|
Навигация: Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные Топ: Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит… Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы… Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие… Интересное: Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом… Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья. Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов… Дисциплины: Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция |
⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 8Следующая ⇒
1) Основным режимом является активный (нормальный) режим, при котором эмиттерный переход находится в открытом состоянии, а коллекторный — в закрытом. Транзисторы, работающие в активном режиме, используются в усилительных схемах. Этот режим соответствует максимальному значению передачи тока эмиттера и обеспечивает минимальные искажения усиливаемого сигнала. 2) Помимо активного, выделяют инверсный режим, при котором эмиттерный переход закрыт, а коллекторный – открыт. Инверсный режим работы способствует значительному уменьшению коэффициента передачи тока эмиттера по сравнению с нормальным режимом работы. Это происходит потому, что коллектор является более слаболегированной областью, чем эмиттер. 3) Режимнасыщения, при котором оба перехода открыты. 4) Режим отсечки, при котором оба перехода закрыты.Поскольку в таком режиме входной ток равен нулю, то данный режим используется для размыкания цепей передачи сигналов. Режимы насыщения и отсечки применяются совместно для осуществления коммутации как силовых, так и информационных цепей. Схемы включения биполярных транзисторов В зависимости от того, какой вывод транзистора подключен одновременно к входу и выходу схемы, различают три схемы включения транзистора — с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ) и общим коллектором (ОК).
Схема с ОЭ Данная схема включения биполярного транзистора является наиболее распространённой, так как даёт наибольшее усиление по мощности. Усилительные свойства транзистора характеризует один из главных его параметров — статический коэффициент передачи тока базы или статический коэффициент усиления по току . приUк-э = const Коэффициент усиления по току: Коэффициент усиления по напряжению: Напряжение база-эмиттер не превышает десятых долей вольта, а выходное достигает единиц и десятков вольт, следовательно, составит десятки – сотни. Коэффициент усиления по мощности: Коэффициент усиления каскада по мощности равен сотням, тысячам, а иногда десяткам тысяч. Важной характеристикой является входное сопротивление Rвх, которое определяется по закону Ома: и составляет обычно от сотен Ом до единиц кОм. Входное сопротивление транзистора при включении по схеме ОЭ, как видно, получается сравнительно небольшим, что является существенным недостатком. К недостаткам также относят худшие частотные и температурные свойства (например,в сравнении со схемой ОБ). С повышением частоты усиление в схеме ОЭ снижается. К тому же, каскад по схеме ОЭ при усилении вносит значительные искажения.
Работа транзистора характеризуется семействами входных и выходных характеристик. Входные характеристики показывают зависимость тока базы от напряжения между базой и эмиттером, при постоянном напряжении, приложенном к коллектору. Выходные характеристики показывают зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером при постоянном значении тока базы. Входные характеристики Выходные характеристики
Схема с ОБ. Такая схема включения не дает значительного усиления, но обладает хорошими частотными и температурными свойствами. Применяется она не так часто, как схема ОЭ. Коэффициент усиления по току схемы ОБ всегда немного меньше единицы: т. к. ток коллектора всегда лишь немного меньше тока эмиттера. Статический коэффициент передачи тока для схемы ОБ обозначается и определяется: при uк-б = const Этот коэффициент всегда меньше 1 и чем он ближе к 1, тем лучше транзистор. Коэффициент усиления по напряжению получается таким же, как и в схеме ОЭ: В итоге коэффициент усиления по мощности примерно равен ku. Входное сопротивление схемы ОБв десятки раз ниже, чем в схеме ОЭ. Входные характеристики Выходные характеристики Схема с ОК. Схема получила название эмиттерный повторитель.Особенность этой схемы в том, что входное напряжение полностью передаетсяобратно на вход, т. е. очень сильна отрицательная обратная связь. Коэффициент усиления по току почти такой же, как и в схеме ОЭ: Коэффициент усиления по напряжению приближается к единице, но всегда меньше её:
В итоге коэффициент усиления по мощности примерно равен ki, т. е. нескольким десяткам. Поскольку коэффициент усиления по напряжению близок к единице, выходное напряжение по фазе и амплитуде совпадает с входным, т. е. повторяет его. Именно поэтому такая схема называется эмиттерным повторителем. Эмиттерным — потому, что выходное напряжение снимается с эмиттера относительно общего провода. Входное сопротивление схемы ОК довольно высокое (десятки – сотни кОм): а выходное — сравнительно небольшое (сотни Ом – единицы кОм): Это является немаловажным достоинством схемы.Схему с общим коллектором очень часто применяют в качестве входного каскада усиления из-за его высокого входного сопротивления и способности не нагружать источник входного сигнала, а также данная схема имеет наименьшее выходное сопротивление. ⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒ Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой. Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого… Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни… Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций… |
Поскольку в транзисторе имеется два перехода (эмиттерный и коллекторный), и каждый из них может находиться в двух состояниях (открытом и закрытом), различают четыре режима работы транзистора.
Выходной ток не зависит от входного тока и определяется параметрами нагрузки. Режим насыщения используется для замыкания цепей передачи сигнала.
Поскольку он должен характеризовать только сам транзистор, его определяют в режиме без нагрузки (Rк = 0). Численно он равен:
..Как определить режим работы транзистора
Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Биполярные транзисторы.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Режим работы транзистора в схеме усилительного каскада.
- 1.3. Биполярные транзисторы
- Структура и основные режимы работы биполярных транзисторов.
- 2. Режимы работы транзисторов, их характеристики.
- Режимы работы и схемы включения биполярных транзисторов
- Установка режимов работы транзисторов
- Инверсный режим работы транзистора
- Режимы работы и схемы включения биполярных транзисторов
- Как определить режим работы в биполярных транзисторах
- Как определить режим работы в биполярных транзисторах
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как работает транзистор? Режим ТТЛ логика / Усиление.
Анимационный обучающий 2d ролик. / Урок 1
Режим работы транзистора в схеме усилительного каскада.
Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Биполярные транзисторы. For dummies Электроника для начинающих Предисловие Поскольку тема транзисторов весьма и весьма обширна, то посвященных им статей будет две: отдельно о биполярных и отдельно о полевых транзисторах. Транзистор, как и диод, основан на явлении p-n перехода. Желающие могут освежить в памяти физику протекающих в нем процессов здесь или здесь.
Необходимые пояснения даны, переходим к сути. Определение и история Транзистор — электронный полупроводниковый прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом. И это была, без преувеличения, революция в электронике.
Очень быстро транзисторы заменили вакуумные лампы в различных электронных устройствах.
В связи с этим возросла надежность таких устройств и намного уменьшились их размеры.
Только очень маленьких. Если отвлечься от физики процессов, то современный транзистор тоже можно представить как сопротивление, зависящее от подаваемого на него сигнала.
В чем же отличие между полевыми и биполярными транзисторами? Ответ заложен в самих их названиях. А в полевом он же униполярный — или электроны, или дырки. Также эти типы транзисторов разнятся по областям применения.
Биполярные используются в основном в аналоговой технике, а полевые — в цифровой. И, напоследок: основная область применения любых транзисторов — усиление слабого сигнала за счет дополнительного источника питания. Биполярный транзистор. Принцип работы. Основные характеристики Биполярный транзистор состоит из трех областей: эмиттера, базы и коллектора, на каждую из которых подается напряжение. В зависимости от типа проводимости этих областей, выделяют n-p-n и p-n-p транзисторы.
Обычно область коллектора шире, чем эмиттера.
Базу изготавливают из слаболегированного полупроводника из-за чего она имеет большое сопротивление и делают очень тонкой. Поскольку площадь контакта эмиттер-база получается значительно меньше площади контакта база-коллектор, то поменять эмиттер и коллектор местами с помощью смены полярности подключения нельзя.
Таким образом, транзистор относится к несимметричным устройствам. Прежде, чем рассматривать физику работы транзистора, обрисуем общую задачу. Она заключаются в следующем: между эмиттером и коллектором течет сильный ток ток коллектора , а между эмиттером и базой — слабый управляющий ток ток базы. Ток коллектора будет меняться в зависимости от изменения тока базы. Рассмотрим p-n переходы транзистора. Их два: эмиттер-база ЭБ и база-коллектор БК.
В активном режиме работы транзистора первый из них подключается с прямым, а второй — с обратным смещениями. Что же при этом происходит на p-n переходах? Для большей определенности будем рассматривать n-p-n транзистор. Там они частично рекомбинируют с дырками, но б о льшая их часть из-за малой толщины базы и ее слабой легированности успевает добежать до перехода база-коллектор.
Который, как мы помним, включен с обратным смещением. А поскольку в базе электроны — неосновные носители заряда, то электирическое поле перехода помогает им преодолеть его. Таким образом, ток коллетора получается лишь немного меньше тока эмиттера. А теперь следите за руками. Если увеличить ток базы, то переход ЭБ откроется сильнее, и между эмиттером и коллектором сможет проскочить больше электронов.
А поскольку ток коллектора изначально больше тока базы, то это изменение будет весьма и весьма заметно. Таким образом, произойдет усиление слабого сигнала, поступившего на базу. Еще раз: сильное изменение тока коллектора является пропорциональным отражением слабого изменения тока базы. Помню, моей одногрупнице принцип работы биполярного транзистора объясняли на примере водопроводного крана.
Вода в нем — ток коллектора, а управляющий ток базы — то, насколько мы поворачиваем ручку. Достаточно небольшого усилия управляющего воздействия , чтобы поток воды из крана увеличился. Помимо рассмотренных процессов, на p-n переходах транзистора может происходить еще ряд явлений.
Например, при сильном увеличении напряжения на переходе база-коллектор может начаться лавинное размножение заряда из-за ударной ионизации. А вкупе с туннельным эффектом это даст сначала электрический, а затем с возрастанием тока и тепловой пробой.
Однако, тепловой пробой в транзисторе может наступить и без электрического то есть без повышения коллекторного напряжения до пробивного. Для этого будет достаточно одного чрезмерного тока через коллектор. Еще одно явления связано с тем, что при изменении напряжений на коллекторном и эмиттерном переходах меняется их толщина.
При этом область базы исчезает, и транзистор перестает нормально работать. Коллекторный ток транзистора в нормальном активном режиме работы транзистора больше тока базы в определенное число раз. Это число называется коэффициентом усиления по току и является одним из основных параметров транзистора. Обозначается оно h Если транзистор включается без нагрузки на коллектор, то при постоянном напряжении коллектор-эмиттер отношение тока коллектора к току базы даст статический коэффициент усиления по току.
Он может равняться десяткам или сотням единиц, но стоит учитывать тот факт, что в реальных схемах этот коэффициент меньше из-за того, что при включении нагрузки ток коллектора закономерно уменьшается. Вторым немаловажным параметром является входное сопротивление транзистора. Согласно закону Ома, оно представляет собой отношение напряжения между базой и эмиттером к управляющему току базы.
Чем оно больше, тем меньше ток базы и тем выше коэффициент усиления. Третий параметр биполярного транзистора — коэффициент усиления по напряжению. Он равен отношению амплитудных или действующих значений выходного эмиттер-коллектор и входного база-эмиттер переменных напряжений. Поскольку первая величина обычно очень большая единицы и десятки вольт , а вторая — очень маленькая десятые доли вольт , то этот коэффициент может достигать десятков тысяч единиц. Стоит отметить, что каждый управляющий сигнал базы имеет свой коэффициент усиления по напряжению.
Также транзисторы имеют частотную характеристику , которая характеризует способность транзистора усиливать сигнал, частота которого приближается к граничной частоте усиления.
Дело в том, что с увеличением частоты входного сигнала коэффициент усиления снижается.
Это происходит из-за того, что время протекания основных физических процессов время перемещения носителей от эмиттера к коллектору, заряд и разряд барьерных емкостных переходов становится соизмеримым с периодом изменения входного сигнала. Частота, на которой это происходит, и называется граничной. Также параметрами биполярного транзистора являются: обратный ток коллектор-эмиттер время включения обратный ток колектора максимально допустимый ток Условные обозначения n-p-n и p-n-p транзисторов отличаются только направлением стрелочки, обозначающей эмиттер.
Она показывает то, как течет ток в данном транзисторе. Режимы работы биполярного транзистора Рассмотренный выше вариант представляет собой нормальный активный режим работы транзистора. Инверсный активный режим. Здесь открыт переход БК, а ЭБ наоборот закрыт. Усилительные свойства в этом режиме, естественно, хуже некуда, поэтому транзисторы в этом режиме используются очень редко.
Режим насыщения. Оба перехода открыты. Из-за возникающей избыточности носителей заряда сопротивление базы и p-n переходов уменьшается. Поэтому цепь, содержащую транзистор в режиме насыщения можно считать короткозамкнутой, а сам этот радиоэлемент представлять в виде эквипотенциальной точки.
Режим отсечки. Оба перехода транзистора закрыты, то есть ток основных носителей заряда между эмиттером и коллектором прекращается. Потоки неосновных носителей заряда создают только малые и неуправляемые тепловые токи переходов. Из-за бедности базы и переходов носителями зарядов, их сопротивление сильно возрастает.
Поэтому часто считают, что транзистор, работающий в режиме отсечки, представляет собой разрыв цепи. Барьерный режим В этом режиме база напрямую или через малое сопротивление замкнута с коллектором.
Также в коллекторную или эмиттерную цепь включают резистор, который задает ток через транзистор. Таким образом получается эквивалент схемы диода с последовательно включенным сопротивлением.
Этот режим очень полезный, так как позволяет схеме работать практически на любой частоте, в большом диапазоне температур и нетребователен к параметрам транзисторов.
Схемы включения биполярных транзисторов Поскольку контактов у транзистора три, то в общем случае питание на него нужно подавать от двух источников, у которых вместе получается четыре вывода. Поэтому на один из контактов транзистора приходится подавать напряжение одинакового знака от обоих источников.
И в зависимости от того, что это за контакт, различают три схемы включения биполярных транзисторов: с общим эмиттером ОЭ , общим коллектором ОК и общей базой ОБ. У каждой из них есть как достоинства, так и недостатки. Выбор между ними делается в зависимости от того, какие параметры для нас важны, а какими можно поступиться.
Схема включения с общим эмиттером Эта схема дает наибольшее усиление по напряжению и току а отсюда и по мощности — до десятков тысяч единиц , в связи с чем является наиболее распространенной.
Здесь переход эмиттер-база включается прямо, а переход база-коллектор — обратно.
А поскольку и на базу, и на коллектор подается напряжение одного знака, то схему можно запитать от одного источника. В этой схеме фаза выходного переменного напряжения меняется относительно фазы входного переменного напряжения на градусов.
1.3. Биполярные транзисторы
Приветствую вас дорогие друзья! Сегодня речь пойдет о биполярных транзисторах и информация будет полезна прежде всего новичкам. Транзисторы бывают в основном двух видов: биполярные транзисторы и полевые транзисторы. Поэтому в этой статье мы рассмотрим исключительно биполярные транзисторы а о полевых транзисторах я расскажу в одной из следующих статей. Биполярный транзистор это потомок ламповых триодов, тех что стояли в телевизорах 20 -го века. Триоды ушли в небытие и уступили дорогу более функциональным собратьям — транзисторам, а точнее биполярным транзисторам.
Для работы транзистора в режиме усиления сигнала, без Для расчета транзисторного каскада нужно определить падение.
Структура и основные режимы работы биполярных транзисторов.
У транзистора между эмиттерным и коллекторным переходами нет принципиальных различий. Поэтому транзистор допускает инверсное включение, при котором коллектор выполняет роль эмиттера и наоборот рис. Это вызвано различием площадей, указанных p-n-переходов. Статические характеристики инверсного режима подобны соответствующим характеристикам нормального режима. Превышение максимально допустимых параметров прибора приводит к нарушению режима нормальной работы, а часто и выводит его из строя. На рис. Линия максимально допустимой мощности. В полевых транзисторах ПТ управление выходным током осуществляется электрическим полем, создаваемым внешним входным напряжением, а не током, как в биполярных транзисторах.
2. Режимы работы транзисторов, их характеристики.
Применяется в электронных устройствах для усиления или генерации электрических колебаний, а также в качестве коммутирующего элемента например, в схемах ТТЛ.
К каждому из слоёв подключены проводящие невыпрямляющие контакты [1]. С точки зрения типов проводимостей эмиттерный и коллекторный слои не различимы, но при изготовлении они существенно различаются степенью легирования для улучшения электрических параметров прибора. Коллекторный слой легируется слабо, что повышает допустимое коллекторное напряжение.
Существуют различные виды полупроводниковых приборов — тиристоры, триоды, они классифицируются по назначению и типу конструкции.
Режимы работы и схемы включения биполярных транзисторов
Биполярный транзистор — трёхполюсный полупроводниковый прибор с двумя p—n-переходами. Он состоит из чередующихся областей полупроводника, имеющих электропроводность различных типов. В зависимости от последовательности чередования n- и p-областей различают транзисторы n—p—n- и p—n—p-типов. На практике используются транзисторы обоих типов; принцип действия их одинаков. Основными носителями заряда в транзисторе n—p—n-типа являются электроны, а в p—n—p- транзисторе — дырки.
Так как в кремнии электроны обладают большей подвижностью, чем дырки, то чаще используют транзисторы n—p—n-типа.
Установка режимов работы транзисторов
В зависимости от величин постоянной составляющей входного тока от положения рабочей точки покоя О транзистор может работать без отсечки и с отсечкой тока. Режим класса А. Ток выходной цепи существует в течение всего периода сигнала. Режим класса B. Ток выходной цепи существует в течение половины периода входного сигнала. Режим класса АB. В отличие от режима B рабочая точка находится в начале нелинейного участка сквозной входной характеристики.
Биполярный транзистор – трёхполюсный полупроводниковый прибор с двумя p–n-переходами. Он состоит из чередующихся областей.
Инверсный режим работы транзистора
Для хорошей работы устройства, собранного на транзисторах, необходимо чтобы на их электроды было подано определенной величины и полярности постоянное напряжение. Примерные значения напряжений подаваемых на коллектор, базу и эмиттер для транзисторов прямой проводимости p-n-p приведен на рис.
В современных конструкциях радиолюбителей широко используются полевые транзисторы.
Режимы работы и схемы включения биполярных транзисторов
Транзистором называют полупроводниковый прибор, служащий для усиления электрических сигналов. Биполярный транзистор — ток в нём определяется движением носителей заряда двух типов: электронов и дырок отсюда и название биполярный. Униполярный транзистор с n или p типом проводимости полевой транзистор в свою очередь униполярные делятся на транзисторы:. МОП-транзистор — металл-окисид-полупроводник оксид — диоксид кремния. Однопереходные транзисторы — трёхэлектродный прибор, имеющий один тип проводимости полупроводника, и проводимость канала полупроводника между двумя базами зависит от потенциала на эмиттере. Тиристоры имеют три p-n перехода они называются динисторами.
Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.
Как определить режим работы в биполярных транзисторах
Биполярные транзисторы: 3.
Устройство и основные процесссы. В зависимости от сочетания знаков и значений напряжений на p- n -переходах транзистора различают следующие режимы его работы:. Режимы отсечки и насыщения характерны для работы транзистора в качестве электронного ключа; активный режим используют при работе транзистора в усилителях. Инверсное включение используется редко, например, в схемах двунаправленных переключателей, при этом транзисторы должны иметь симметричные свойства в обоих направлениях. В режиме отсечки оба перехода заперты, через них проходят незначительные обратные токи, что эквивалентно большому сопротивлению переходов.
Как определить режим работы в биполярных транзисторах
Анализируя возможность использования биполярных транзисторов для усиления электрических сигналов, мы ограничивались только одним частным случаем подачи на электроды транзистора определенных напряжений и не рассматривали некоторые достаточно важные физические процессы в полупроводнике. В общем случае для биполярного транзистора возможны четыре устойчивых состояния режима.
Они отличаются друг от друга тем, в каком состоянии прямое или обратное смещение находятся эмиттерный и коллекторный переходы транзистора.
ECSTUFF4U для инженера-электронщика: режимы работы BJT
Биполярный переходной транзистор (BJT) представляет собой переходной транзистор. Он может работать в трех режимах. Работа транзистора в этих режимах указана ниже:
- Режим
- Режим насыщения
- Активный режим
1. Режим отсечки:
- В режиме отсечки эмиттер-база и коллектор-база имеют обратное смещение.
- В условиях обратного смещения через устройство не протекает ток, поэтому ток в транзисторе отсутствует.
- Таким образом, в этом режиме транзистор находится в выключенном состоянии.
- В выключенном состоянии транзистора можно использовать операцию переключения для выключения приложения.
2. Режим насыщения:
- В режиме насыщения коллектор-база и эмиттер-база имеют прямое смещение.
- В условиях прямого смещения ток течет через устройство, поэтому электрический ток течет через транзистор.
- Таким образом, в этом режиме свободные электроны перетекают как от эмиттера устройства к базе, так и от коллектора к базе.
- В этом режиме огромный ток течет к базе транзистора, поэтому на этом этапе транзистор переходит в режим насыщения, и он будет находиться во включенном состоянии и действует как замкнутый переключатель.
Итак, наконец, мы заключаем, что выше два режима работы транзистора в качестве переключателя ВКЛ/ВЫКЛ.
3. Активный режим:
- В активном режиме одно соединение коллектора с базовым обратным режимом и другое соединение эмиттеров с базовым прямым смещением.
- Таким образом, в этом режиме его можно использовать для усиления тока.
Вывод: Таким образом, мы можем заключить, что транзистор работает как переключатель ВКЛ/ВЫКЛ, когда он находится в режимах насыщения и отсечки, тогда как в активном режиме он работает как усилитель тока.
Биполярный соединительный транзистор (BJT) представляет собой соединительный транзистор. Он может работать в трех режимах. Работа транзистора в этих режимах указана ниже:
- Режим
- Режим насыщения
- Активный режим
1. Вырезать режим:
- В режиме cut эмиттер-база и коллектор-база имеют обратное смещение.
- В условиях обратного смещения через устройство не протекает ток, поэтому ток в транзисторе отсутствует.
- Таким образом, в этом режиме транзистор находится в выключенном состоянии.
- В выключенном состоянии транзистора можно использовать операцию переключения для выключения приложения.
2. Режим насыщения:
- В режиме насыщения коллектор-база и эмиттер-база имеют прямое смещение.
- В условиях прямого смещения ток течет через устройство, поэтому электрический ток течет через транзистор.
- Таким образом, в этом режиме свободные электроны перетекают как от эмиттера устройства к базе, так и от коллектора к базе.
- В этом режиме огромный ток течет к базе транзистора, поэтому на этом этапе транзистор переходит в режим насыщения, и он будет находиться во включенном состоянии и действует как замкнутый переключатель.
Итак, наконец, мы заключаем, что выше два режима работы транзистора в качестве переключателя ВКЛ/ВЫКЛ.
3. Активный режим:
- В активном режиме одно соединение коллектора с базовым обратным режимом и другое соединение эмиттеров с базовым прямым смещением.
- Таким образом, в этом режиме его можно использовать для усиления тока.
Вывод: Таким образом, мы можем заключить, что транзистор работает как переключатель ВКЛ/ВЫКЛ, когда он находится в режимах насыщения и отсечки, тогда как в активном режиме он работает как усилитель тока.
Различные регионы эксплуатации BJT — электроника…
Опубликовано
youtube.com/embed/VuxAz0fvMnA» frameborder=»0″ allow=»autoplay; encrypted-media» allowfullscreen=»»> В нашем предыдущем уроке о транзисторах с биполярным переходом (BJT) мы обсудили их базовую структуру и принципы работы двух их типов, npn и pnp. На этот раз мы собираемся обсудить различные рабочие области BJT, чтобы научиться правильно использовать их в различных приложениях.
Но прежде чем мы обсудим различные рабочие области биполярного транзистора, мы собираемся ввести некоторые основные параметры биполярного транзистора и проанализировать базовую схему биполярного транзистора, чтобы вывести некоторые уравнения, которые помогут нам понять рабочие области.
Параметры BJT
Итак, первым параметром является бета-коэффициент постоянного тока ( β DC ), который эквивалентен гибридному параметру ( h FE ), который вы можете найти в таблице данных транзисторов. Бета по постоянному току ( β DC ) представляет собой отношение постоянного тока коллектора к постоянному току базы, что означает, что это коэффициент усиления по постоянному току транзистора.
Таким образом, значение бета постоянного тока ( β постоянного тока ) определяет постоянный ток коллектора.
Преобразование уравнения,
Однако, если вы посмотрите таблицу данных BJT, вы обнаружите, что параметр DC beta ( β DC ) не является постоянным. Он изменяется в зависимости от тока коллектора и температуры перехода. Как вы можете видеть на рисунке ниже, если предположить, что температура перехода не меняется, увеличение тока коллектора приводит к увеличению постоянного бета ( β DC ) и достижению максимальной точки. Однако, если ток коллектора продолжает увеличиваться выше максимальной точки, коэффициент бета постоянного тока ( β DC ) начнет уменьшаться. С другой стороны, если ток коллектора постоянный, бета постоянного тока ( β DC ) напрямую зависит от температуры перехода.
Рис. 1. Бета постоянного тока транзистора в зависимости от изменений I C и температуры.
Вторым параметром BJT является DC Alpha ( α DC ). Это отношение постоянного тока коллектора к постоянному току эмиттера. Однако DC Alpha ( α DC ) редко используется в транзисторных схемах, особенно по сравнению с параметром DC beta ( β DC ). Его значение всегда меньше 1, потому что ток коллектора всегда меньше тока эмиттера.
Анализ базовой схемы биполярного транзистора
Теперь давайте посмотрим и проанализируем базовую схему биполярного транзистора на рис. 2, поскольку позже мы собираемся использовать аналогичную схему, чтобы понять рабочие области биполярного транзистора. Как мы видим, у нас есть два внешних источника напряжения смещения, В BB и V CC , и два резистора, R B и R C . Мы также можем видеть три важных постоянных напряжения на переходах транзисторов, V BE , V CE и V CB , и три постоянных тока, I B , I C и I E .
Внешнее напряжение смещения V BB смещает в прямом направлении переход база-эмиттер. Переход база-эмиттер, как вы можете видеть на рисунке 3, похож на диод. Поэтому, когда он смещен в прямом направлении, на нем будет падение напряжения, подобное диоду, примерно 0,7 В или выше. Но для упрощения мы будем использовать просто 0,7 В. Так в схеме напряжение обозначено как V БЭ .
По закону напряжения Кирхгофа напряжение на R B равно:
И по закону Ома напряжение на R B также равно:
Итак,
Преобразовав уравнение, мы можем получить уравнение для Постоянный ток базы для этой схемы BJT:
Снова используя закон напряжения Кирхгофа, мы можем получить напряжение на коллекторе по отношению к эмиттеру, которое равно V CC минус падение напряжения на R C :
Теперь, чтобы получить напряжение на переходе коллектор-база, нам нужно вычесть напряжение на коллекторе и напряжение на базе, которое в этой схеме равно V CE и V BE .
Итак, V CB это:
Обратите внимание, что коллектор здесь n-типа, а база p-типа. Если коллектор находится под более высоким напряжением, чем база, переход коллектор-база будет смещен в обратном направлении. С другой стороны, если коллектор находится под более низким напряжением, чем база, то переход коллектор-база будет смещен в прямом направлении.
Области работы BJT
Теперь мы закончили с параметрами BJT и базовым анализом схемы BJT, давайте перейдем к рабочим областям BJT. Как вы можете видеть на рисунке 4, есть три рабочие области BJT: область отсечки, область насыщения и активная область. Область разбивки не включена, так как для BJT не рекомендуется работать в этой области.
Рис. 4. Рабочие регионы BJT. I C по сравнению с V CE кривая для различных значений I Б .Область отсечки
Итак, давайте начнем с области отсечки, так как ее легче всего понять. Непроводящее состояние BJT попадает в область отсечки.
Как снова показано на фиг.4, биполярный транзистор работает в области отсечки, когда I B равен нулю. При этом не должно быть тока, который будет протекать через коллектор. Однако в действительности будет очень небольшой ток утечки коллектора, который будет протекать из-за термически произведенных носителей. Но так как этот ток утечки коллектора очень мал, им можно пренебречь и V CE будет считаться приблизительно равным V CC , как показано на рисунке 5.
Область насыщения
Биполярный транзистор работает в области насыщения, когда ток его коллектора не зависит от тока базы и достигает максимума. Условием для этого является то, что и переход база-эмиттер, и переход база-коллектор должны быть смещены в прямом направлении. Например, на рисунке 6 у нас есть схема BJT, которая похожа на схему, которую мы недавно анализировали, хотя их отличие состоит в том, что внешние напряжения смещения здесь переменные.
Предположим, что схема сконфигурирована в этом состоянии, V BB сместит переход база-эмиттер в прямом направлении и создаст определенное значение I B , в то время как V CC равно нулю. В этом случае V BE будет примерно равно 0,7 В, а напряжение на эмиттере и коллекторе равно 0 В. Поскольку мы недавно анализировали базовую схему BJT, помните, мы упоминали, что если коллектор находится под более низким напряжением, чем база, то переход коллектор-база будет смещен в прямом направлении. Поскольку здесь базовое напряжение, составляющее примерно 0,7 В, выше, чем напряжение коллектора, равное 0 В, переход база-коллектор смещен в прямом направлении.
Рисунок 7. Базовая схема BJT с переменным V BB и фиксированным V CC . Теперь на рисунке 7 мы устанавливаем V CC на ненулевое значение, затем увеличиваем базовый ток, увеличивая V BB .
В этом случае I C увеличивается, а V CE уменьшается, поскольку падение напряжения на R C также увеличивается. По мере дальнейшего увеличения I B , I C также увеличивается до тех пор, пока V CE не достигнет напряжения насыщения (V CE(sat) ). На этот раз BJT достигает насыщения, и I C больше не может увеличиваться независимо от увеличения I B .
Активная область
Рис. 8. Линия нагрузки постоянного тока. Используя линию нагрузки, мы можем видеть, что точка отсечки находится в нижней части линии нагрузки, где I C равно нулю, а V CE равно V CC , а в верхней части линии нагрузки точка насыщения, где I C равна I C(sat) и V CE равно V CE(sat) . Между отсечкой и насыщением вдоль линии нагрузки находится активная область BJT, также известная как линейная область. Для работы биполярного транзистора в активной области условием является то, что переход база-эмиттер должен быть смещен в прямом направлении, а переход база-коллектор смещен в обратном направлении.
В этой области I C практически остается постоянным при заданном значении I B . Но по мере увеличения V CE I C немного увеличивается, поскольку область истощения база-коллектор расширяется. Когда BJT работает в активной области, в идеале его выходной сигнал представляет собой линейное воспроизведение входного сигнала.
Применение/Сводка
Знание различных рабочих областей BJT поможет вам использовать его в различных приложениях. Например, концепцию областей отсечки и насыщения можно использовать для работы биполярного транзистора в качестве переключателя. Когда BJT работает в области отсечки, его можно использовать как открытый переключатель, а если он работает в области насыщения, BJT можно использовать как замкнутый переключатель. BJT также можно использовать в качестве усилителя, если правильно сместить его для работы в активной или линейной области. Я надеюсь, что вы нашли это руководство интересным или полезным.
