzi galvenais īpašums. tranzistors, tā spēja pastiprināt elektriskos signālus. Lai turpinātu turpmāko stāstījumu, ir jāsaprot, cik liela ir šo strāvu atšķirība un kā notiek šī kontrole.

Lai labāk atcerētos apspriežamo, 1. attēlā parādīts n-p-n tranzistors ar barošanas avotiem pamatnei un ar to savienotajām kolektoru ķēdēm. Šis zīmējums jau ir parādīts. iepriekšējā raksta daļā.

Neliela piezīme: viss, kas tiek stāstīts par n-p-n struktūras tranzistoru, pilnīgi attiecas uz p-n-p tranzistoru. Tikai šajā gadījumā vajadzētu mainīt strāvas avotu polaritāti. Un pašā aprakstā “elektroni” būtu jāaizstāj ar “caurumiem”, lai arī kur tie rastos. Bet šobrīd n-p-n struktūras tranzistori ir modernāki, vairāk pieprasīti, tāpēc tiek stāstīts galvenokārt par tiem.

1. attēls

Mazjaudas tranzistors. Spriegumi un strāvas

Spriegums, kas tiek piemērots emitētāja savienojumam (kā parasti sauc par bāzes emitētāja savienojumu), mazjaudas tranzistoriem ir zems, ne vairāk kā 0,2 ... 0,7 V, kas ļauj bāzes ķēdē radīt vairāku desmitu mikroampu strāvu. Tiek saukta bāzes strāva pret bāzes spriegumu - emitētāju tranzistora ieejas raksturojums, kas tiek noņemts ar fiksētu kolektora spriegumu.

Mazjaudas tranzistora kolektora krustojumam tiek piemērots spriegums 5 ... 10 V (tas ir mūsu pētījumam), kaut arī to var būt vairāk. Pie šādiem spriegumiem kolektora strāva var būt no 0,5 līdz vairākiem desmitiem miliampuru. Nu, tikai raksta ietvaros mēs aprobežosimies ar šādiem apjomiem, jo ​​tiek uzskatīts, ka tranzistoram ir mazjaudas.

Transmisijas raksturlielumi

Kā minēts iepriekš, neliela bāzes strāva kontrolē lielu kolektora strāvu, kā parādīts 2. attēlā. Jāatzīmē, ka bāzes strāva grafikā ir norādīta mikroamperos, bet kolektora strāva - miliampros.

2. attēls

Ja jūs uzmanīgi novērojat līknes izturēšanos, varat redzēt, ka visiem diagrammas punktiem kolektora strāvas un bāzes strāvas attiecība ir vienāda. Lai to izdarītu, pietiek pievērst uzmanību punktiem A un B, kuriem kolektora strāvas attiecība pret bāzes strāvu ir precīzi 50. Tā būs pašreizējā paātrināšana, ko norāda simbols h21e - strāvas pieaugums.

h21e = Ik / Ib.

Zinot šo attiecību, nav grūti aprēķināt kolektora strāvu Ik = Ib * h21e

Bet nekādā gadījumā nevajadzētu domāt, ka visu tranzistoru ieguvums ir precīzi 50, kā parādīts 2. attēlā. Faktiski, atkarībā no tranzistora veida, tas svārstās no vienībām līdz vairākiem simtiem un pat tūkstošiem!

Ja jums jāzina ieguvums no konkrēta tranzistora, kas atrodas uz jūsu galda, tad tas ir pavisam vienkārši: mūsdienu multimetriem, kā likums, ir mērīšanas režīms h21e. Tālāk mēs izskaidrosim, kā noteikt ieguvumu, izmantojot parasto ampērmetru.

Tiek izsaukta kolektora strāvas atkarība no bāzes strāvas (2. attēls) tranzistora reakcija. 3. attēlā parādīta tranzistora pārejas īpašību saime, kad tas ir ieslēgts saskaņā ar ķēdi ar OE. Raksturlielumi tiek ņemti ar fiksētu kolektora-emitētāja spriegumu.

3. attēls. Tranzistora pārejas raksturlielumu saime, kad tas ir ieslēgts saskaņā ar shēmu ar OE

Ja jūs rūpīgi aplūkojat šo ģimeni, varat izdarīt vairākus secinājumus.Pirmkārt, pārneses raksturlielums ir nelineārs, tā ir līkne (lai gan līknes vidū ir lineāra sadaļa). Tieši šī līkne noved pie nelineāriem izkropļojumiem, ja tranzistors tiek izmantots signāla pastiprināšanai, piemēram, audio. Tāpēc tranzistora darbības punkts ir “jāpārvieto” uz raksturlīknes lineāro daļu.

Otrkārt, raksturlielumi, kas ņemti pie dažādiem spriegumiem Uke1 un Uke2, ir vienādā attālumā (vienādā attālumā viens no otra). Tas ļauj secināt, ka tranzistora guvums (ko nosaka līknes leņķis pret koordinātu asi) nav atkarīgs no kolektora-emitētāja sprieguma.

Treškārt, raksturlielumi nesākas ar izcelsmi. Tas liek domāt, ka pat pie nulles bāzes strāvas caur kolektoru plūst kāda strāva. Šī ir tieši sākotnējā strāva, kas tika aprakstīta iepriekšējā raksta daļā. Sākotnējā strāva abām līknēm ir atšķirīga, kas norāda, ka tā ir atkarīga no kolektora sprieguma.

Kā noņemt pārsūtīšanas raksturlielumu

Vienkāršākais veids, kā noņemt šo raksturlielumu, ir, ja ieslēdzat tranzistoru atbilstoši shēmai, kas parādīta 4. attēlā.

4. attēls

Griežot potenciometra R pogu, jūs varat mainīt ļoti mazu bāzes strāvu Ib, kas novedīs pie proporcionālām liela kolektora strāvas Ik izmaiņām. Šāds “radošs” process kā potenciometra pogas griešanās neviļus liek domāt: “Vai ir iespējams kaut kā automatizēt šo pogas vērpes procesu?” Izrādās, jūs varat.

Lai to izdarītu, potenciometra vietā pietiek ar virknes EB-e bateriju savienošanu ar maiņstrāvas avotu, piemēram, oglekļa mikrofonu, antenas svārstīgo shēmu vai uztvērēja detektoru. Tad šis mainīgais spriegums kontrolēs tranzistora kolektora strāvu, kā parādīts 5. attēlā.

5. attēls

Šajā shēmā EB-e akumulators darbojas kā tranzistora darbības punkta nobīdes avots, un maiņstrāvas sprieguma signāls tiks pastiprināts. Ja jūs izmantojat mainīgu signālu, piemēram, sinusoīdu, bez aizspriedumiem, tad pozitīvie puscikli atvērs tranzistoru un, iespējams, pat pastiprinās.

Bet negatīvos pusperiodus tranzistors vienkārši aizver, tāpēc ne tikai ne pastiprinās, bet pat neizies cauri tranzistoram. Tas ir aptuveni tāds pats kā tad, ja skaļruni savienojat caur diodi: patīkamas mūzikas un balsu vietā jūs varat dzirdēt dīvainas grabulīšus.

Bet diezgan bieži tie pastiprina līdzstrāvu, kamēr tranzistors darbojas taustiņu režīmā, tāpat kā relejs. Šo lietojumprogrammu visbiežāk atrod digitālās shēmās. Nākamajā rakstā tieši ar taustiņu režīmu, kā vienkāršāko un saprotamāko, mēs sāksim apsvērt dažādus tranzistora darbības režīmus.

Tranzistora komutācijas shēmas

6. attēls. Tranzistora komutācijas shēmas

Līdz šim visos skaitļos tranzistors parādījās mūsu priekšā kā trīs kvadrāti ar burtiem n un p. 6.a attēlā tranzistors ir parādīts tāpat kā reālā elektriskajā ķēdē. Tūlīt tiek parādīta sprieguma savienojuma polaritāte, elektrodu nosaukumi, pamatnes un emitētāja strāvas. Un 6.b attēlā divu diožu dizaina veidā, kas bieži ir izmanto, pārbaudot tranzistoru ar multimetru.