Bipolinių tranzistorių charakteristikos

Ankstesnės straipsnio dalies pabaigoje buvo padarytas „atradimas“. Tai reiškia, kad maža bazinė srovė kontroliuoja didelę kolektoriaus srovę. Būtent tai ir yra pagrindinė savybė. tranzistorius, jo galimybė sustiprinti elektrinius signalus. Norint tęsti tolesnį pasakojimą, reikia suprasti, koks yra šių srovių skirtumas ir kaip vyksta ši kontrolė.

Norėdami geriau atsiminti tai, apie ką diskutuojama, 1 paveiksle parodytas tranzistorius n-p-n su maitinimo šaltiniais bazėms ir prie jo prijungtoms kolektorių grandinėms. Šis piešinys jau parodytas. ankstesnėje straipsnio dalyje.

Maža pastaba: viskas, kas pasakojama apie n-p-n struktūros tranzistorių, visiškai tinka tranzistoriui p-n-p. Tik tokiu atveju energijos šaltinių poliškumas turėtų būti pakeistas. Ir pačiame aprašyme „elektronai“ turėtų būti pakeisti „skylėmis“, kad ir kur jie atsirastų. Tačiau šiuo metu n-p-n struktūros tranzistoriai yra modernesni, jų paklausa didesnė, todėl pasakojama daugiausia apie juos.

1 pav

Mažos galios tranzistorius. Įtampa ir srovės

Įtampa, taikoma emiterio sankryžai (kaip paprastai vadinama bazinė-emiterio jungtis), yra maža mažos galios tranzistoriams, ne didesnė kaip 0,2 ... 0,7 V, o tai leidžia bazinėje grandinėje sukurti kelių dešimčių mikroamperių srovę. Kviečiama bazinė srovė ir bazinė įtampa tranzistoriaus įvesties charakteristika, kuris pašalinamas esant fiksuotai kolektoriaus įtampai.

Mažos galios tranzistoriaus kolektorių jungčiai taikoma 5 ... 10 V įtampa (tai yra mūsų tyrimams), nors ji gali būti ir didesnė. Esant tokioms įtampoms, kolektoriaus srovė gali būti nuo 0,5 iki kelių dešimčių milimetrų. Na, tik straipsnio rėmuose apsiribosime tokiais kiekiais, nes manoma, kad tranzistorius yra mažos galios.

Transmisijos charakteristikos

Kaip minėta aukščiau, maža bazinė srovė kontroliuoja didelę kolektoriaus srovę, kaip parodyta 2 brėžinyje. Reikėtų pažymėti, kad bazinė srovė grafike yra nurodoma mikroampais, o kolektoriaus srovė - miliamprais.

2 pav

Atidžiai stebėdami kreivės elgseną, galite pamatyti, kad visuose grafiko taškuose kolektoriaus srovės ir bazinės srovės santykis yra vienodas. Norėdami tai padaryti, pakanka atkreipti dėmesį į taškus A ir B, kuriuose kolektoriaus srovės ir bazinės srovės santykis yra tiksliai 50. Tai bus Dabartinis pagreitis, kurį nurodo simbolis h21e - srovės padidėjimas.

h21e = Ik / Ib.

Žinant šį santykį, nėra sunku apskaičiuoti kolektoriaus srovę Ik = Ib * h21e

Tik jokiu būdu neturėtumėte galvoti, kad visų tranzistorių prieaugis yra tiksliai 50, kaip parodyta 2 paveiksle. Tiesą sakant, priklausomai nuo tranzistoriaus tipo, jis svyruoja nuo vienetų iki kelių šimtų ir net tūkstančių!

Jei jums reikia žinoti konkretaus tranzistoriaus, kuris yra ant jūsų stalo, padidėjimą, tada tai yra gana paprasta: šiuolaikiniai multimetrai, kaip taisyklė, turi h21e matavimo režimą. Toliau paaiškinsime, kaip nustatyti padidėjimą naudojant įprastą ampermetrą.

Kviečiama kolektoriaus srovės priklausomybė nuo bazinės srovės (2 pav.) tranzistoriaus atsakas. 3 paveiksle parodyta tranzistoriaus perdavimo charakteristikų šeima, kai jis įjungtas pagal grandinę su OE. Charakteristikos imamos esant fiksuotai kolektoriaus-emiterio įtampai.

3 pav. Tranzistoriaus perdavimo charakteristikų šeima, kai jis įjungtas pagal schemą su OE

Pažvelgę ​​į šią šeimą atidžiau, galite padaryti keletą išvadų.Pirma, perdavimo charakteristika yra netiesinė, tai yra kreivė (nors kreivės viduryje yra tiesinis pjūvis). Būtent ši kreivė sukelia netiesinius iškraipymus, jei tranzistorius naudojamas signalo, pavyzdžiui, garso, stiprinimui. Todėl tranzistoriaus veikimo tašką reikia „perkelti“ į linijinę charakteristikos dalį.

Antra, charakteristikos, paimtos esant skirtingai įtampai Uke1 ir Uke2, yra lygios (vienodai viena nuo kitos). Tai leidžia daryti išvadą, kad tranzistoriaus padidėjimas (nustatomas atsižvelgiant į kreivės kampą į koordinatės ašį) nepriklauso nuo kolektoriaus-emiterio įtampos.

Trečia, savybės prasideda ne nuo kilmės. Tai rodo, kad net esant nulinei bazinei srovei, kai kurios srovės teka per kolektorių. Tai tiksliai buvo pradinė srovė, kuri buvo aprašyta ankstesnėje straipsnio dalyje. Pradinė abiejų kreivių srovė yra skirtinga, o tai rodo, kad ji priklauso nuo kolektoriaus įtampos.

Kaip pašalinti perdavimo charakteristiką

Lengviausias būdas pašalinti šią charakteristiką yra tada, kai įjungiate tranzistorių pagal schemą, parodytą 4 paveiksle.

4 pav

Pasukdami potenciometro R rankenėlę, galite pakeisti labai mažą bazinę srovę Ib, dėl kurios proporcingai pasikeis didžiojo kolektoriaus srovė Ik. Toks „kūrybingas“ procesas, kaip potenciometro rankenėlės pasukimas, netyčia rodo: „Ar įmanoma kaip nors automatizuoti šį rankenėlės sukimo procesą?“ Pasirodo, galite.

Norėdami tai padaryti, vietoj potenciometro pakanka iš eilės sujungti kintamąjį įtampos šaltinį, pavyzdžiui, anglies mikrofoną, antenos svyruojančią grandinę ar imtuvo detektorių, iš EB-e baterijų. Tada ši kintama įtampa valdys tranzistoriaus kolektoriaus srovę, kaip parodyta 5 paveiksle.

5 pav

Šioje grandinėje EB-e akumuliatorius veikia kaip tranzistoriaus veikimo taško šališkumo šaltinis, o kintamos įtampos signalas bus sustiprintas. Jei pritaikysite kintamąjį signalą, pavyzdžiui, sinusoidą, be šališkumo, tada teigiami pus ciklai atidarys tranzistorių ir galbūt net sustiprins.

Tačiau neigiami tranzistoriaus pusperiodžiai tiesiog uždaromi, todėl ne tik nepadidės, bet net nepraeis per tranzistorių. Tai beveik tas pats, kaip prijungti garsiakalbį per diodą: vietoje malonios muzikos ir balso galite išgirsti nesuprantamą švokštimą.

Tačiau gana dažnai jie sustiprina nuolatinę srovę, o tranzistorius veikia rakto režimu, kaip relė. Ši programa dažniausiai randama skaitmeninėse grandinėse. Kitame straipsnyje būtent kaip klavišo režimą, kaip paprasčiausią ir suprantamesnį, pradėsime nagrinėti įvairius tranzistoriaus veikimo režimus.

Tranzistorių perjungimo grandinės

6 pav. Tranzistorių perjungimo grandinės

Iki šiol visuose paveiksluose tranzistorius pasirodė prieš mus kaip trys kvadratai su raidėmis n ir p. 6a paveiksle tranzistorius parodytas kaip realioje elektros grandinėje. Iš karto parodomas įtampos jungties poliškumas, elektrodų pavadinimai, bazė ir emiterio srovės. Ir 6b paveiksle dviejų diodų dizaino pavidalu, kuris yra dažnai naudojamas tiriant tranzistorių su multimetru.