Характеристики на биполярни транзистори

В самия край на предишната част на статията е направено „откритие“. Значението му е, че малък базов ток контролира голям колекторен ток. Точно това е основното свойство. транзистор, способността му да усилва електрически сигнали. За да се продължи по-нататъшното разказване, е необходимо да се разбере колко голяма е разликата на тези течения и как се осъществява това управление.

За да си припомним по-добре какво се обсъжда, Фигура 1 показва n-p-n транзистор с захранващи устройства за свързаните към него основни и колекторни вериги. Тази рисунка вече е показана. в предишната част на статията.

Малка забележка: всичко, което се казва за транзистора на n-p-n структурата, е напълно вярно за транзистора p-n-p. Само в този случай трябва да се обърне полярността на източниците на енергия. И в самото описание „електроните“ трябва да бъдат заменени с „дупки“, където и да се появят. Но в момента транзисторите от структурата n-p-n са по-модерни, по-търсени, следователно, главно за тях се разказва.

Фигура 1

Транзистор с ниска мощност. Напрежения и токове

Напрежението, приложено към емитерния възел (както се нарича основното-емитерно съединение), е ниско за транзисторите с ниска мощност, не повече от 0,2 ... 0,7 V, което позволява да се създаде ток от няколко десетки микроампери в основната верига. Извиква се базов ток спрямо базово напрежение - емитер транзисторна входна характеристика, който се отстранява при фиксирано напрежение на колектора.

Напрежение от порядъка на 5 ... 10 V се прилага към колекторния възел на транзистора с ниска мощност (това е за нашите изследвания), въпреки че може да бъде повече. При такива напрежения токът на колектора може да бъде от 0,5 до няколко десетки милиампеса. Е, точно в рамките на статията ще се ограничим до такива количества, тъй като се смята, че транзисторът е с ниска мощност.

Характеристики на предаване

Както бе споменато по-горе, малък базов ток управлява голям ток на колектора, както е показано на фигура 2. Трябва да се отбележи, че базовият ток на графиката е посочен в микроампер, а токът на колектора в милиампери.

Фигура 2

Ако внимателно наблюдавате поведението на кривата, можете да видите, че за всички точки на графиката съотношението на тока на колектора към основния ток е едно и също. За да направите това, достатъчно е да обърнете внимание на точки А и В, за които съотношението на тока на колектора към основния ток е точно 50. Това ще бъде ТЕКУЩО УСЛОВИЕ, обозначено със символа h21e - текуща печалба.

h21e = Ik / Ib.

Знаейки това съотношение, не е трудно да се изчисли токът на колектора Ik = Ib * h21e

Но в никакъв случай не бива да мислите, че печалбата на всички транзистори е точно 50, както е на фигура 2. Всъщност, в зависимост от типа транзистор, той варира от единици до няколкостотин и дори хиляди!

Ако трябва да знаете коефициента на усилване за конкретен транзистор, който лежи на вашата маса, тогава това е съвсем просто: съвременните мултиметри, като правило, имат режим на измерване h21e. След това ще обясним как да определим усилването с помощта на конвенционален амперметър.

Извиква се зависимостта на тока на колектора от основния ток (фиг. 2) транзисторен отговор, Фигура 3 показва фамилия на трансферни характеристики на транзистор, когато той е включен съгласно схема с OE. Характеристиките се вземат при фиксирано напрежение колектор-емитер.

Фигура 3. Фамилията на трансферните характеристики на транзистора, когато той е включен съгласно схемата с OE

Ако погледнете по-отблизо това семейство, можете да направите няколко извода.Първо, трансферната характеристика е нелинейна, тя е крива (въпреки че в средата на кривата има линеен участък). Именно тази крива води до нелинейни изкривявания, ако транзисторът се използва за усилване на сигнал, например аудио сигнал. Следователно е необходимо да изместите работната точка на транзистора към линейна част от характеристиката.

На второ място, характеристиките, взети при различни напрежения Uke1 и Uke2, са на еднакво разстояние (на еднакво разстояние един от друг). Това ни позволява да заключим, че усилването на транзистора (определено от ъгъла на кривата към координатната ос) не зависи от напрежението колектор-емитер.

Трето, характеристиките не започват от началото. Това предполага, че дори при нулев базов ток, някакъв ток протича през колектора. Това е точно началният ток, който беше описан в предишната част на статията, Първоначалният ток за двете криви е различен, което показва, че зависи от напрежението на колектора.

Как да премахнете трансферната характеристика

Най-лесният начин да премахнете тази характеристика е, ако включите транзистора според схемата, показана на фигура 4.

Фигура 4

Като завъртите копчето на потенциометъра R, можете да промените много малък базов ток Ib, което ще доведе до пропорционална промяна в тока на голям колектор Ik. Такъв „творчески“ процес като въртенето на копчето на потенциометъра неволно подсказва: „Възможно ли е по този начин да се автоматизира този торсионен процес на копчето?“ Оказва се, че можете.

За да направите това, вместо потенциометър е достатъчно да свържете последователно източник на променливо напрежение, например въглероден микрофон, осцилираща верига на антена или детектор на приемник от батериите EB-e. Тогава това променливо напрежение ще контролира тока на колектора на транзистора, както е показано на фигура 5.

Фигура 5

В тази схема батерията EB-e действа като източник на отклонение за работната точка на транзистора и сигналът за променливо напрежение ще се усилва. Ако приложите променлив сигнал, например синусоид, без пристрастия, тогава положителните полуцикли ще отворят транзистора и евентуално дори ще се усилват.

Но отрицателните полупериоди транзисторът е просто затворен, така че не само няма да се усилва, но дори и няма да премине през транзистора. Приблизително е, ако свържете високоговорителя през диод: вместо приятна музика и гласове, можете да чуете странни дрънкалки.

Но доста често те усилват постоянен ток, докато транзисторът работи в ключов режим, като реле. Това приложение най-често се намира в цифрови схеми. В следващата статия, с основния режим, като най-простия и разбираем, ще започнем да разглеждаме различните режими на работа на транзистора.

Транзисторни комутационни схеми

Фигура 6. Транзисторни комутационни вериги

Досега във всички фигури транзисторът се появи пред нас като три квадрата с буквите n и p. На фигура 6а транзисторът е показан като в истинска електрическа верига. Полярността на връзката с напрежение, имената на електродите, тока на основата и емитера се показват веднага. И на фигура 6b, под формата на дизайн на два диода, което често е използва се при тестване на транзистор с мултицет.