Apakah transistor bipolar dan apakah litar pensuisan yang wujud

Penggunaan peranti semikonduktor (SS) meluas dalam elektronik radio. Disebabkan ini, dimensi pelbagai peranti telah berkurangan. Transistor bipolar telah menerima aplikasi yang luas, disebabkan oleh beberapa ciri fungsinya lebih luas daripada transistor kesan medan mudah. Untuk memahami mengapa ia diperlukan dan dalam keadaan apa ia digunakan, adalah perlu untuk mempertimbangkan prinsip operasi, kaedah sambungan dan klasifikasinya.

Peranti dan prinsip operasi

Transistor ialah semikonduktor elektronik yang terdiri daripada 3 elektrod, salah satunya adalah satu kawalan. Transistor jenis bipolar berbeza daripada yang kutub dengan kehadiran 2 jenis pembawa cas (negatif dan positif).

Caj negatif ialah elektron yang dilepaskan daripada kulit luar kekisi kristal. Jenis cas positif, atau lubang, terbentuk sebagai ganti elektron yang dilepaskan.

Peranti transistor bipolar (BT) agak mudah, walaupun serba boleh. Ia terdiri daripada 3 lapisan jenis konduktif: pemancar (E), asas (B) dan pengumpul (K).

Pemancar (dari bahasa Latin "untuk melepaskan") ialah sejenis persimpangan semikonduktor yang fungsi utamanya adalah untuk menyuntik cas ke dalam pangkalan. Pengumpul (dari bahasa Latin "pengumpul") digunakan untuk menerima caj pemancar. Tapak adalah elektrod kawalan.

Lapisan pemancar dan pengumpul adalah hampir sama, tetapi berbeza dalam tahap penambahan kekotoran untuk memperbaiki ciri-ciri PCB. Penambahan kekotoran dipanggil doping. Untuk lapisan pengumpul (CL), doping dinyatakan dengan lemah untuk meningkatkan voltan pengumpul (Uk). Lapisan semikonduktor pemancar banyak didop untuk meningkatkan pecahan terbalik yang dibenarkan U dan memperbaiki suntikan pembawa ke dalam lapisan asas (pekali pemindahan semasa meningkat - Kt). Lapisan asas didopkan sedikit untuk memberikan lebih banyak rintangan (R).

Peralihan antara asas dan pemancar adalah lebih kecil di kawasan daripada K-B. Oleh kerana perbezaan kawasan, peningkatan Kt berlaku. Semasa operasi PCB, peralihan K-B dihidupkan dengan pincang songsang untuk melepaskan pecahan utama jumlah haba Q, yang terlesap dan memberikan penyejukan kristal yang lebih baik.

Kelajuan BT bergantung kepada ketebalan lapisan asas (BS). Pergantungan ini ialah nilai yang berbeza dalam perkadaran songsang. Dengan kurang ketebalan - lebih laju. Pergantungan ini berkaitan dengan masa penerbangan pembawa caj.Walau bagaimanapun, pada masa yang sama, Uk berkurangan.

Arus kuat mengalir antara pemancar dan K, dipanggil arus K (Ik). Arus kecil mengalir antara E dan B - arus B (Ib), yang digunakan untuk kawalan. Apabila Ib berubah, Ik berubah.

Transistor mempunyai dua simpang p-n: E-B dan K-B. Apabila mod aktif, E-B disambungkan dengan pincang jenis ke hadapan, dan CB disambungkan dengan pincang songsang. Oleh kerana peralihan E-B berada dalam keadaan terbuka, cas negatif (elektron) mengalir ke dalam B. Selepas itu, ia sebahagiannya bergabung semula dengan lubang. Walau bagaimanapun, kebanyakan elektron mencapai K-B kerana legitimasi dan ketebalan B yang rendah.

Dalam BS, elektron adalah pembawa cas kecil, dan medan elektromagnet membantu mereka mengatasi peralihan K-B. Dengan peningkatan dalam Ib, bukaan E-B akan mengembang dan lebih banyak elektron akan berjalan di antara E dan K. Dalam kes ini, penguatan ketara isyarat amplitud rendah akan berlaku, kerana Ik lebih besar daripada Ib.

Untuk lebih mudah memahami maksud fizikal operasi transistor jenis bipolar, adalah perlu untuk mengaitkannya dengan contoh yang baik. Ia mesti diandaikan bahawa pam untuk mengepam air adalah sumber kuasa, paip air adalah transistor, air ialah Ik, tahap putaran pemegang paip ialah Ib. Untuk meningkatkan tekanan, anda perlu memusingkan sedikit paip - untuk melakukan tindakan kawalan. Berdasarkan contoh, kita boleh membuat kesimpulan satu prinsip mudah operasi perisian.

Walau bagaimanapun, dengan peningkatan ketara dalam U pada peralihan K-B, pengionan impak boleh berlaku, yang mengakibatkan pendaraban cas salji.Apabila digabungkan dengan kesan terowong, proses ini memberikan elektrik, dan dengan peningkatan masa, kerosakan haba, yang melumpuhkan PP. Kadangkala kerosakan haba berlaku tanpa kerosakan elektrik akibat peningkatan arus yang ketara melalui keluaran pengumpul.

Di samping itu, apabila U berubah kepada K-B dan E-B, ketebalan lapisan ini berubah, jika B nipis, maka kesan penutupan berlaku (ia juga dipanggil tusukan B), di mana peralihan K-B dan E-B disambungkan. Akibat fenomena ini, PP tidak lagi menjalankan fungsinya.

Mod pengendalian

Transistor jenis bipolar boleh beroperasi dalam 4 mod:

1. Aktif.
2. Potongan (RO).
3. Ketepuan (PH).
4. Penghalang (RB).

Mod aktif BT ialah normal (NAR) dan songsang (IAR).

Mod aktif biasa

Dalam mod ini, U mengalir di persimpangan E-B, yang terus dan dipanggil voltan E-B (Ue-b). Mod ini dianggap optimum dan digunakan dalam kebanyakan skema. Peralihan E menyuntik cas ke kawasan asas, yang bergerak ke arah pengumpul. Yang terakhir mempercepatkan caj, mewujudkan kesan rangsangan.

Mod aktif songsang

Dalam mod ini, peralihan K-B dibuka. BT berfungsi dalam arah yang bertentangan, iaitu, pembawa cas lubang disuntik dari K, melalui B. Ia dikumpul oleh peralihan E. Sifat penguatan PP adalah lemah, dan BT jarang digunakan dalam mod ini.

Mod ketepuan

Di PH, kedua-dua peralihan terbuka. Apabila E-B dan K-B disambungkan kepada sumber luaran ke arah hadapan, BT akan berfungsi dalam kenderaan pelancaran. Medan elektromagnet resapan persimpangan E dan K dilemahkan oleh medan elektrik, yang dicipta oleh sumber luaran.Akibat daripada ini, akan terdapat penurunan dalam keupayaan penghalang dan pengehadan keupayaan meresap pembawa caj utama. Suntikan lubang dari E dan K ke B akan bermula. Mod ini digunakan terutamanya dalam teknologi analog, tetapi dalam beberapa kes mungkin terdapat pengecualian.

Mod pemotongan

Dalam mod ini, BT ditutup sepenuhnya dan tidak dapat mengalirkan arus. Walau bagaimanapun, dalam BT terdapat aliran pembawa caj kecil yang tidak ketara, yang menghasilkan arus haba dengan nilai kecil. Mod ini digunakan dalam pelbagai jenis perlindungan terhadap beban lampau dan litar pintas.

rejim penghalang

Tapak BT disambungkan melalui perintang ke K. Perintang disertakan dalam litar K atau E, yang menetapkan nilai semasa (I) melalui BT. BR sering digunakan dalam litar, kerana ia membolehkan BT beroperasi pada sebarang frekuensi dan pada julat suhu yang lebih besar.

Menukar skim

Untuk penggunaan dan sambungan BT yang betul, anda perlu mengetahui klasifikasi dan jenisnya. Klasifikasi transistor bipolar:

1. Bahan pengeluaran: germanium, silikon dan arsenidogalium.
2. Ciri pembuatan.
3. Kuasa terlerai: kuasa rendah (sehingga 0.25 W), sederhana (0.25-1.6 W), berkuasa (melebihi 1.6 W).
4. Mengehadkan kekerapan: frekuensi rendah (sehingga 2.7 MHz), frekuensi pertengahan (2.7-32 MHz), frekuensi tinggi (32-310 MHz), gelombang mikro (lebih daripada 310 MHz).
5. Tujuan berfungsi.

Tujuan fungsian BT dibahagikan kepada jenis berikut:

1. Menguatkan yang frekuensi rendah dengan angka hingar ternormal dan tidak normal (NiNNKSh).
2. Menguatkan frekuensi tinggi dengan NiNNKSh.
3. Menguatkan gelombang mikro dengan NiNNKSh.
4. Menguatkan voltan tinggi yang berkuasa.
5. Penjana dengan frekuensi tinggi dan ultratinggi.
6. Peranti pensuisan voltan tinggi berkuasa rendah dan berkuasa tinggi.
7. Denyutan kuat untuk nilai U yang tinggi.

Di samping itu, terdapat jenis transistor bipolar seperti:

1. P-n-p.
2. N-p-n.

Terdapat 3 litar untuk menghidupkan transistor bipolar, setiap satunya mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri:

1. Jeneral B.
2. Jeneral E.
3. Jeneral K.

Menghidupkan dengan pangkalan biasa (OB)

Litar digunakan pada frekuensi tinggi, membolehkan penggunaan optimum tindak balas frekuensi. Apabila menyambungkan satu BT mengikut skema dengan OE, dan kemudian dengan OB, kekerapan operasinya akan meningkat. Skim sambungan ini digunakan dalam penguat jenis antena. Tahap hingar pada frekuensi tinggi dikurangkan.

Kelebihan:

1. Suhu optimum dan julat frekuensi yang luas (f).
2. Uk yang bernilai tinggi.

Kelemahan:

1. Rendah saya untung.
2. Input rendah R.

Penukaran Pemancar Sepunya (CE)

Apabila disambungkan mengikut skema ini, penguatan berlaku dalam U dan I. Litar boleh dikuasakan dari satu sumber. Selalunya digunakan dalam penguat kuasa (P).

Kelebihan:

1. Keuntungan tinggi untuk I, U, P.
2. Satu bekalan kuasa.
3. Pembolehubah keluaran U disongsangkan berbanding dengan input.

Ia mempunyai kelemahan yang ketara: ciri kestabilan suhu dan frekuensi terendah adalah lebih teruk daripada apabila disambungkan dengan OB.

Menghidupkan dengan pengumpul biasa (OK)

Input U dipindahkan sepenuhnya kembali ke input, dan Ki adalah serupa apabila disambungkan dengan OE, tetapi ia rendah dalam U.

Pensuisan jenis ini digunakan untuk memadankan lata yang dibuat pada transistor, atau dengan sumber isyarat input yang mempunyai keluaran tinggi R (mikrofon atau pikap jenis pemeluwap). Kelebihannya termasuk yang berikut: nilai input yang besar dan output kecil R.Kelemahannya ialah keuntungan U yang rendah.

Ciri-ciri utama transistor bipolar

Ciri-ciri utama BT:

1. saya untung.
2. Input dan output R.
3. Songsang Ik-e.
4. Masa hidupkan.
5. Kekerapan penghantaran Ib.
6. Songsang Ik.
7. Nilai I maksimum.

Aplikasi

Penggunaan transistor bipolar meluas dalam semua bidang aktiviti manusia. Aplikasi utama peranti telah diterima dalam peranti untuk amplifikasi, penjanaan isyarat elektrik, dan juga berfungsi sebagai elemen beralih. Ia digunakan dalam pelbagai penguat kuasa, dalam bekalan kuasa biasa dan pensuisan dengan keupayaan untuk melaraskan nilai U dan I, dalam teknologi komputer.

Selain itu, ia sering digunakan untuk membina pelbagai perlindungan pengguna terhadap beban lampau, lonjakan U dan litar pintas. Ia digunakan secara meluas dalam industri perlombongan dan metalurgi.

Artikel yang serupa: