bipolarni tranzistor

Lep pozdrav dragi prijatelji! Danes bomo govorili o bipolarnih tranzistorjih in informacije bodo koristne predvsem za začetnike. Torej, če vas zanima, kaj je tranzistor, njegovo načelo delovanja in na splošno, s čim ga jemo, potem vzamemo udoben stol in se približamo.

Nadaljujmo in tukaj imamo vsebino, bolj priročno bo krmariti po članku ????

Vrste tranzistorjev

Tranzistorji so večinoma dveh vrst: bipolarni tranzistorji in tranzistorji z učinkom polja. Seveda je bilo mogoče v enem članku upoštevati vse vrste tranzistorjev, vendar ne želim kuhati kaše v vaši glavi. Zato bomo v tem članku obravnavali izključno bipolarne tranzistorje, o tranzistorjih z učinkom polja pa bom govoril v enem od naslednjih člankov. Ne bomo posegali po vsem na enem kupu, ampak se bomo posvetili vsakemu posebej.

bipolarni tranzistor

Bipolarni tranzistor je potomec cevnih triod, tistih, ki so bile v TV sprejemnikih 20. stoletja. Triode so šle v pozabo in se umaknile bolj funkcionalnim bratom - tranzistorjem ali bolje rečeno bipolarnim tranzistorjem.

Triode se z redkimi izjemami uporabljajo v opremi za ljubitelje glasbe.

Bipolarni tranzistorji lahko izgledajo takole.

Kot lahko vidite, imajo bipolarni tranzistorji tri terminale in lahko izgledajo popolnoma drugače. Toda na električnih tokokrogih so videti preprosti in vedno enaki. In ves ta grafični sijaj izgleda nekako takole.

Ta podoba tranzistorjev se imenuje tudi UGO (pogojna grafična oznaka).

Poleg tega imajo lahko bipolarni tranzistorji drugačno vrsto prevodnosti. Obstajajo tranzistorji tipa NPN in tipa PNP.

Razlika med tranzistorjem n-p-n in tranzistorjem p-n-p je le v tem, da je »nosilec« električnega naboja (elektronov ali »lukenj«). Tisti. pri p-n-p tranzistorju se elektroni premikajo od emitorja do kolektorja in jih krmili baza. Pri npn tranzistorju gredo elektroni od zbiralnika do emitorja in jih krmili baza. Posledično pridemo do zaključka, da je za zamenjavo tranzistorja ene vrste prevodnosti z drugo v vezju dovolj, da spremenimo polarnost uporabljene napetosti. Ali neumno spremenite polarnost napajanja.

Bipolarni tranzistorji imajo tri terminale: kolektor, emiter in bazo. Mislim, da se bo UGO težko zmotil, v pravem tranzistorju pa se je enostavno zmotiti.

Običajno je kje kateri izhod določen iz imenika, vendar lahko preprosto. Izhodi tranzistorja zvonijo kot dve diodi, povezani na skupni točki (v območju baze tranzistorja).

Na levi je slika za tranzistor tipa p-n-p, pri izbiranju ustvari občutek (skozi odčitke multimetra), da imate pred seboj dve diodi, ki sta na eni točki povezani s katodama. Pri tranzistorju tipa n-p-n so diode na osnovni točki povezane s svojimi anodami. Mislim, da bo po eksperimentiranju z multimetrom bolj jasno.

Načelo delovanja bipolarnega tranzistorja

In zdaj bomo poskušali ugotoviti, kako deluje tranzistor. Ne bom se spuščal v podrobnosti o notranji strukturi tranzistorjev, saj te informacije samo zmedejo. Raje si oglejte to sliko.

Ta slika najbolje pojasni, kako deluje tranzistor. Na tej sliki oseba nadzoruje kolektorski tok skozi reostat. Gleda bazni tok, če se bazni tok poveča, potem oseba poveča tudi kolektorski tok, ob upoštevanju ojačanja tranzistorja h21E. Če osnovni tok pade, se bo zmanjšal tudi kolektorski tok - oseba ga bo popravila z reostatom.

Ta analogija nima nobene zveze s tem, kako tranzistor dejansko deluje, vendar olajša razumevanje njegovega delovanja.

Za tranzistorje je mogoče upoštevati pravila, ki so namenjena lažjemu razumevanju. (Ta pravila so povzeta iz knjige).

1. Kolektor ima bolj pozitiven potencial kot emitor.
2. Kot sem rekel, vezja baza-kolektor in baza-emiter delujeta kot diode.
3. Za vsak tranzistor so značilne omejitve, kot so kolektorski tok, bazni tok in napetost kolektor-emiter.
4. V primeru, da se upoštevajo pravila 1-3, je kolektorski tok Ik neposredno sorazmeren z baznim tokom Ib. To razmerje lahko zapišemo kot formulo.

Iz te formule lahko izrazite glavno lastnost tranzistorja - majhen osnovni tok poganja velik kolektorski tok.

Trenutni dobiček.

Imenuje se tudi kot

Posledično lahko tranzistor deluje v štirih načinih:

1. Način izklopa tranzistorja- v tem načinu je spoj baza-emiter zaprt, to se lahko zgodi, ko je napetost baza-emiter nezadostna. Posledično ni baznega toka in zato tudi kolektorskega toka.
2. Aktivni način tranzistorja je običajni način delovanja tranzistorja. V tem načinu je napetost baza-emiter zadostna za odpiranje spoja baza-emiter. Osnovni tok zadostuje, na voljo pa je tudi kolektorski tok. Kolektorski tok je enak osnovnemu toku, pomnoženemu z ojačanjem.
3. Način nasičenosti tranzistorja - tranzistor preklopi v ta način, ko postane osnovni tok tako velik, da moč vira energije preprosto ni dovolj za nadaljnje povečanje kolektorskega toka. V tem načinu se kolektorski tok ne more povečati po povečanju osnovnega toka.
4. Invertni način tranzistorja- Ta način se redko uporablja. V tem načinu sta kolektor in emiter tranzistorja obrnjena. Zaradi takšnih manipulacij močno trpi dobiček tranzistorja. Tranzistor prvotno ni bil zasnovan za delovanje v tako posebnem načinu.

Da bi razumeli, kako deluje tranzistor, si morate ogledati konkretne primere vezij, zato si oglejmo nekatere izmed njih.

Tranzistor v ključnem načinu

Preklopni tranzistor je eno od tranzistorskih vezij s skupnim oddajnikom. Tranzistorsko vezje v načinu ključa se uporablja zelo pogosto. To tranzistorsko vezje se uporablja na primer, ko morate nadzorovati močno obremenitev prek mikrokrmilnika. Noga krmilnika ni sposobna vleči močne obremenitve, lahko pa tranzistor. Izkazalo se je, da krmilnik nadzoruje tranzistor, tranzistor pa nadzoruje močno obremenitev. No, najprej najprej.

Glavno bistvo tega načina je, da bazni tok nadzira kolektorski tok. Poleg tega je kolektorski tok veliko večji od osnovnega toka. Tukaj lahko s prostim očesom vidite, da pride do trenutnega ojačanja signala. To ojačanje se izvede na račun energije napajalnika.

Slika prikazuje diagram delovanja tranzistorja v ključnem načinu.

Za tranzistorska vezja napetosti ne igrajo velike vloge, pomembni so le tokovi. Torej, če je razmerje med kolektorskim in baznim tokom manjše od ojačanja tranzistorja, potem je vse v redu.

V tem primeru, tudi če imamo napetost 5 voltov na bazo in 500 voltov v kolektorskem vezju, se ne bo zgodilo nič slabega, tranzistor bo vestno preklopil visokonapetostno obremenitev.

Glavna stvar je, da te napetosti ne presegajo mejnih vrednosti za določen tranzistor (nastavljene v značilnostih tranzistorja).

Kolikor vemo, je trenutna vrednost značilnost obremenitve.

Ne poznamo upora žarnice, vemo pa, da je delovni tok žarnice 100 mA. Da se tranzistor odpre in zagotovi pretok takšnega toka, morate izbrati ustrezen osnovni tok. Bazni tok lahko prilagodimo s spreminjanjem vrednosti baznega upora.

Ker je minimalna vrednost ojačanja tranzistorja 10, mora osnovni tok postati 10 mA, da se tranzistor odpre.

Tok, ki ga potrebujemo, je znan. Napetost na baznem uporu bo Ta vrednost napetosti na uporu se je izkazala zaradi dejstva, da 0,6 V-0,7 V pade na stičišču baza-emiter in tega ne smemo pozabiti upoštevati.

Posledično lahko ugotovimo upor upora

Še vedno je treba izbrati določeno vrednost iz številnih uporov in to je opravljeno.

Zdaj verjetno mislite, da bo tranzistorsko stikalo delovalo kot mora? Da ko je bazni upor priključen na +5 V lučka sveti, ko je ugasnjen pa ugasne? Odgovor je lahko da ali pa tudi ne.

Stvar je v tem, da je tu majhen odtenek.

Žarnica bo ugasnila, ko bo potencial upora enak potencialu ozemljitve. Če je upor preprosto odklopljen od vira napetosti, potem tukaj ni vse tako preprosto. Napetost na osnovnem uporu lahko čudežno nastane kot posledica dviganja ali kakšnega drugega nezemeljskega zla????

Da bi se izognili temu učinku, naredite naslednje. Drugi upor Rbe je priključen med bazo in emiterjem. Ta upor je izbran z vrednostjo, ki je vsaj 10-krat večja od osnovnega upora Rb (v našem primeru smo vzeli upor 4,3 kOhm).

Ko je baza priključena na katero koli napetost, tranzistor deluje kot mora, upor Rbe ga ne moti. Ta upor porabi le majhen del osnovnega toka.

V primeru, da na podnožje ni napetosti, se podnožje potegne na potencial ozemljitve, kar nas reši vseh vrst motenj.

Tukaj smo načeloma ugotovili delovanje tranzistorja v ključnem načinu, in kot ste lahko videli, je ključni način delovanja neke vrste ojačanje signala z napetostjo. Navsezadnje smo s pomočjo majhne napetosti 5V nadzorovali napetost 12 V.

sledilnik oddajnika

Emiterski sledilnik je poseben primer tranzistorskih vezij s skupnim kolektorjem.

Značilnost vezja skupnega kolektorja od vezja skupnega oddajnika (različica tranzistorskega stikala) je, da to vezje ne ojača napetostnega signala. Kar je šlo noter skozi bazo, je prišlo ven skozi emiter, z isto napetostjo.

Res, recimo, da smo na bazo pripeljali 10 voltov, medtem ko vemo, da je na stičišču baza-emiter vstavljeno nekje 0,6-0,7V. Izkazalo se je, da bo imel izhod (pri oddajniku, pri obremenitvi Rn) osnovno napetost minus 0,6 V.

Izkazalo se je 9,4 V, z eno besedo, skoraj toliko, koliko je vstopilo in izstopilo. Prepričali smo se, da nam to vezje ne bo povečalo signala v smislu napetosti.

"Kakšen smisel ima potem vklop tranzistorja?" - vprašate. Izkazalo pa se je, da ima ta shema še eno zelo pomembno lastnost. Preklopno vezje tranzistorja s skupnim kolektorjem ojača močnostni signal. Moč je produkt toka in napetosti, a ker se napetost ne spremeni, potem moč se poveča samo zaradi toka! Obremenitveni tok je vsota baznega toka in kolektorskega toka. Če pa primerjamo bazni in kolektorski tok, potem je bazni tok v primerjavi s kolektorskim zelo majhen. Obremenitveni tok je enak kolektorskemu toku. In rezultat je ta formula.

Zdaj mislim, da je jasno, kaj je bistvo sledilnega vezja emiterja, vendar to še ni vse.

Emiterski sledilnik ima še eno zelo dragoceno lastnost - visoko vhodno impedanco. To pomeni, da to vezje tranzistorja ne črpa skoraj nobenega toka vhodnega signala in ne obremenjuje vezja izvora signala.

Za razumevanje načela delovanja tranzistorja bosta ti dve tranzistorski vezji povsem dovolj. In če še vedno eksperimentirate s spajkalnikom v rokah, vas vpogled preprosto ne bo pustil čakati, saj je teorija teorija, praksa in osebne izkušnje pa so stokrat bolj dragocene!

Kje kupiti tranzistorje?

Tako kot vse druge radijske komponente lahko tranzistorje kupite v kateri koli najbližji trgovini z radijskimi deli. Če živite nekje na obrobju in še niste slišali za takšne trgovine (kot sem prej), potem ostane zadnja možnost - naročite tranzistorje v spletni trgovini. Sam pogosto naročam radijske komponente prek spletnih trgovin, ker v navadni trgovini brez povezave morda nečesa preprosto ni.

Če pa napravo sestavljate izključno zase, potem ne morete narediti parne kopeli, ampak jo vzeti iz stare in tako rekoč vdihniti novo življenje stari radijski komponenti.

No, prijatelji, to je vse zame. Vse, kar sem vam nameraval povedati danes. Če imate kakršna koli vprašanja, jih postavite v komentarjih, če ni vprašanj, potem vseeno napišite komentarje, vaše mnenje mi je vedno pomembno. Mimogrede, ne pozabite, da bo vsak, ki bo prvič pustil komentar, prejel darilo.

Prav tako se obvezno naročite na nove članke, saj vas čaka še veliko zanimivega in koristnega.

Želim vam veliko sreče, uspeha in sončnega razpoloženja!

N/A Vladimir Vasiljev

P.S. Prijatelji, obvezno se naročite na posodobitve! Če se naročite, boste prejemali nove vsebine direktno v vaš e-poštni predal! In mimogrede, vsak naročnik bo prejel koristno darilo!