bipolārs tranzistors

Sveicieni dārgie draugi! Šodien mēs runāsim par bipolāriem tranzistoriem un informācija būs noderīga galvenokārt iesācējiem. Tātad, ja interesē, kas ir tranzistors, tā darbības princips un vispār ar ko to ēd, tad paņemam ērtu krēslu un nākam tuvāk.

Turpināsim, un mums šeit ir saturs, būs ērtāk orientēties rakstā ????

Tranzistoru veidi

Tranzistori galvenokārt ir divu veidu: bipolāri tranzistori un lauka efekta tranzistori. Protams, vienā rakstā varēja aplūkot visus tranzistoru veidus, bet es nevēlos vārīt putru galvā. Tāpēc šajā rakstā mēs apskatīsim tikai bipolārus tranzistorus, un par lauka efekta tranzistoriem es runāšu vienā no nākamajiem rakstiem. Nejauksim visu vienā kaudzē, bet pievērsīsim uzmanību katram, individuāli.

bipolārais tranzistors

Bipolārais tranzistors ir cauruļu triožu pēctecis, tās, kas bija 20. gadsimta televizoros. Triodes aizgāja aizmirstībā un padevās funkcionālākiem brāļiem - tranzistoriem vai drīzāk bipolāriem tranzistoriem.

Triodes, ar retiem izņēmumiem, tiek izmantotas mūzikas mīļotāju aprīkojumā.

Bipolāri tranzistori var izskatīties šādi.

Kā redzat, bipolārajiem tranzistoriem ir trīs spailes, un tie var izskatīties pilnīgi atšķirīgi pēc konstrukcijas. Bet elektriskajās ķēdēs tie izskatās vienkārši un vienmēr vienādi. Un viss šis grafiskais krāšņums izskatās apmēram šādi.

Šo tranzistoru attēlu sauc arī par UGO (nosacījuma grafiskais apzīmējums).

Turklāt bipolāriem tranzistoriem var būt dažāda veida vadītspēja. Ir NPN tipa un PNP tipa tranzistori.

Atšķirība starp n-p-n tranzistoru un p-n-p tranzistoru ir tikai tāda, ka tas ir elektriskā lādiņa (elektronu vai "caurumu") "nesējs". Tie. p-n-p tranzistoram elektroni pārvietojas no emitētāja uz kolektoru, un tos kontrolē bāze. Npn tranzistoram elektroni iet no kolektora uz emitētāju, un tos kontrolē bāze. Rezultātā mēs nonākam pie secinājuma, ka, lai ķēdē aizstātu viena veida vadītspējas tranzistoru ar citu, pietiek ar pielietotā sprieguma polaritātes maiņu. Vai arī stulbi mainiet barošanas avota polaritāti.

Bipolārajiem tranzistoriem ir trīs spailes: kolektors, emitētājs un bāze. Domāju, ka UGO būs grūti apjukt, bet īstā tranzistorā var viegli apjukt.

Parasti kur kuru izvadi nosaka no direktorija, bet var vienkārši. Tranzistora izejas zvana kā divas diodes, kas savienotas kopējā punktā (tranzistora bāzes reģionā).

Kreisajā pusē ir bilde p-n-p tipa tranzistoram, zvanot rodas sajūta (caur multimetra rādījumiem), ka tev priekšā ir divas diodes, kuras vienā punktā ir savienotas ar saviem katodiem. N-p-n tipa tranzistoram diodes bāzes punktā ir savienotas ar to anodiem. Es domāju, ka pēc eksperimentēšanas ar multimetru tas būs skaidrāks.

Bipolārā tranzistora darbības princips

Un tagad mēs mēģināsim izdomāt, kā darbojas tranzistors. Es neiedziļināšos tranzistoru iekšējās struktūras detaļās, jo šī informācija tikai mulsina. Labāk paskatieties uz šo attēlu.

Šis attēls vislabāk izskaidro, kā darbojas tranzistors. Šajā attēlā cilvēks kontrolē kolektora strāvu caur reostatu. Viņš skatās uz bāzes strāvu, ja bāzes strāva palielinās, tad cilvēks palielina arī kolektora strāvu, ņemot vērā h21E tranzistora pastiprinājumu. Ja bāzes strāva pazeminās, tad samazināsies arī kolektora strāva - cilvēks to koriģēs ar reostatu.

Šai analoģijai nav nekāda sakara ar to, kā tranzistors faktiski darbojas, taču tā ļauj vieglāk saprast, kā tas darbojas.

Attiecībā uz tranzistoriem var atzīmēt noteikumus, kas ir paredzēti, lai atvieglotu izpratni. (Šie noteikumi ir ņemti no grāmatas).

1. Kolektoram ir pozitīvāks potenciāls nekā emitētājam.
2. Kā jau teicu, bāzes kolektora un bāzes emitētāja shēmas darbojas kā diodes.
3. Katram tranzistoram ir raksturīgi ierobežojumi, piemēram, kolektora strāva, bāzes strāva un kolektora-emitera spriegums.
4. Gadījumā, ja tiek ievēroti noteikumi 1-3, kolektora strāva Ik ir tieši proporcionāla bāzes strāvai Ib. Šo attiecību var uzrakstīt kā formulu.

No šīs formulas var izteikt tranzistora galveno īpašību - neliela bāzes strāva vada lielu kolektora strāvu.

Pašreizējais ieguvums.

To dēvē arī par

Iepriekš minētā rezultātā tranzistors var darboties četros režīmos:

1. Tranzistora izslēgšanas režīms- šajā režīmā bāzes-emitera pāreja ir aizvērta, tas var notikt, ja bāzes-emitera spriegums ir nepietiekams. Tā rezultātā nav bāzes strāvas un līdz ar to arī kolektora strāvas.
2. Tranzistora aktīvais režīms ir parastais tranzistora darbības režīms. Šajā režīmā bāzes-emitera spriegums ir pietiekams, lai atvērtu bāzes-emitera savienojumu. Bāzes strāva ir pietiekama un ir pieejama arī kolektora strāva. Kolektora strāva ir vienāda ar bāzes strāvu, kas reizināta ar pastiprinājumu.
3. Tranzistora piesātinājuma režīms - tranzistors pārslēdzas uz šo režīmu, kad bāzes strāva kļūst tik liela, ka strāvas avota jauda vienkārši nav pietiekama, lai vēl vairāk palielinātu kolektora strāvu. Šajā režīmā kolektora strāva nevar palielināties pēc bāzes strāvas palielināšanās.
4. Tranzistora apgrieztais režīms- Šis režīms tiek izmantots reti. Šajā režīmā tranzistora kolektors un emitētājs ir apgriezti. Šādu manipulāciju rezultātā tranzistora pastiprinājums ļoti cieš. Sākotnēji tranzistors nebija paredzēts darbam šādā īpašā režīmā.

Lai saprastu, kā darbojas tranzistors, jums ir jāaplūko konkrēti ķēžu piemēri, tāpēc apskatīsim dažus no tiem.

Tranzistors atslēgas režīmā

Slēdža režīma tranzistors ir viena no kopējā emitētāja tranzistoru shēmām. Tranzistora ķēde atslēgas režīmā tiek izmantota ļoti bieži. Šī tranzistora ķēde tiek izmantota, piemēram, ja jums ir nepieciešams kontrolēt spēcīgu slodzi, izmantojot mikrokontrolleri. Kontroliera kāja nespēj vilkt spēcīgu slodzi, bet tranzistors var. Izrādās, ka kontrolieris kontrolē tranzistoru, un tranzistors kontrolē jaudīgo slodzi. Nu, vispirms vispirms.

Šī režīma galvenā būtība ir tāda, ka bāzes strāva kontrolē kolektora strāvu. Turklāt kolektora strāva ir daudz lielāka par bāzes strāvu. Šeit ar neapbruņotu aci var redzēt, ka notiek signāla pašreizējā pastiprināšana. Šī pastiprināšana tiek veikta uz barošanas avota enerģijas rēķina.

Attēlā parādīta tranzistora darbības shēma atslēgas režīmā.

Tranzistoru shēmām spriegumi nespēlē lielu lomu, svarīgas ir tikai strāvas. Tāpēc, ja kolektora strāvas attiecība pret bāzes strāvu ir mazāka par tranzistora pastiprinājumu, tad viss ir kārtībā.

Šajā gadījumā, pat ja mums ir 5 voltu spriegums pie pamatnes un 500 volti kolektora ķēdē, nekas slikts nenotiks, tranzistors apzinīgi pārslēgs augstsprieguma slodzi.

Galvenais ir tas, ka šie spriegumi nepārsniedz konkrēta tranzistora robežvērtības (noteiktas tranzistora raksturlielumos).

Cik zināms, pašreizējā vērtība ir slodzes raksturlielums.

Mēs nezinām spuldzes pretestību, bet mēs zinām, ka spuldzes darba strāva ir 100 mA. Lai tranzistors atvērtos un nodrošinātu šādas strāvas plūsmu, ir jāizvēlas atbilstoša bāzes strāva. Mēs varam regulēt bāzes strāvu, mainot bāzes rezistora vērtību.

Tā kā tranzistora pastiprinājuma minimālā vērtība ir 10, lai atvērtu tranzistoru, bāzes strāvai jākļūst par 10 mA.

Mums vajadzīgā strāva ir zināma. Spriegums pāri bāzes rezistoram būs Šī rezistora sprieguma vērtība izrādījās tāpēc, ka bāzes-emitera krustojumā nokrīt 0.6V-0.7V un to nedrīkst aizmirst ņemt vērā.

Tā rezultātā mēs varam diezgan atrast rezistora pretestību

Atliek izvēlēties noteiktu vērtību no vairākiem rezistoriem, un tas ir darīts.

Tagad jūs droši vien domājat, ka tranzistora slēdzis darbosies tā, kā vajadzētu? Ka pie +5 V pieslēdzot bāzes rezistoru iedegas gaisma, izslēdzot gaisma nodziest? Atbilde var būt jā vai arī nē.

Lieta tāda, ka šeit ir neliela nianse.

Spuldze izdzisīs, kad rezistora potenciāls būs vienāds ar zemes potenciālu. Ja rezistors ir vienkārši atvienots no sprieguma avota, tad šeit viss nav tik vienkārši. Spriegums pāri bāzes rezistoram brīnumainā kārtā var rasties noņēmēju vai kāda cita citas pasaules ļaunuma rezultātā????

Lai izvairītos no šī efekta, rīkojieties šādi. Vēl viens rezistors Rbe ir savienots starp bāzi un emitētāju. Šis rezistors ir izvēlēts ar vērtību, kas ir vismaz 10 reizes lielāka par bāzes rezistoru Rb (mūsu gadījumā mēs paņēmām 4,3 kOhm rezistoru).

Kad bāze ir pievienota jebkuram spriegumam, tranzistors darbojas kā nākas, rezistors Rbe tam netraucē. Šis rezistors patērē tikai nelielu daļu no bāzes strāvas.

Gadījumā, ja pamatnei netiek pielikts spriegums, bāze tiek uzvilkta līdz zemes potenciālam, kas mūs pasargā no visa veida traucējumiem.

Šeit principā mēs izdomājām tranzistora darbību atslēgas režīmā, un, kā redzējāt, atslēgas darbības režīms ir sava veida signāla pastiprināšana ar spriegumu. Galu galā, izmantojot nelielu 5 V spriegumu, mēs kontrolējām 12 V spriegumu.

izstarotāja sekotājs

Izstarotāja sekotājs ir īpašs kopējā kolektora tranzistoru ķēžu gadījums.

Kopēja kolektora ķēdes atšķirīgā iezīme no kopējās emitētāja ķēdes (tranzistora slēdža variants) ir tāda, ka šī ķēde nepastiprina sprieguma signālu. Kas iegāja caur bāzi, iznāca caur emitētāju, ar tādu pašu spriegumu.

Patiešām, pieņemsim, ka pamatnei pievienojām 10 voltus, kamēr mēs zinām, ka bāzes un emitētāja krustojumā ir aptuveni 0,6–0,7 V. Izrādās, ka izejai (pie emitētāja, pie slodzes Rn) bāzes spriegums būs mīnus 0,6 V.

Izrādījās 9,4V, vārdu sakot, gandrīz cik daudz nāca iekšā un ārā. Mēs pārliecinājāmies, ka šī ķēde nepalielinās mums signālu sprieguma ziņā.

"Kāda jēga tad ir ieslēgt tranzistoru šādi?" - jūs jautājat. Taču izrādās, ka šai shēmai ir vēl viens ļoti svarīgs īpašums. Kopējā kolektora tranzistora komutācijas ķēde pastiprina strāvas signālu. Jauda ir strāvas un sprieguma reizinājums, bet, tā kā spriegums nemainās, tad jauda palielinās tikai strāvas dēļ! Slodzes strāva ir bāzes strāvas un kolektora strāvas summa. Bet, ja salīdzinām bāzes strāvu un kolektora strāvu, tad bāzes strāva ir ļoti maza salīdzinājumā ar kolektora strāvu. Slodzes strāva ir vienāda ar kolektora strāvu. Un rezultāts ir šī formula.

Tagad es domāju, ka ir skaidrs, kāda ir emitenta sekotāja ķēdes būtība, bet tas vēl nav viss.

Izstarotāja sekotājam ir vēl viena ļoti vērtīga kvalitāte - augsta ieejas pretestība. Tas nozīmē, ka šī tranzistora ķēde gandrīz neuzņem ieejas signāla strāvu un nenoslogo signāla avota ķēdi.

Lai saprastu tranzistora darbības principu, ar šīm divām tranzistora shēmām būs pilnīgi pietiekami. Un, ja jūs joprojām eksperimentējat ar lodāmuru rokās, tad ieskats vienkārši neliks jums gaidīt, jo teorija ir teorija un prakse un personīgā pieredze ir simtiem reižu vērtīgāka!

Kur nopirkt tranzistorus?

Tāpat kā visus citus radio komponentus, tranzistorus var iegādāties jebkurā tuvākajā radio detaļu veikalā. Ja dzīvojat kaut kur nomalē un neesat dzirdējuši par tādiem veikaliem (kā es to darīju iepriekš), tad paliek pēdējā iespēja - pasūtīt tranzistorus interneta veikalā. Es pats bieži pasūtu radio komponentus, izmantojot tiešsaistes veikalus, jo parastā bezsaistes veikalā kaut kā vienkārši var nebūt.

Tomēr, ja jūs montējat ierīci tīri sev, varat neņemt tvaika pirti, bet iegūt to no vecās un, tā teikt, iedvest jaunu elpu vecajā radio komponentā.

Nu draugi, tas man viss. Viss, ko es plānoju jums šodien pastāstīt. Ja jums ir kādi jautājumi, uzdodiet tos komentāros, ja jautājumu nav, tad jebkurā gadījumā rakstiet komentārus, man vienmēr ir svarīgs jūsu viedoklis. Starp citu, neaizmirstiet, ka ikviens, kurš pirmo reizi atstāj komentāru, saņems dāvanu.

Tāpat noteikti abonējiet jaunus rakstus, jo turpmāk jūs gaida daudz interesantu un noderīgu lietu.

Novēlu veiksmi, panākumus un saulainu noskaņojumu!

N/A Vladimirs Vasiļjevs

P.S. Draugi, noteikti abonējiet atjauninājumus! Abonējot jūs saņemsiet jaunu saturu tieši savā iesūtnē! Un, starp citu, katrs abonents saņems noderīgu dāvanu!