რა რეჟიმში შეუძლია მუშაობა ბიპოლარულ ტრანზისტორი. ბიპოლარული ტრანზისტორები

ტერმინალებზე ძაბვის მიხედვით, ტრანზისტორი შეიძლება იყოს შემდეგ ძირითად რეჟიმებში:

• გამორთვის რეჟიმი;
• აქტიური რეჟიმი;
• გაჯერების რეჟიმი.

გარდა ამ რეჟიმებისა, არსებობს ინვერსიული რეჟიმიც, რომელიც ძალიან იშვიათად გამოიყენება.

შეწყვეტის რეჟიმი

როდესაც ძაბვა ბაზასა და ემიტერს შორის დაბალია 0.6V - 0.7V, მაშინ p-n შეერთება ბაზასა და ემიტერს შორის იკეტება. ამ მდგომარეობაში ტრანზისტორს პრაქტიკულად არ აქვს ბაზის დენი. შედეგად, ასევე არ იქნება კოლექტორის დენი, რადგან ბაზაში არ არის თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც მზად არიან გადაადგილდნენ კოლექტორის ძაბვისკენ. გამოდის, რომ ტრანზისტორი ჩაკეტილია და ამბობენ, რომ წყვეტის რეჟიმშია.

აქტიური რეჟიმი

აქტიურ რეჟიმში ბაზას მიეწოდება ძაბვა, რომელიც საკმარისია ბაზასა და ემიტერს შორის p-n შეერთების გასახსნელად. არსებობს ბაზის და კოლექტორის დენები. კოლექტორის დენი უდრის ბაზის დენს გამრავლებული მოგებაზე. ანუ აქტიური რეჟიმი არის ტრანზისტორის ნორმალური მუშაობის რეჟიმი, რომელიც გამოიყენება გამაძლიერებლად.

გაჯერების რეჟიმი

თუ თქვენ გაზრდით ბაზის დენს, მაშინ შეიძლება დადგეს მომენტი, როდესაც კოლექტორის დენი შეწყვეტს ზრდას, რადგან. ტრანზისტორი სრულად გაიხსნება და დენი განისაზღვრება მხოლოდ ელექტრომომარაგების ძაბვით და დატვირთვის წინააღმდეგობით კოლექტორის წრეში. ტრანზისტორი აღწევს გაჯერებას. გაჯერების რეჟიმში, კოლექტორის დენი იქნება მაქსიმალური, რაც შეიძლება უზრუნველყოფილი იყოს ელექტრომომარაგებით მოცემული დატვირთვის წინააღმდეგობისთვის და არ იქნება დამოკიდებული ბაზის დენზე. ამ მდგომარეობაში ტრანზისტორს არ შეუძლია სიგნალის გაძლიერება, რადგან კოლექტორის დენი არ რეაგირებს ბაზის დენის ცვლილებებზე. გაჯერების რეჟიმში ტრანზისტორის გამტარობა მაქსიმალურია და ის უფრო შესაფერისია გადამრთველის (გასაღების) ფუნქციონირებისთვის "ჩართული" მდგომარეობაში. ანალოგიურად, გამორთვის რეჟიმში, ტრანზისტორის გამტარობა მინიმალურია და ეს შეესაბამება გადამრთველს "გამორთვის" მდგომარეობაში. ყველა ეს რეჟიმი შეიძლება აიხსნას ტრანზისტორის გამომავალი მახასიათებლების გამოყენებით.

განვიხილოთ გამაძლიერებელი სტადია ტრანზისტორზე, რომელიც დაკავშირებულია საერთო ემიტერის სქემის მიხედვით (ნახ. 4.14). როდესაც შეყვანის სიგნალის მნიშვნელობა იცვლება, ბაზის დენი Ib შეიცვლება. კოლექტორის დენი Ik მერყეობს საბაზისო დენის პროპორციულად:

Ik \u003d β I ბ. (4.5.1)

ბრინჯი. 4.14. გამაძლიერებელი ეტაპის სქემა (ფიგურა შედგენილია ავტორების მიერ)

კოლექტორის დენის ცვლილება შეიძლება გამოვლინდეს ტრანზისტორის გამომავალი მახასიათებლებით (ნახ. 4.15). აბსცისის ღერძზე გამოვსახავთ E K-ის ტოლ სეგმენტს - კოლექტორის წრის დენის წყაროს ძაბვას, ხოლო ორდინატულ ღერძზე ვხატავთ სეგმენტს, რომელიც შეესაბამება ამ წყაროს წრეში მაქსიმალური შესაძლო დენის შესაბამისობას:

I მაქსიმუმ \u003d E-დან / R-მდე (4.5.2)

ამ წერტილებს შორის ვხატავთ სწორ ხაზს, რომელსაც დატვირთვის ხაზი ეწოდება და აღწერილია განტოლებით:

I to = (E to - U ke) / R to (4.5.3)

სადაც U KE არის ძაბვა ტრანზისტორის კოლექტორსა და ემიტერს შორის; R K - დატვირთვის წინააღმდეგობა კოლექტორის წრეში.

ბრინჯი. 4.15. ბიპოლარული ტრანზისტორის მუშაობის რეჟიმები (ფიგურა შედგენილია ავტორების მიერ)

(4.5.3)-დან გამომდინარეობს, რომ

R k \u003d Ek / I k max \u003d tanα. (4.5.4)

და, მაშასადამე, დატვირთვის ხაზის დახრილობა განისაზღვრება წინააღმდეგობის R K. მდებარეობა ნახ. 4.15 აქედან გამომდინარეობს, რომ ტრანზისტორის შეყვანის წრეში გადინებული საბაზისო დენიდან გამომდინარე, ტრანზისტორის სამუშაო წერტილი, რომელიც განსაზღვრავს მის კოლექტორის დენსა და ძაბვას U KE, გადაადგილდება დატვირთვის ხაზის გასწვრივ ყველაზე დაბალი პოზიციიდან (პუნქტი 1 , განისაზღვრება დატვირთვის ხაზის გადაკვეთით გამომავალი მახასიათებლთან I b =0), მე-2 წერტილამდე, განისაზღვრება დატვირთვის ხაზის გადაკვეთით გამომავალი მახასიათებლების თავდაპირველ მკვეთრად მზარდ მონაკვეთთან.

x ღერძსა და I b =0-ის შესაბამის საწყის გამომავალ მახასიათებელს შორის მდებარე ზონას ათვლის ზონა ეწოდება და ხასიათდება იმით, რომ ტრანზისტორის ორივე გადასვლა - ემიტერი და კოლექტორი მიკერძოებულია საპირისპირო მიმართულებით. კოლექტორის დენი ამ შემთხვევაში არის კოლექტორის შეერთების საპირისპირო დენი - I K0, რომელიც ძალიან მცირეა და, შესაბამისად, ელექტრომომარაგების E K თითქმის მთელი ძაბვა ეცემა დახურული ტრანზისტორის ემიტერსა და კოლექტორს შორის:

U ke ≈ E ტო.

და ძაბვის ვარდნა დატვირთვაზე ძალიან მცირეა და ტოლია:

U Rk = I k0 R k (4.5.5)

ნათქვამია, რომ ამ შემთხვევაში ტრანზისტორი მუშაობს ათვლის რეჟიმში. ვინაიდან ამ რეჟიმში დატვირთვის მეშვეობით გამავალი დენი ქრება და თითქმის მთელი ელექტრომომარაგების ძაბვა გამოიყენება დახურულ ტრანზისტორზე, ამ რეჟიმში ტრანზისტორი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ღია გადამრთველი.

თუ ახლა გავზრდით საბაზისო დენს I b, მაშინ სამოქმედო წერტილი იმოძრავებს დატვირთვის ხაზის გასწვრივ, სანამ არ მიაღწევს მე-2 წერტილს. მე-2 წერტილში გამავალი მახასიათებლის შესაბამისი ბაზის დენი ეწოდება გაჯერების ბაზის დენს I b us. აქ ტრანზისტორი შედის გაჯერების რეჟიმში და ბაზის დენის შემდგომი ზრდა არ გამოიწვევს კოლექტორის დენის I K ზრდას. y-ღერძსა და გამომავალი მახასიათებლების მკვეთრად ცვალებად მონაკვეთს შორის ზონას ეწოდება გაჯერების ზონა. ამ შემთხვევაში, ტრანზისტორის ორივე შეერთება წინ მიკერძოებულია; კოლექტორის დენი აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას და თითქმის უდრის კოლექტორის ელექტრომომარაგების მაქსიმალურ დენს:

I k max ≈ I ჩვენთვის (4.5.6)

და ღია ტრანზისტორის კოლექტორსა და ემიტერს შორის ძაბვა ძალიან მცირეა. ამიტომ, გაჯერების რეჟიმში, ტრანზისტორი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც დახურული გასაღები.

საოპერაციო წერტილის შუალედური პოზიცია გათიშვის ზონასა და გაჯერების ზონას შორის განსაზღვრავს ტრანზისტორის მუშაობას გაზრდის რეჟიმში, ხოლო ადგილს, სადაც ის მდებარეობს, ეწოდება აქტიურ რეგიონს. ამ რეგიონში მუშაობისას, ემიტერის შეერთება გადაადგილებულია წინა მიმართულებით, ხოლო კოლექტორის შეერთება გადაადგილებულია საპირისპირო მიმართულებით (Petrovich V.P., 2008).

უპირველეს ყოვლისა, გავიხსენოთ, როგორი გამტარობის ბიპოლარული ტრანზისტორებია. ვინც კითხულობს წინა სტატიებს, ვფიქრობ, მათ ახსოვს, რომ ტრანზისტორები NPN გამტარია:

და PNP გამტარობა

PNP ტრანზისტორის მუშაობის პრინციპი

განვიხილოთ ეს სურათი:

აქ ჩვენ ვხედავთ მილს, რომლის მეშვეობითაც წყალი მიედინება ქვემოდან ზევით მაღალი წნევის ქვეშ. ამ დროისთვის მილი დახურულია წითელი დემპერით და ამიტომ წყლის ნაკადი არ არის.

მაგრამ როგორც კი მწვანე ბერკეტის ოდნავ აწევით ვამოძრავებთ უკან, წითელი დემპერი უკან იხევს და წყლის მღელვარე ნაკადი გადის მილში ქვემოდან ზემოთ.

მაგრამ აქ ჩვენ კვლავ ვათავისუფლებთ მწვანე ბერკეტს და ლურჯი ზამბარა აბრუნებს დემპერს პირვანდელ მდგომარეობაში და ბლოკავს წყლის გზას

ანუ, ოდნავ ავწიეთ დემპერი ჩვენსკენ და წყალი აურზაური ნაკადულით გადიოდა მილში. PNP ტრანზისტორი იქცევა თითქმის ზუსტად ისევე.თუ წარმოვიდგენთ ამ მილს, როგორც ტრანზისტორი, მაშინ მისი დასკვნები ასე გამოიყურება:

ასე რომ, იმისთვის, რომ დენი გადავიდეს ემიტერიდან კოლექტორამდე (და გახსოვთ, რომ დენი უნდა იმოძრაოს იქ, სადაც ისარი მიუთითებს)

ჩვენ უნდა დავრწმუნდეთ, რომ ბაზიდან გადმოვიდაამჟამინდელი, ან ხალხური სიტყვებით, ვრცელდება ბაზაზე მინუს სიმძლავრე(დაძაბულობა საკუთარ თავზე „გაიწიეთ“).

Პრაქტიკული გამოცდილება

კარგი, მოდით, დიდი ხნის ნანატრი გამოცდილება მივიღოთ. ამისათვის აიღეთ KT814B ტრანზისტორი, რომელიც არის KT815B ტრანზისტორის დამატებითი წყვილი.

ვისაც არ წაგიკითხავთ წინა სტატიები, მინდა შეგახსენოთ ეს კომპლიმენტური წყვილი ვიღაცისთვის ტრანზისტორი - ეს არის ტრანზისტორი ზუსტად იგივე მახასიათებლებით და პარამეტრებით, მაგრამმას უბრალოდ აქვს სხვა გამტარობა. ეს ნიშნავს, რომ ჩვენ გვაქვს KT815 ტრანზისტორი საპირისპიროგამტარობა, ანუ NPN და KT814 სწორიგამტარობა, ანუ PNP. საპირისპიროა ასევე: KT814 ტრანზისტორისთვის, დამატებითი წყვილი არის KT815 ტრანზისტორი. მოკლედ, სარკე ტყუპი ძმები.

KT814B ტრანზისტორი არის PNP გამტარობის ტრანზისტორი:

აქ არის მისი პინოტი:

მისი მოქმედების პრინციპის საჩვენებლად, ჩვენ მას შევკრებთ საერთო ემისტერის (CE) სქემის მიხედვით:

სინამდვილეში, მთელი სქემა ასე გამოიყურება:

ლურჯი ნიანგის მავთულები მოდის ელექტრომომარაგებიდან ღამურა 1და დანარჩენი ორი მავთული ნიანგებით, შავი და წითელი, დენის წყაროდან Bat2.

ასე რომ, იმისათვის, რომ სქემა იმუშაოს, ჩვენ დავაყენეთ იგი Bat2ძაბვა ინკანდესენტური ნათურის გასაძლიერებლად. ვინაიდან ჩვენ გვაქვს 6 ვოლტიანი ნათურა, დავაყენებთ მას 6 ვოლტზე.

კვების ბლოკზე ღამურა 1ფრთხილად დაამატეთ ძაბვა ნულიდან, სანამ ინკანდესენტური ნათურა არ აანთებს. ახლა კი 0.6 ვოლტის ძაბვაზე

ჩვენ გვაქვს ნათურა

ანუ ტრანზისტორი „გაიხსნა“ და ემიტერ-კოლექტორის წრეში ელექტრული დენი გადიოდა, რამაც ჩვენი ნათურა დაწვა. გახსნის ძაბვა არის ძაბვის ვარდნა ბაზა-ემიტერზე. როგორც გახსოვთ, სილიკონის ტრანზისტორებისთვის (და KT814B ტრანზისტორი არის სილიკონი, ეს მითითებულია ასო "K" მისი სახელის დასაწყისში), ეს მნიშვნელობა არის 0.5-0.7 ვოლტის დიაპაზონში. ანუ ტრანზისტორის "გასაღებად" საკმარისია 0,5-0,7 ვოლტზე მეტი ძაბვის გამოყენება ემიტერის ბაზაზე.

გადართვის სქემები NPN და PNP ტრანზისტორებისთვის

ასე რომ, შეხედეთ ორ წრეს და იპოვნეთ განსხვავება. მარცხნივ არის NPN ტრანზისტორი KT815B წრეში OE-სთან, ხოლო მარჯვნივ არის KT814B იგივე გადართვის სქემის მიხედვით:

აბა, რა განსხვავებაა? დიახ დენის პოლარობაში! ახლა კი შეგვიძლია დარწმუნებით ვთქვათ, რომ PNP გამტარობის ტრანზისტორი იხსნება "მინუსით", რადგან ჩვენ ვიყენებთ "მინუსს" ბაზაზე, ხოლო NPN გამტარობის ტრანზისტორი იხსნება "პლუსით".

PNP ტრანზისტორი არის ელექტრონული მოწყობილობა, გარკვეული გაგებით, NPN ტრანზისტორის საპირისპირო. ამ ტიპის ტრანზისტორის დიზაინში, მისი PN შეერთებები იხსნება საპირისპირო პოლარობის ძაბვებით NPN ტიპის მიმართ. მოწყობილობის სიმბოლოში ისარი, რომელიც ასევე განსაზღვრავს ემიტერის ტერმინალს, ამ დროს მიუთითებს ტრანზისტორი სიმბოლოს შიგნით.

ინსტრუმენტის დიზაინი

PNP ტიპის ტრანზისტორის სტრუქტურული დიაგრამა შედგება p-ტიპის ნახევარგამტარული მასალის ორი რეგიონისაგან n-ტიპის მასალის რეგიონის ორივე მხარეს, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სურათზე.

ისარი განსაზღვრავს ემიტერს და მისი დენის ზოგადად მიღებულ მიმართულებას ("in" PNP ტრანზისტორისთვის).

PNP ტრანზისტორს აქვს ძალიან მსგავსი მახასიათებლები NPN ბიპოლარულ კოლეგასთან, გარდა იმისა, რომ დენების მიმართულებები და მასში ძაბვის პოლარობა შებრუნებულია სამი შესაძლო გადართვის სქემიდან: საერთო ბაზა, საერთო ემიტერი და საერთო კოლექტორი.

ძირითადი განსხვავებები ბიპოლარული ტრანზისტორების ორ ტიპს შორის

მათ შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ხვრელები არის ძირითადი დენის მატარებლები PNP ტრანზისტორებისთვის, NPN ტრანზისტორებს აქვთ ელექტრონები ამ სიმძლავრით. ამრიგად, ტრანზისტორის მკვებავი ძაბვების პოლარობები შებრუნებულია და მისი შეყვანის დენი მიედინება ბაზიდან. ამის საპირისპიროდ, NPN ტრანზისტორით, ბაზის დენი მიედინება მასში, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ გაყვანილობის დიაგრამაში ორივე ტიპის მოწყობილობებისთვის საერთო ბაზისა და საერთო ემიტერის მქონე.

PNP ტიპის ტრანზისტორის მოქმედების პრინციპი ემყარება მცირე (როგორც NPN ტიპის) ბაზის დენის და უარყოფითი (განსხვავებით NPN ტიპის) ბაზის მიკერძოების ძაბვის გამოყენებას ბევრად უფრო დიდი ემიტერ-კოლექტორის დენის გასატარებლად. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, PNP ტრანზისტორისთვის, ემიტერი უფრო დადებითია ბაზის მიმართ და ასევე კოლექტორთან მიმართებაში.

განვიხილოთ PNP ტიპის განსხვავებები გადართვის წრეში საერთო ფუძით

მართლაც, მისგან ჩანს, რომ კოლექტორის დენის IC (NPN ტრანზისტორის შემთხვევაში) გამოდის B2 ბატარეის დადებითი პოლუსიდან, გადის კოლექტორის ტერმინალში, შედის მასში და შემდეგ უნდა გამოვიდეს საბაზისო ტერმინალის მეშვეობით. ბატარეის უარყოფით პოლუსზე დასაბრუნებლად. ანალოგიურად, ემიტერის წრედის დათვალიერებისას, ხედავთ, თუ როგორ შედის მისი დენი B1 ბატარეის დადებითი პოლუსიდან ტრანზისტორში ბაზის ტერმინალის მეშვეობით და შემდეგ შეაღწევს ემიტერში.

ამრიგად, კოლექტორის დენი I C და ემიტერის დენი I E გადის საბაზო ტერმინალში. ვინაიდან ისინი საპირისპირო მიმართულებით ცირკულირებენ თავიანთ სქემებში, შედეგად მიღებული ბაზის დენი უდრის მათ განსხვავებას და ძალიან მცირეა, ვინაიდან I C ოდნავ ნაკლებია ვიდრე I E. მაგრამ რადგან ეს უკანასკნელი ჯერ კიდევ უფრო დიდია, დიფერენციალური დენის მიმართულება (ბაზის დენი) ემთხვევა I E-ს და, შესაბამისად, PNP ტიპის ბიპოლარულ ტრანზისტორს აქვს დენი, რომელიც მიედინება ბაზიდან, ხოლო NPN ტიპის ბიპოლარულ ტრანზისტორს აქვს დენი. მიედინება.

PNP ტიპის განსხვავებები გადართვის მიკროსქემის მაგალითზე საერთო ემიტერით

ამ ახალ წრეში ბაზის-ემიტერის PN შეერთება ჩართულია ბატარეის ძაბვით B1, ხოლო კოლექტორ-ბაზის შეერთება საპირისპირო მიკერძოებულია ბატარეის ძაბვის B2-ით. ამგვარად, ემიტერის ტერმინალი ნაწილდება ბაზისა და კოლექტორის სქემებს შორის.

ემიტერის მთლიანი დენი მოცემულია I C და I B ორი დენის ჯამით; გადის ემიტერის გამომავალზე ერთი მიმართულებით. ამრიგად, გვაქვს I E = I C + I B.

ამ წრეში, საბაზისო დენი I B უბრალოდ "განტოტდება" ემიტერის დენიდან I E, ასევე ემთხვევა მას მიმართულებით. ამავდროულად, PNP ტიპის ტრანზისტორს კვლავ აქვს დენი I B ფუძიდან, ხოლო NPN ტიპის ტრანზისტორს აქვს დენი.

ტრანზისტორის ცნობილი გადართვის სქემებიდან მესამეში, საერთო კოლექტორთან, სიტუაცია ზუსტად იგივეა. ამიტომ, მკითხველისთვის სივრცისა და დროის დაზოგვის მიზნით არ წარმოგიდგენთ.

PNP ტრანზისტორი: ძაბვის წყაროების შეერთება

ძაბვის წყარო ფუძესა და ემიტერს შორის (V BE) დაკავშირებულია ნეგატიურად ფუძესთან და პოზიტიურად ემიტერთან, რადგან PNP ტრანზისტორის მოქმედება ხდება მაშინ, როდესაც ბაზა უარყოფითად არის მიკერძოებული ემიტერთან მიმართებაში.

ემიტერის მიწოდების ძაბვა ასევე დადებითია კოლექტორთან მიმართებაში (V CE). ამრიგად, PNP ტიპის ტრანზისტორში, ემიტერის ტერმინალი ყოველთვის უფრო დადებითია როგორც ბაზის, ასევე კოლექტორის მიმართ.

ძაბვის წყაროები დაკავშირებულია PNP ტრანზისტორთან, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

ამჯერად კოლექტორი უკავშირდება მიწოდების ძაბვას V CC დატვირთვის რეზისტორის მეშვეობით, R L, რომელიც ზღუდავს მოწყობილობაში გადინების მაქსიმალურ დენს. საბაზისო ძაბვა V B, რომელიც აქცევს მას უარყოფითი მიმართულებით ემიტერთან მიმართებაში, გამოიყენება მასზე რეზისტორი R B-ის მეშვეობით, რომელიც კვლავ გამოიყენება ბაზის მაქსიმალური დენის შესაზღუდად.

PNP ტრანზისტორი ეტაპის მუშაობა

ასე რომ, PNP ტრანზისტორში საბაზისო დენის გადინების მიზნით, ბაზა უნდა იყოს უფრო უარყოფითი, ვიდრე ემიტერი (დენი უნდა დატოვოს ბაზაზე) დაახლოებით 0,7 ვოლტით სილიკონისთვის ან 0,3 ვოლტით გერმანიუმისთვის. ფორმულები, რომლებიც გამოიყენება ბაზის რეზისტორის, ბაზის დენის ან კოლექტორის დენის გამოსათვლელად, იგივეა, რაც გამოიყენება ექვივალენტური NPN ტრანზისტორისთვის და ნაჩვენებია ქვემოთ.

ჩვენ ვხედავთ, რომ ფუნდამენტური განსხვავება NPN და PNP ტრანზისტორს შორის არის pn შეერთების სწორი მიკერძოება, რადგან დენების მიმართულებები და მათში ძაბვის პოლარობა ყოველთვის საპირისპიროა. ასე რომ, ზემოაღნიშნული სქემისთვის: I C = I E - I B რადგან დენი უნდა მოედინება ფუძიდან.

როგორც წესი, PNP ტრანზისტორი შეიძლება შეიცვალოს NPN ტრანზისტორით უმეტეს ელექტრონულ სქემებში, განსხვავება მხოლოდ ძაბვის პოლარობაში და დენის მიმართულებაშია. ასეთი ტრანზისტორები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გადართვის მოწყობილობა და PNP გადამრთველის მაგალითი ნაჩვენებია ქვემოთ.

ტრანზისტორის მახასიათებლები

PNP ტრანზისტორის გამომავალი მახასიათებლები ძალიან ჰგავს ეკვივალენტურ NPN ტრანზისტორის, გარდა იმისა, რომ ისინი ბრუნავს 180°-ით ძაბვებისა და დენების შებრუნებული პოლარობის გასათვალისწინებლად (PNP ტრანზისტორის საბაზისო და კოლექტორის დენები უარყოფითია). ანალოგიურად, PNP ტრანზისტორის სამუშაო წერტილების მოსაძებნად, მისი დინამიური დატვირთვის ხაზი შეიძლება გამოისახოს დეკარტის კოორდინატთა სისტემის მე-3 კვადრატში.

2N3906 PNP ტრანზისტორის ტიპიური მახასიათებლები ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

ტრანზისტორი წყვილები გამაძლიერებლის ეტაპებზე

შეიძლება გაინტერესებთ, რა არის PNP ტრანზისტორების გამოყენების მიზეზი, როდესაც ხელმისაწვდომია მრავალი NPN ტრანზისტორი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გამაძლიერებლები ან მყარი მდგომარეობის კონცენტრატორები? თუმცა, ორი განსხვავებული ტიპის ტრანზისტორების არსებობა - NPN და PNP - დიდ უპირატესობას ანიჭებს დენის გამაძლიერებლის სქემების დიზაინში. ეს გამაძლიერებლები იყენებენ ტრანზისტორების "დამატებით" ან "შესაბამის" წყვილებს (რომლებიც არის ერთი PNP ტრანზისტორი და ერთი NPN ერთმანეთთან დაკავშირებული, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში) გამომავალი ეტაპზე.

ორ შესაბამის NPN და PNP ტრანზისტორს ერთმანეთის იდენტური მჭიდრო მახასიათებლებით ეწოდება შემავსებელი. მაგალითად, TIP3055 (NPN ტიპი) და TIP2955 (PNP ტიპი) არის დამატებითი სილიკონის სიმძლავრის ტრანზისტორების კარგი მაგალითები. ორივეს აქვს მუდმივი დენის მომატება β=I C/I B, რომელიც შეესაბამება 10%-ს და მაღალი კოლექტორის დენი დაახლოებით 15A, რაც მათ იდეალურს ხდის ძრავის მართვის ან რობოტული აპლიკაციებისთვის.

გარდა ამისა, B კლასის გამაძლიერებლები იყენებენ ტრანზისტორების შესატყვის წყვილებს მათი სიმძლავრის გამომავალი ეტაპების დროსაც. მათში NPN ტრანზისტორი ატარებს სიგნალის მხოლოდ დადებით ნახევარ ტალღას, ხოლო PNP ტრანზისტორი ატარებს მხოლოდ მის უარყოფით ნახევარს.

ეს საშუალებას აძლევს გამაძლიერებელს გაატაროს საჭირო სიმძლავრე დინამიკის მეშვეობით ორივე მიმართულებით მოცემული სიმძლავრის რეიტინგისა და წინაღობისთვის. შედეგად, გამომავალი დენი, რომელიც ჩვეულებრივ რამდენიმე ამპერის რიგია, თანაბრად ნაწილდება ორ დამატებით ტრანზისტორს შორის.

ტრანზისტორი წყვილი ძრავის მართვის სქემებში

ისინი ასევე გამოიყენება H-ხიდის მართვის სქემებში შექცევადი DC ძრავებისთვის, რაც შესაძლებელს ხდის ძრავის მეშვეობით დენის თანაბრად რეგულირებას მისი ბრუნვის ორივე მიმართულებით.

ზემოთ მოყვანილი H-ხიდის წრე ასე დასახელებულია, რადგან მისი ოთხი ტრანზისტორი გადამრთველის ძირითადი კონფიგურაცია წააგავს ასო "H" ძრავას ჯვარედინი ხაზით. ტრანზისტორი H-ხიდი ალბათ ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული ტიპის შექცევადი DC ძრავის მართვის წრეა. ის იყენებს NPN და PNP ტიპის ტრანზისტორების "დამატებით" წყვილებს თითოეულ ფილიალში, რომლებიც მოქმედებენ როგორც გასაღებები ძრავის მართვისას.

საკონტროლო შეყვანა A საშუალებას აძლევს ძრავს იმოძრაოს ერთი მიმართულებით, ხოლო შეყვანა B გამოიყენება საპირისპირო როტაციისთვის.

მაგალითად, როდესაც ტრანზისტორი TR1 ჩართულია და TR2 გამორთულია, შესასვლელი A უკავშირდება მიწოდების ძაბვას (+Vcc), ხოლო თუ ტრანზისტორი TR3 გამორთულია და TR4 ჩართულია, მაშინ B შეყვანა უკავშირდება 0 ვოლტს (GND). ამრიგად, ძრავა ბრუნავს ერთი მიმართულებით, რაც შეესაბამება A შეყვანის პოზიტიურ პოტენციალს და B შეყვანის უარყოფითს.

თუ გადამრთველის მდგომარეობა შეიცვალა ისე, რომ TR1 გამორთულია, TR2 ჩართულია, TR3 ჩართულია და TR4 გამორთულია, ძრავის დენი მიედინება საპირისპირო მიმართულებით, რაც გამოიწვევს მის უკუსვლას.

ლოგიკის საპირისპირო დონეების "1" ან "0" გამოყენებით A და B შეყვანებზე, შესაძლებელია ძრავის ბრუნვის მიმართულების კონტროლი.

ტრანზისტორების ტიპის განსაზღვრა

ნებისმიერი ბიპოლარული ტრანზისტორი შეიძლება ჩაითვალოს ძირითადად ორ დიოდად, რომლებიც დაკავშირებულია უკან.

ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ეს ანალოგია იმის დასადგენად, არის თუ არა ტრანზისტორი PNP ან NPN ტიპის, მისი წინააღმდეგობის შესამოწმებლად მის სამ ტერმინალზე. თითოეული წყვილის ტესტირება ორივე მიმართულებით მულტიმეტრით, ექვსი გაზომვის შემდეგ მივიღებთ შემდეგ შედეგს:

1. ემიტერი - ბაზა.ეს ქინძისთავები უნდა მოქმედებდნენ როგორც ჩვეულებრივი დიოდები და ატარებდნენ დენს მხოლოდ ერთი მიმართულებით.

2.კოლექტორი - ბაზა.ეს ქინძისთავები ასევე უნდა მოქმედებდნენ როგორც ჩვეულებრივი დიოდები და ატარებდნენ დენს მხოლოდ ერთი მიმართულებით.

3. ემიტერი - შემგროვებელი.ეს დასკვნები არ უნდა იყოს რაიმე მიმართულებით.

ორივე ტიპის ტრანზისტორების გარდამავალი წინააღმდეგობის მნიშვნელობები

შემდეგ ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ PNP ტრანზისტორი, როგორც კარგი და დახურული. მცირე გამომავალი დენი და უარყოფითი ძაბვა მის ფუძეზე (B) მის ემიტერთან (E) მიმართ გახსნის მას და საშუალებას მისცემს გაცილებით დიდი ემიტერ-კოლექტორის დენის გადინებას. PNP ტრანზისტორები ატარებენ პოზიტიურ ემიტერის პოტენციალს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, PNP ბიპოლარული ტრანზისტორი გატარდება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ბაზის და კოლექტორის ტერმინალები უარყოფითია ემიტერთან მიმართებაში.

ბიპოლარული ტრანზისტორი- ელექტრონული ნახევარგამტარული მოწყობილობა, ტრანზისტორების ერთ-ერთი სახეობა, რომელიც შექმნილია ელექტრული სიგნალების გასაძლიერებლად, გენერირებისთვის და გარდაქმნისთვის. ტრანზისტორი ე.წ ბიპოლარული, ვინაიდან მოწყობილობის მუშაობაში ერთდროულად მონაწილეობს ორი ტიპის დამუხტვის მატარებელი - ელექტრონებიდა ხვრელები. ამით განსხვავდება უნიპოლარული(ველის ეფექტი) ტრანზისტორი, რომელშიც მონაწილეობს მხოლოდ ერთი ტიპის მუხტის მატარებელი.

ორივე ტიპის ტრანზისტორების მუშაობის პრინციპი ჰგავს წყლის სარქვლის მუშაობას, რომელიც არეგულირებს წყლის ნაკადს, მხოლოდ ელექტრონების ნაკადი გადის ტრანზისტორში. ბიპოლარულ ტრანზისტორებში მოწყობილობაში გადის ორი დენი - მთავარი "დიდი" დენი და საკონტროლო "მცირე" დენი. ძირითადი დენის სიმძლავრე დამოკიდებულია კონტროლის ძალაზე. საველე ეფექტის ტრანზისტორებში მოწყობილობაში მხოლოდ ერთი დენი გადის, რომლის სიმძლავრე დამოკიდებულია ელექტრომაგნიტურ ველზე. ამ სტატიაში უფრო დეტალურად განვიხილავთ ბიპოლარული ტრანზისტორის მუშაობას.

ბიპოლარული ტრანზისტორი მოწყობილობა.

ბიპოლარული ტრანზისტორი შედგება სამი ნახევარგამტარული ფენისგან და ორი PN შეერთებისგან. PNP და NPN ტრანზისტორები გამოირჩევიან ალტერნატიული ხვრელის ტიპით და ელექტრონული გამტარობით. ეს ჰგავს ორ დიოდს, რომლებიც დაკავშირებულია პირისპირ ან პირიქით.

ბიპოლარულ ტრანზისტორს აქვს სამი კონტაქტი (ელექტროდი). ცენტრალური ფენიდან გამოსულ კონტაქტს ე.წ ბაზა (ბაზა).ბოლო ელექტროდები დასახელებულია კოლექციონერიდა გამომცემელი (კოლექციონერიდა გამომცემელი). ბაზის ფენა ძალიან თხელია კოლექტორთან და ემიტერთან შედარებით. გარდა ამისა, ნახევარგამტარული უბნები ტრანზისტორის კიდეებზე არ არის სიმეტრიული. კოლექტორის მხარეს ნახევარგამტარული ფენა ოდნავ სქელია, ვიდრე ემიტერის მხარეს. ეს აუცილებელია ტრანზისტორის სწორი მუშაობისთვის.

განვიხილოთ ფიზიკური პროცესები, რომლებიც ხდება ბიპოლარული ტრანზისტორის მუშაობის დროს. მაგალითად ავიღოთ NPN მოდელი. PNP ტრანზისტორის მუშაობის პრინციპი მსგავსია, მხოლოდ ძაბვის პოლარობა კოლექტორსა და ემიტერს შორის იქნება საპირისპირო.

როგორც უკვე აღინიშნა სტატიაში ნახევარგამტარებში გამტარობის ტიპების შესახებ, P- ტიპის ნივთიერებაში არის დადებითად დამუხტული იონები - ხვრელები. N ტიპის ნივთიერება გაჯერებულია უარყოფითად დამუხტული ელექტრონებით. ტრანზისტორში ელექტრონების კონცენტრაცია N რეგიონში გაცილებით მაღალია, ვიდრე ხვრელების კონცენტრაცია P რეგიონში.

შეაერთეთ ძაბვის წყარო კოლექტორსა და ემიტერს შორის V CE (V CE). მისი მოქმედებით, ელექტრონები ზედა N ნაწილიდან დაიწყებენ მიზიდვას პლიუსში და შეგროვდებიან კოლექტორთან. თუმცა, დენი ვერ გადის, რადგან ძაბვის წყაროს ელექტრული ველი არ აღწევს ემიტერს. ამას ხელს უშლის კოლექტორის ნახევარგამტარის სქელი ფენა პლუს საბაზისო ნახევარგამტარის ფენა.

ახლა ჩვენ ვაკავშირებთ ძაბვას საფუძველსა და ემიტერს შორის V BE, მაგრამ გაცილებით დაბალია ვიდრე V CE (სილიკონის ტრანზისტორებისთვის მინიმალური საჭირო V BE არის 0.6V). ვინაიდან ფენა P ძალიან თხელია, პლუს ძაბვის წყარო, რომელიც დაკავშირებულია ბაზასთან, შეძლებს თავისი ელექტრული ველით "მიაღწიოს" ემიტერის N რეგიონს. მისი მოქმედებით ელექტრონები ფუძესკენ წავლენ. ზოგიერთი მათგანი დაიწყებს იქ მდებარე ხვრელების შევსებას (რეკომბინირება). მეორე ნაწილი თავისთვის თავისუფალ ხვრელს ვერ იპოვის, რადგან ბაზაში ხვრელების კონცენტრაცია გაცილებით დაბალია, ვიდრე ელექტრონების კონცენტრაცია ემიტერში.

შედეგად, ფუძის ცენტრალური ფენა გამდიდრებულია თავისუფალი ელექტრონებით. მათი უმეტესობა კოლექტორისკენ წავა, რადგან იქ ძაბვა გაცილებით მაღალია. ამას ასევე ხელს უწყობს ცენტრალური ფენის ძალიან მცირე სისქე. ელექტრონების ზოგიერთი ნაწილი, თუმცა გაცილებით მცირეა, მაინც მიედინება ფუძის პლიუსისკენ.

შედეგად ვიღებთ ორ დენს: პატარას - ფუძიდან ემიტერამდე I BE და დიდს - კოლექტორიდან I CE-მდე.

თუ საბაზისო ძაბვა გაიზარდა, მაშინ კიდევ უფრო მეტი ელექტრონი დაგროვდება P ფენაში. შედეგად, ბაზის დენი ოდნავ გაიზრდება, ხოლო კოლექტორის დენი მნიშვნელოვნად გაიზრდება. ამრიგად, ბაზის დენის მცირე ცვლილებით Iბ , კოლექტორის დენი I ძალიან განსხვავდებაგ. ასე მიდის საქმე სიგნალის გაძლიერება ბიპოლარულ ტრანზისტორში. კოლექტორის დენის I C თანაფარდობას ბაზის დენთან I B ეწოდება დენის მომატება. აღინიშნება β , ჰფეან h21eტრანზისტორით ჩატარებული გამოთვლების სპეციფიკიდან გამომდინარე.

უმარტივესი ბიპოლარული ტრანზისტორი გამაძლიერებელი

მოდით უფრო დეტალურად განვიხილოთ სიგნალის გაძლიერების პრინციპი ელექტრო სიბრტყეში მიკროსქემის მაგალითის გამოყენებით. წინასწარ გავაკეთებ დათქმას, რომ ასეთი სქემა მთლად სწორი არ არის. არავინ აკავშირებს DC ძაბვის წყაროს პირდაპირ AC წყაროსთან. მაგრამ ამ შემთხვევაში, უფრო ადვილი და გასაგები იქნება თავად გამაძლიერებელი მექანიზმის გაგება ბიპოლარული ტრანზისტორის გამოყენებით. ასევე, თავად გაანგარიშების ტექნიკა ქვემოთ მოცემულ მაგალითში გარკვეულწილად გამარტივებულია.

1. ჯაჭვის ძირითადი ელემენტების აღწერა

ასე რომ, ვთქვათ, გვაქვს ტრანზისტორი 200 (β = 200) მომატებით. კოლექტორის მხრიდან ვაკავშირებთ შედარებით მძლავრ დენის წყაროს 20 ვ, რომლის ენერგიის გამო მოხდება გაძლიერება. ტრანზისტორის ბაზის მხრიდან ჩვენ ვაკავშირებთ სუსტი დენის წყაროს 2 ვ. მას სერიულად ვუკავშირებთ ალტერნატიული ძაბვის წყაროს სინუსის სახით, რხევის ამპლიტუდით 0,1 ვ. ეს იქნება სიგნალი, რომელიც უნდა გაძლიერდეს. რეზისტორი Rb ბაზის მახლობლად საჭიროა იმისათვის, რომ შეზღუდოს დენი, რომელიც მოდის სიგნალის წყაროდან, რომელიც ჩვეულებრივ დაბალი სიმძლავრისაა.

2. ბაზის შეყვანის დენის გაანგარიშება I ბ

ახლა გამოვთვალოთ ბაზის დენი I b. ვინაიდან საქმე გვაქვს ალტერნატიულ ძაბვასთან, უნდა გამოვთვალოთ ორი დენის მნიშვნელობა - მაქსიმალურ ძაბვაზე (V max) და მინიმუმზე (V min). მოდით, ამ მიმდინარე მნიშვნელობებს, შესაბამისად, ვუწოდოთ - I bmax და I bmin.

ასევე, ბაზის დენის გამოსათვლელად, თქვენ უნდა იცოდეთ ბაზის-ემიტერის ძაბვა V BE. ბაზასა და ემიტერს შორის არის ერთი PN შეერთება. გამოდის, რომ საბაზისო დენი თავის გზაზე "ხვდება" ნახევარგამტარულ დიოდს. ძაბვა, რომლითაც ნახევარგამტარული დიოდი იწყებს გატარებას, არის დაახლოებით 0,6 ვ. ჩვენ არ შევეხებით დიოდის დენის ძაბვის მახასიათებლებს და გაანგარიშების სიმარტივისთვის ავიღებთ სავარაუდო მოდელს, რომლის მიხედვითაც დენის გამტარ დიოდზე ძაბვა ყოველთვის არის 0,6 ვ. ეს ნიშნავს, რომ ძაბვა ბაზასა და ემიტერს შორის არის V BE = 0.6V. და რადგან ემიტერი დაკავშირებულია მიწასთან (V E = 0), ძაბვა ბაზიდან მიწამდე ასევე არის 0.6V (V B = 0.6V).

მოდით გამოვთვალოთ I bmax და I bmin Ohm-ის კანონის გამოყენებით:

2. კოლექტორის გამომავალი დენის გაანგარიშება I C

ახლა, თუ ვიცით მომატება (β = 200), ჩვენ შეგვიძლია მარტივად გამოვთვალოთ კოლექტორის დენის მაქსიმალური და მინიმალური მნიშვნელობები (I cmax და I cmin).

3. გამომავალი ძაბვის გაანგარიშება V out

კოლექტორის დენი გადის რეზისტორის Rc-ში, რომელიც უკვე გამოვთვალეთ. რჩება მნიშვნელობების ჩანაცვლება:

4. შედეგების ანალიზი

როგორც შედეგებიდან ჩანს, V Cmax აღმოჩნდა V Cmin-ზე ნაკლები. ეს არის იმის გამო, რომ ძაბვა V Rc-ზე აკლდება მიწოდების ძაბვას VCC. თუმცა, უმეტეს შემთხვევაში ამას მნიშვნელობა არ აქვს, რადგან ჩვენ გვაინტერესებს სიგნალის ცვლადი კომპონენტი - ამპლიტუდა, რომელიც გაიზარდა 0.1V-დან 1V-მდე. სიხშირე და სინუსოიდური ტალღის ფორმა არ შეცვლილა. რა თქმა უნდა, V out / V თანაფარდობა ათჯერ შორს არის გამაძლიერებლის საუკეთესო ინდიკატორისგან, მაგრამ ის საკმაოდ შესაფერისია გაძლიერების პროცესის ილუსტრირებისთვის.

ასე რომ, მოდით შევაჯამოთ გამაძლიერებლის მუშაობის პრინციპი ბიპოლარულ ტრანზისტორზე. დენი I b მიედინება ბაზაზე, რომელიც ატარებს მუდმივ და ცვლად კომპონენტს. საჭიროა მუდმივი კომპონენტი ისე, რომ PN შეერთება ბაზასა და ემიტერს შორის დაიწყოს - "იხსნება". ცვლადი კომპონენტი, ფაქტობრივად, თავად სიგნალია (სასარგებლო ინფორმაცია). კოლექტორ-ემიტერის დენის სიძლიერე ტრანზისტორის შიგნით არის ბაზის დენის გამრავლების შედეგი β მომატებაზე. თავის მხრივ, ძაბვა კოლექტორის ზემოთ რეზისტორზე Rc არის გაძლიერებული კოლექტორის დენის გამრავლების შედეგი რეზისტორის მნიშვნელობაზე.

ამრიგად, გამომავალი V იღებს სიგნალს რხევების გაზრდილი ამპლიტუდით, მაგრამ შენარჩუნებული ფორმით და სიხშირით. მნიშვნელოვანია ხაზგასმით აღვნიშნოთ, რომ ტრანზისტორი იღებს ენერგიას გაძლიერებისთვის VCC კვების წყაროდან. თუ მიწოდების ძაბვა არ არის საკმარისი, ტრანზისტორი ვერ შეძლებს სრულად მუშაობას და გამომავალი სიგნალი შეიძლება დამახინჯდეს.

ბიპოლარული ტრანზისტორის მუშაობის რეჟიმები

ტრანზისტორის ელექტროდებზე ძაბვის დონის შესაბამისად, არსებობს მისი მუშაობის ოთხი რეჟიმი:

• გამორთვის რეჟიმი.
• აქტიური რეჟიმი (აქტიური რეჟიმი).
• გაჯერების რეჟიმი.
• საპირისპირო რეჟიმი.

შეწყვეტის რეჟიმი

როდესაც ბაზის-ემიტერის ძაბვა დაბალია 0.6V - 0.7V, PN შეერთება ბაზასა და ემიტერს შორის დახურულია. ამ მდგომარეობაში ტრანზისტორს არ აქვს ბაზის დენი. შედეგად, ასევე არ იქნება კოლექტორის დენი, რადგან ბაზაში არ არის თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც მზად არიან გადაადგილდნენ კოლექტორის ძაბვისკენ. გამოდის, რომ ტრანზისტორი, როგორც იქნა, ჩაკეტილია და ამბობენ, რომ ის არის შეწყვეტის რეჟიმი.

აქტიური რეჟიმი

IN აქტიური რეჟიმიბაზაზე ძაბვა საკმარისია ბაზასა და ემიტერს შორის PN შეერთების გასახსნელად. ამ მდგომარეობაში ტრანზისტორს აქვს ბაზის და კოლექტორის დენები. კოლექტორის დენი უდრის ბაზის დენს გამრავლებული მოგებაზე. ანუ აქტიური რეჟიმი არის ტრანზისტორის ნორმალური მუშაობის რეჟიმი, რომელიც გამოიყენება გამაძლიერებლად.

გაჯერების რეჟიმი

ზოგჯერ ბაზის დენი შეიძლება იყოს ძალიან დიდი. შედეგად, მიწოდების სიმძლავრე უბრალოდ არ არის საკმარისი ისეთი კოლექტორის დენის უზრუნველსაყოფად, რომელიც შეესაბამებოდა ტრანზისტორის მომატებას. გაჯერების რეჟიმში, კოლექტორის დენი იქნება მაქსიმალური, რაც შეიძლება უზრუნველყოს ელექტრომომარაგებამ და არ იმოქმედებს ბაზის დენზე. ამ მდგომარეობაში ტრანზისტორს არ შეუძლია სიგნალის გაძლიერება, რადგან კოლექტორის დენი არ რეაგირებს ბაზის დენის ცვლილებებზე.

გაჯერების რეჟიმში ტრანზისტორის გამტარობა მაქსიმალურია და ის უფრო შესაფერისია გადამრთველის (გასაღების) ფუნქციონირებისთვის "ჩართული" მდგომარეობაში. ანალოგიურად, გამორთვის რეჟიმში, ტრანზისტორის გამტარობა მინიმალურია და ეს შეესაბამება გადამრთველს "გამორთვის" მდგომარეობაში.

ინვერსიული რეჟიმი

ამ რეჟიმში, კოლექტორისა და ემიტერის გადამრთველი როლებია: კოლექტორის PN შეერთება წინ მიკერძოებულია, ხოლო ემიტერის შეერთება საპირისპირო მიკერძოებულია. შედეგად, დენი მიედინება ბაზიდან კოლექტორამდე. კოლექტორის ნახევარგამტარული რეგიონი არ არის სიმეტრიული ემიტერის მიმართ და ინვერსიულ რეჟიმში მომატება უფრო დაბალია, ვიდრე ჩვეულებრივ აქტიურ რეჟიმში. ტრანზისტორის დიზაინი შესრულებულია ისე, რომ ის მაქსიმალურად ეფექტურად მუშაობდეს აქტიურ რეჟიმში. ამიტომ, ინვერსიულ რეჟიმში, ტრანზისტორი პრაქტიკულად არ გამოიყენება.

ბიპოლარული ტრანზისტორის ძირითადი პარამეტრები.

მიმდინარე მოგება- კოლექტორის დენის I C თანაფარდობა ბაზის დენთან I B . აღინიშნება β , ჰფეან h21eტრანზისტორებით განხორციელებული გამოთვლების სპეციფიკიდან გამომდინარე.

β არის მუდმივი მნიშვნელობა ერთი ტრანზისტორისთვის და დამოკიდებულია მოწყობილობის ფიზიკურ სტრუქტურაზე. მაღალი მოგება გამოითვლება ასობით ერთეულში, დაბალი - ათეულებში. ერთი და იგივე ტიპის ორი ცალკეული ტრანზისტორისთვის, თუნდაც ისინი იყვნენ "მეზობლები მილსადენის გასწვრივ" წარმოების დროს, β შეიძლება ოდნავ განსხვავდებოდეს. ბიპოლარული ტრანზისტორის ეს მახასიათებელი ალბათ ყველაზე მნიშვნელოვანია. თუ მოწყობილობის სხვა პარამეტრები ხშირად შეიძლება უგულებელყოთ გამოთვლებში, მაშინ მიმდინარე მოგება თითქმის შეუძლებელია.

შეყვანის წინაღობა- წინააღმდეგობა ტრანზისტორში, რომელიც "ხვდება" ბაზის დენს. აღინიშნება R in (R in). რაც უფრო დიდია ის, მით უკეთესია მოწყობილობის გამაძლიერებელი მახასიათებლები, რადგან, როგორც წესი, არის სუსტი სიგნალის წყარო ბაზის მხარეს, საიდანაც თქვენ უნდა მოიხმაროთ რაც შეიძლება ნაკლები დენი. იდეალური ვარიანტია, როდესაც შეყვანის წინააღმდეგობა უდრის უსასრულობას.

R in საშუალო ბიპოლარული ტრანზისტორისთვის არის რამდენიმე ასეული KΩ (კილო-ომი). აქ, ბიპოლარული ტრანზისტორი ძალიან კარგავს ველის ეფექტის ტრანზისტორის მიმართ, სადაც შეყვანის წინააღმდეგობა აღწევს ასობით GΩ-ს (გიგაომს).

გამომავალი გამტარობა- ტრანზისტორის გამტარობა კოლექტორსა და ემიტერს შორის. რაც უფრო დიდია გამომავალი გამტარობა, მით მეტი კოლექტორ-ემიტერის დენი შეძლებს ტრანზისტორში ნაკლები სიმძლავრის გავლას.

ასევე, გამომავალი გამტარობის მატებასთან ერთად (ან გამომავალი წინაღობის შემცირებით), იზრდება მაქსიმალური დატვირთვა, რომელსაც გამაძლიერებელი გაუძლებს მთლიანი მომატების მცირე დანაკარგით. მაგალითად, თუ დაბალი გამომავალი გამტარობის ტრანზისტორი აძლიერებს სიგნალს 100-ჯერ დატვირთვის გარეშე, მაშინ როდესაც 1KΩ დატვირთვა არის დაკავშირებული, ის უკვე გაძლიერდება მხოლოდ 50-ჯერ. ტრანზისტორს იგივე მომატებით, მაგრამ უფრო მაღალი გამომავალი გამტარობით ექნება ნაკლები მომატების ვარდნა. იდეალური ვარიანტია, როდესაც გამომავალი გამტარობა უდრის უსასრულობას (ან გამომავალი წინააღმდეგობა R out \u003d 0 (R out \u003d 0)).

სტატიაში ჩვენ გავაანალიზეთ ისეთი მნიშვნელოვანი ტრანზისტორი პარამეტრი, როგორიცაა ბეტა კოეფიციენტი (β) . მაგრამ ტრანზისტორში არის კიდევ ერთი საინტერესო პარამეტრი. თავისთავად, ის უმნიშვნელოა, მაგრამ ბიზნესს შეუძლია ჰოო! ის კენჭს ჰგავს, რომელიც სპორტსმენის სპორტულ ფეხსაცმელში მოხვდა: თითქოს პატარაა, მაგრამ სირბილის დროს უხერხულობას იწვევს. რა უშლის ხელს ამ "კენჭს" ტრანზისტორიდან? მოდი გავარკვიოთ...

PN შეერთების პირდაპირი და საპირისპირო კავშირი

როგორც გვახსოვს, ტრანზისტორი შედგება სამი ნახევარგამტარისგან. , რომელსაც ჩვენ ვუწოდებთ ბაზის-ემიტერს ემიტერის შეერთებადა გარდამავალი, რომელიც არის ბაზის-კოლექტორი - კოლექციონერი გადასვლა.

ვინაიდან ამ შემთხვევაში ჩვენ გვაქვს NPN ტრანზისტორი, ეს ნიშნავს, რომ დენი მიედინება კოლექტორიდან ემიტერამდე, იმ პირობით, რომ ჩვენ გავხსნით ბაზას მასზე 0,6 ვოლტზე მეტი ძაბვის გამოყენებით (კარგად, ისე, რომ ტრანზისტორი გაიხსნას) .

ავიღოთ ჰიპოთეტურად თხელ-თხელი დანა და დავჭრათ ემიტერი პირდაპირ PN შეერთების გასწვრივ. ჩვენ მივიღებთ ასეთ რამეს:

გაჩერდი! გვაქვს დიოდი? დიახ, ის საუკეთესოა! გახსოვდეთ, დენის ძაბვის მახასიათებლის (CVC) სტატიაში განვიხილეთ დიოდის I-V მახასიათებელი:

CVC-ის მარჯვენა მხარეს, ჩვენ ვხედავთ, თუ როგორ გაიზარდა გრაფის ტოტი ძალიან მკვეთრად. ამ შემთხვევაში ჩვენ დიოდზე მუდმივი ძაბვა მივმართეთ ამ გზით, ანუ იყო დიოდის პირდაპირი კავშირი.

დიოდმა ელექტრული დენი გაიარა თავის შიგნით. მე და შენ ჩავატარეთ ექსპერიმენტები დიოდის პირდაპირი და უკუ ჩართვით. ვისაც არ ახსოვს, შეგიძლიათ წაიკითხოთ.

მაგრამ თუ შეცვლით პოლარობას

მაშინ დიოდი არ გაივლის დენს. ჩვენ ყოველთვის ასე გვასწავლიდნენ და ამაში არის გარკვეული სიმართლე, მაგრამ ... ჩვენი სამყარო არ არის სრულყოფილი).

როგორ მუშაობს PN შეერთება? ჩვენ წარმოვადგინეთ იგი ძაბრის სახით. ასე რომ, ამ ნახატისთვის

ჩვენი ძაბრი თავდაყირა იქნება ნაკადისკენ

წყლის ნაკადის მიმართულება არის ელექტრული დენის მიმართულება. ძაბრი არის დიოდი. მაგრამ აი წყალი, რომელიც ძაბრის ვიწრო კისერში შევიდა? როგორ შეიძლება ეწოდოს? და მას ეძახიან უკუ მიმდინარე PN შეერთება (I arr).

როგორ ფიქრობთ, თუ დაამატებთ წყლის დინების სიჩქარეს, გაიზრდება თუ არა წყლის რაოდენობა, რომელიც გაივლის ძაბრის ვიწრო კისერზე? აუცილებლად! ასე რომ, თუ დავუმატებთ ძაბვას თქვენ არრ, მაშინ საპირისპირო დენი გაიზრდება მე ვარ, რომელსაც მე და თქვენ ვხედავთ მარცხენა მხარეს დიოდის VAC გრაფიკზე:

მაგრამ რამდენად შეიძლება გაიზარდოს წყლის ნაკადი? თუ ის ძალიან დიდია, ჩვენი ძაბრი არ გაძლებს, კედლები გაიბზარება და ნაწილებად დაიმსხვრევა, არა? ამიტომ, თითოეული დიოდისთვის შეგიძლიათ იპოვოთ ისეთი პარამეტრი, როგორიცაა U arr.max, რომლის აღემატება დიოდისთვის სიკვდილის ტოლფასია.

მაგალითად, D226B დიოდისთვის:

U arr.max\u003d 500 ვოლტი და მაქსიმალური საპირისპირო პულსი თქვენ არრ. imp.max= 600 ვოლტი. მაგრამ გახსოვდეთ, რომ ელექტრონული სქემები შექმნილია, როგორც ამბობენ, "30% მარჟით". და იმ შემთხვევაშიც კი, თუ წრეში დიოდზე საპირისპირო ძაბვა არის 490 ვოლტი, მაშინ წრეში ჩაიდება დიოდი, რომელიც გაუძლებს 600 ვოლტზე მეტს. უმჯობესია არ ვითამაშოთ კრიტიკულ მნიშვნელობებთან). იმპულსური უკუ ძაბვა არის ძაბვის მკვეთრი აფეთქება, რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს 600 ვოლტამდე ამპლიტუდას. მაგრამ აქაც ჯობია აიღოთ მცირე ზღვრით.

ასე რომ ... მაგრამ რა ვარ მე დიოდზე და დიოდზე ... როგორც ჩანს, ტრანზისტორებს ვსწავლობთ. მაგრამ რაც არ უნდა ითქვას, დიოდი არის სამშენებლო ბლოკი ტრანზისტორის შესაქმნელად. მაშ, თუ კოლექტორის შეერთებაზე საპირისპირო ძაბვას მივმართავთ, მაშინ შეერთების გავლით შემოვა საპირისპირო დენი, როგორც დიოდში? ზუსტად. და ეს პარამეტრი ეწოდება ტრანზისტორში . ჩვენ მას მოვიხსენიებთ როგორც მე KBOბურჟუას შორის - მე CBO. დგას "დენი კოლექტორსა და ბაზას შორის, ღია ემიტერით". უხეშად რომ ვთქვათ, ამომფრქვეველი ფეხი არსად არ ეკიდება და ჰაერში კიდია.

კოლექტორის საპირისპირო დენის გასაზომად საკმარისია ასეთი მარტივი სქემების შეგროვება:

NPN ტრანზისტორი PNP ტრანზისტორისთვის

სილიკონის ტრანზისტორებისთვის საპირისპირო კოლექტორის დენი ნაკლებია 1 μA-ზე, გერმანიუმის ტრანზისტორებისთვის: 1-30 μA. ვინაიდან მე ვზომავ მხოლოდ 10 μA-დან და ხელთ არ მაქვს გერმანიუმის ტრანზისტორები, ვერ შევძლებ ამ ექსპერიმენტის ჩატარებას, რადგან მოწყობილობის გარჩევადობა არ იძლევა საშუალებას.

ჩვენ არ გვიპასუხა კითხვაზე, რატომ არის კოლექტორის უკუ დენი ასე მნიშვნელოვანი და მოცემულია საცნობარო წიგნებში? საქმე იმაშია, რომ ექსპლუატაციის დროს ტრანზისტორი ანაწილებს გარკვეულ ენერგიას სივრცეში, რაც იმას ნიშნავს, რომ თბება. საპირისპირო კოლექტორის დენი ძალიან დამოკიდებულია ტემპერატურაზე და აორმაგებს მის მნიშვნელობას ყოველ 10 გრადუს ცელსიუსზე. არა, აბა, რა არის? დაე გაიზარდოს, ეტყობა არავის აწუხებს.

საპირისპირო კოლექტორის დენის გავლენა

საქმე ის არის, რომ ზოგიერთ გადართვის წრეში, ამ დენის ნაწილი გადის ემიტერის შეერთებაზე. და როგორც მე და შენ გვახსოვს, ბაზის დენი მიედინება ემიტერის შეერთებაზე. რაც უფრო დიდია საკონტროლო დენი (ბაზის დენი), მით მეტია კონტროლირებადი (კოლექტორის დენი). ეს არის ის, რაც ჩვენ განვიხილეთ სტატიაში. ამიტომ, ბაზის დენის ოდნავი ცვლილება იწვევს კოლექტორის დენის დიდ ცვლილებას და მთელი წრე იწყებს გაუმართაობას.

როგორ გავუმკლავდეთ საპირისპირო კოლექტორის დენს

ასე რომ, ტრანზისტორის მთავარი მტერი ტემპერატურაა. როგორ უმკლავდებიან ამას რადიოელექტრონული აღჭურვილობის (REA) შემქმნელები?

- გამოიყენეთ ტრანზისტორები, რომლებშიც საპირისპირო კოლექტორის დენი ძალიან მცირეა. ეს, რა თქმა უნდა, სილიკონის ტრანზისტორებია. პატარა მინიშნება - სილიკონის ტრანზისტორების მარკირება იწყება ასოებით "KT", რაც ნიშნავს TOქამარი თრანზისტორი.

– სქემების გამოყენება, რომლებიც ამცირებენ კოლექტორის საპირისპირო დენს.

კოლექტორის საპირისპირო დენი არის მნიშვნელოვანი ტრანზისტორი პარამეტრი. იგი მოცემულია მონაცემთა ფურცელში თითოეული ტრანზისტორისთვის. სქემებში, რომლებიც გამოიყენება ექსტრემალურ ტემპერატურულ პირობებში, კოლექტორის დაბრუნების დენი ძალიან დიდ როლს შეასრულებს. ამიტომ, თუ თქვენ აწყობთ წრეს, რომელიც არ იყენებს გამათბობელს და ვენტილატორის, მაშინ, რა თქმა უნდა, უმჯობესია აიღოთ ტრანზისტორები მინიმალური საპირისპირო კოლექტორის დენით.