Ievads tranzistorā:
Agrāk elektroniskās ierīces kritiskā un svarīgā sastāvdaļa bija vakuuma caurule, pie kuras tā ir elektronu caurule kontrolēt elektrisko strāvu . Vakuuma caurules strādāja, bet tām ir liela izmēra, tām ir nepieciešams lielāks darba spriegums, liels enerģijas patēriņš, zemāka efektivitāte, un katoda elektronu izstarojošie materiāli tiek izmantoti. Tātad tas beidzās kā siltums, kas saīsināja pašas caurules kalpošanas laiku. Lai pārvarētu šīs problēmas, Džons Bardēns, Valters Brattains un Viljams Šoklijs 1947. gadā Bell Labs izgudroja tranzistoru. Šī jaunā ierīce bija daudz elegantāks risinājums, lai pārvarētu daudzus vakuuma cauruļu būtiskos ierobežojumus.
Transistors ir pusvadītāju ierīce, kas var gan vadīt, gan izolēt. Transistors var darboties kā slēdzis un pastiprinātājs. Tas pārveido audio viļņus elektroniskos viļņos un rezistoros, kontrolējot elektronisko strāvu. Tranzistoriem ir ļoti ilgs kalpošanas laiks, tie ir mazāki, lielākas drošības labad var darboties ar zemāku spriegumu, un tiem nav nepieciešama kvēldiega strāva. Pirmais tranzistors tika izgatavots ar germāniju. Transistors veic tādu pašu funkciju kā vakuuma caurules triode, bet vakuuma kamerā apsildāmu elektrodu vietā izmanto pusvadītāju savienojumus. Tas ir moderno elektronisko ierīču pamatelements un visur atrodams mūsdienu elektroniskajās sistēmās.
Transistora pamati:
Transistors ir trīs termināļu ierīce. Proti,
- Bāze: Tas ir atbildīgs par tranzistora aktivizēšanu.
- Kolekcionārs: Tas ir pozitīvs svins.
- Emiters: Tas ir negatīvais svins.
Transistora pamatideja ir tāda, ka tā ļauj kontrolēt strāvas plūsmu caur vienu kanālu, mainot daudz mazāka strāvas intensitāti, kas plūst caur otro kanālu.
Transistoru veidi:
Pastāv divu veidu tranzistori, tie ir bipolāri savienojuma tranzistori (BJT), lauka tranzistori (FET). Starp pamatni un izstarotāju plūst neliela strāva, un bāzes spaile var kontrolēt lielāku strāvas plūsmu starp kolektoru un izstarotāja spailēm. Lauka efekta tranzistoram tam ir arī trīs spailes, tie ir vārti, avoti un notekas, un spriegums pie vārtiem var kontrolēt strāvu starp avotu un kanalizāciju. Vienkāršās BJT un FET diagrammas ir parādītas zemāk redzamajā attēlā:
Bipolārā savienojuma tranzistors (BJT)
Lauka efekta tranzistori (FET)
Kā redzat, tranzistoriem ir dažādi izmēri un formas. Visiem šiem tranzistoriem ir viena kopīga iezīme - katram no tiem ir trīs vadi.
- Bipolārā savienojuma tranzistors:
Bipolārā savienojuma tranzistorā (BJT) ir trīs spailes, kas savienotas ar trim pusvadītāju reģioniem ar leģēto daļu. Tas nāk ar diviem veidiem - P-N-P un N-P-N.
P-N-P tranzistors, kas sastāv no N-leģēta pusvadītāja slāņa starp diviem P-leģēta materiāla slāņiem. Bāzes strāva, kas nonāk kolektorā, tiek pastiprināta tās izejā.
Tas ir tad, kad PNP tranzistors ir IESLĒGTS, kad tā pamatne ir pievilkta zemu attiecībā pret izstarotāju. PNP tranzistora bultiņas simbolizē strāvas plūsmas virzienu, kad ierīce ir aktīvā pārsūtīšanas režīmā.
N-P-N tranzistors, kas sastāv no pusvadītāja slāņa ar P-leģēšanu starp diviem N-leģēta materiāla slāņiem. Pastiprinot strāvas bāzi, mēs iegūstam augstu kolektora un izstarotāja strāvu.
Tas ir tad, kad NPN tranzistors ir ieslēgts, kad tā pamatne ir pievilkta zemu attiecībā pret izstarotāju. Kad tranzistors ir ON stāvoklī, strāvas plūsma atrodas starp tranzistora kolektoru un izstarotāju. Pamatojoties uz mazākuma nesējiem P tipa reģionā, elektroni pārvietojas no izstarotāja uz kolektoru. Šī iemesla dēļ tas ļauj lielāku strāvu un ātrāku darbību, tāpēc vairums mūsdienās izmantoto bipolāro tranzistoru ir NPN.
- Lauka efekta tranzistors (FET):
Lauka efekta tranzistors ir vienpolārs tranzistors, vadīšanai tiek izmantoti N-kanālu FET vai P-kanālu FET. Trīs FET spailes ir avots, vārti un kanalizācija. Galvenie n-kanālu un p-kanālu FET ir parādīti iepriekš. N-kanālu FET ierīce ir izgatavota no n-veida materiāla. Starp avotu un kanalizāciju tā tipa materiāls darbojas kā rezistors.
Šis tranzistors kontrolē pozitīvos un negatīvos nesējus attiecībā uz caurumiem vai elektroniem. FET kanāls tiek veidots, pārvietojoties pozitīvajiem un negatīvajiem lādiņu nesējiem. FET kanāls, kas izgatavots no silīcija.
Ir daudz veidu FET, MOSFET, JFET utt. FET pielietojums ir pastiprinātājs ar zemu trokšņa līmeni, bufera pastiprinātājs un analogais slēdzis.
Bipolārā savienojuma tranzistora izspiešana
Transistori ir vissvarīgākās pusvadītāju aktīvās ierīces, kas nepieciešamas gandrīz visām ķēdēm. Tos ķēdēs izmanto kā elektroniskos slēdžus, pastiprinātājus utt. Tranzistori var būt NPN, PNP, FET, JFET utt., Kuriem ir dažādas funkcijas elektroniskajās ķēdēs. Lai pareizi darbotos ķēde, ir nepieciešams novirzīt tranzistoru, izmantojot rezistoru tīklus. Darbības punkts ir izejas raksturlielumu punkts, kas parāda kolektora-emitētāja spriegumu un kolektora strāvu bez ieejas signāla. Darbības punkts ir pazīstams arī kā novirzes punkts vai Q punkts (mierīgs punkts).
Izspiešana attiecas uz rezistoru, kondensatoru vai barošanas sprieguma nodrošināšanu utt., Lai nodrošinātu pareizus tranzistoru darbības raksturlielumus. Līdzstrāvas novirzīšana tiek izmantota, lai iegūtu līdzstrāvas kolektora strāvu pie noteikta kolektora sprieguma. Šī sprieguma un strāvas vērtība ir izteikta ar Q punktu. Transistora pastiprinātāja konfigurācijā IC (max) ir maksimālā strāva, kas var plūst caur tranzistoru, un VCE (max) ir maksimālais spriegums, kas tiek pielietots visā ierīcē. Lai tranzistors darbotos kā pastiprinātājs, kolektoram jāpievieno slodzes rezistors RC. Biasing nosaka līdzstrāvas darba spriegumu un strāvu pareizā līmenī, lai tranzistors varētu pareizi pastiprināt maiņstrāvas ieejas signālu. Pareizais novirzes punkts atrodas kaut kur starp tranzistora pilnībā ieslēgtiem vai izslēgtiem stāvokļiem. Šis centrālais punkts ir Q punkts, un, ja tranzistors ir pareizi novirzīts, Q punkts būs tranzistora centrālais darbības punkts. Tas palīdz izejas strāvai palielināties un samazināties, kad ieejas signāls svārstās visā ciklā.
Lai iestatītu pareizo tranzistora Q punktu, kolektora rezistoru izmanto, lai kolektora strāvu iestatītu uz nemainīgu un vienmērīgu vērtību bez signāla tā pamatnē. Šo vienmērīgo līdzstrāvas darbības punktu nosaka barošanas sprieguma vērtība un bāzes slīpuma rezistora vērtība. Bāzes novirzes rezistori tiek izmantoti visās trīs tranzistoru konfigurācijās, piemēram, kopējā bāzē, kopējā kolektorā un kopējā izstarotāja konfigurācijā.
Novirzes režīmi:
Tālāk ir minēti dažādi tranzistora bāzes novirzes režīmi:
1. Pašreizējā neobjektivitāte:
Kā parādīts 1. attēlā, bāzes slīpuma iestatīšanai tiek izmantoti divi rezistori RC un RB. Šie rezistori izveido tranzistora sākotnējo darbības reģionu ar fiksētu strāvas novirzi.
Transistora uz priekšu novirzes ar pozitīvu bāzes novirzes spriegumu caur RB. Bāzes-izstarotāja sprieguma kritums uz priekšu ir 0,7 volti. Tāpēc strāva caur RB ir IB= (VDC- VBE) / IB
2. Atsauksmju neobjektivitāte:
2. attēlā parādīts tranzistora novirze, izmantojot atgriezenisko rezistoru. Bāzes novirzi iegūst no kolektora sprieguma. Kolektora atgriezeniskā saite nodrošina, ka tranzistors vienmēr ir neobjektīvs aktīvajā reģionā. Kad kolektora strāva palielinās, spriegums pie kolektora samazinās. Tas samazina bāzes piedziņu, kas savukārt samazina kolektora strāvu. Šī atgriezeniskās saites konfigurācija ir ideāli piemērota tranzistora pastiprinātāja konstrukcijām.
3. Divkāršās atsauksmes novirze:
3. attēlā parādīts, kā novirze tiek panākta, izmantojot dubultās atgriezeniskās saites rezistorus.
Izmantojot divus rezistorus, RB1 un RB2 palielina stabilitāti attiecībā uz Beta izmaiņām, palielinot strāvas plūsmu caur bāzes novirzes rezistoriem. Šajā konfigurācijā RB1 strāva ir vienāda ar 10% no kolektora strāvas.
4. Sprieguma dalīšanas novirze:
4. attēlā parādīta sprieguma dalītāja novirze, kurā divi rezistori RB1 un RB2 ir savienoti ar tranzistora pamatni, veidojot sprieguma dalītāja tīklu. Transistors saņem novirzes no sprieguma krituma RB2. Šāda veida neobjektīva konfigurācija tiek plaši izmantota pastiprinātāju ķēdēs.
5. Divkāršās bāzes izspiešana:
5. attēlā parādīta dubultā atgriezeniskā saite stabilizācijai. Tas izmanto gan Emittera, gan kolektora bāzes atgriezenisko saiti, lai uzlabotu stabilizāciju, kontrolējot kolektora strāvu. Rezistora vērtības jāizvēlas, lai iestatītu sprieguma kritumu Emitera rezistorā 10% no barošanas sprieguma un strāvas caur RB1, 10% no kolektora strāvas.
Transistora priekšrocības:
- Mazāka mehāniskā jutība.
- Zemākas izmaksas un mazāki izmēri, īpaši maza signāla ķēdēs.
- Zems darba spriegums, lai nodrošinātu lielāku drošību, zemākas izmaksas un stingrāku atstarpi.
- Īpaši ilgs mūžs.
- Katoda sildītājam nav enerģijas patēriņa.
- Ātra pārslēgšanās.
Tas var atbalstīt papildu simetrijas shēmu dizainu, kaut kas nav iespējams ar vakuuma caurulēm. Ja jums ir kādi jautājumi par šo tēmu vai elektrisko un elektroniskie projekti atstājiet komentārus zemāk.
