Bipolyar tranzistorlar. Bipolyar tranzistorli almashtirish sxemalari

Umumiy kollektor bilan tranzistorni yoqish sxemasi- joriy kirish signalining amplitudasini kuchaytirish uchun mo'ljallangan. Bunday sxemada kuchlanish kuchayishi yo'q. Kuchlanish kuchayishi birlikdan ham kamroq deb aytish to'g'ri bo'ladi. Kirish signali tranzistor tomonidan teskari yo'naltirilmaydi.
OK bilan tranzistorli bosqichning kirish qarshiligi o'ndan yuzlab kilo-ohmgacha, yuz ohm ichidagi chiqish qarshiligi esa bir necha kilo-ohmga teng. Odatda, emitr zanjirida yuk qarshiligi mavjudligi sababli, elektron katta kirish qarshiligiga ega. Bundan tashqari, kirish oqimining kuchayishi tufayli u yuqori yuk ko'tarish qobiliyatiga ega. Ushbu umumiy kollektor xususiyatlari tranzistor bosqichlarini moslashtirish uchun ishlatiladi - "bufer bosqichi" singari. Kirish signali, amplituda kuchaytirmasdan, chiqishda "takrorlanadi", chunki umumiy kollektor bilan tranzistorni yoqish davri ham deyiladi Emitter izdoshi.
U erda ham bor Umumiy bazaga ega tranzistorni yoqish davri... Nazariyada ushbu inklyuziya sxemasi mavjud, ammo amalda uni amalga oshirish juda qiyin. Ushbu kommutatsiya davri yuqori chastotali texnologiyada qo'llaniladi. Uning o'ziga xos xususiyati shundaki, u past kirish impedansiga ega va kiraverishda bunday kaskadga mos kelish qiyin. Mening elektronika bo'yicha tajribam unchalik katta emas, lekin bu tranzistorli almashtirish sxemasi haqida gapirganda, kechirasiz, men hech narsa bilmayman! Bir necha marta men uni "begona" sxema sifatida ishlatganman, lekin tushunmadim. Tushuntirib beray: barcha fizik qonunlarga ko'ra tranzistor uning bazasi, aniqrog'i baza-emitent yo'li bo'ylab oqayotgan oqim tomonidan boshqariladi. Transistorning kirish terminalini - chiqishda bazani ishlatish mumkin emas. Aslida, kondensator orqali tranzistorning asosi kassaga yuqori chastotada "qo'yiladi" va chiqishda u ishlatilmaydi. Va galvanik ravishda, yuqori qarshilikka ega bo'lgan qarshilik orqali, poydevor sahnaning chiqishiga ulanadi (noaniqlik qo'llaniladi). Ammo siz ofsetni, aslida, har qanday joydan, hatto qo'shimcha manbadan ham qo'llashingiz mumkin. Yaxshiyamki, bazaga urilgan har qanday shakldagi signal xuddi shu kondansatör orqali o'chadi. Bunday kaskad ishlashi uchun kirish terminali - emitent past qarshilikli rezistor orqali "qo'yiladi", shuning uchun kirish qarshiligi past bo'ladi. Umuman olganda, tranzistorni umumiy bazaga ulash sxemasi nazariyotchilar va eksperimentatorlar uchun mavzu. Amalda bu juda kam uchraydi. Sxemalarni loyihalash bo'yicha amaliyotim davomida men hech qachon umumiy bazaga ega tranzistorli kommutatsiya sxemasidan foydalanish zarurati bilan duch kelmaganman. Bu ushbu kommutatsiya zanjirining xususiyatlari bilan izohlanadi: kirish qarshiligi birliklardan o'nlab ohmgacha, chiqish qarshiligi esa yuzlab kilo-ohmdan mega-om birliklariga. Bunday o'ziga xos parametrlar kamdan-kam uchraydigan ehtiyojdir.
Bipolyar tranzistor kalit va chiziqli (kuchaytiruvchi) rejimlarda ishlashi mumkin. Klaviatura rejimi turli xil boshqaruv sxemalarida, mantiqiy sxemalarda va boshqalarda qo'llaniladi. Kalit rejimda tranzistor ikkita ish holatida bo'lishi mumkin - ochiq (to'yingan) va yopiq (qulflangan) holatda. Lineer (daromad) rejimi harmonik amplifikatsiya davrlarida qo'llaniladi va tranzistorni "yarim" ochiq holda ushlab turishni talab qiladi, ammo to'yingan emas.
T ransistorning ishlashini o'rganish uchun biz umumiy emitrli tranzistorning kommutatsiya zanjirini eng muhim kommutatsiya zanjiri sifatida ko'rib chiqamiz.
Diagramma rasmda ko'rsatilgan. Diagrammada VT- haqiqiy tranzistor. Rezistorlar R b1 va R b2- oddiy kuchlanishni ajratuvchi bo'lgan tranzistorning noto'g'ri chizig'i. Aynan shu sxema tranzistorni "ish nuqtasiga" garmonik signalni kuchaytirish rejimida buzilmasdan almashtirishni ta'minlaydi. Qarshilik R dan- tranzistor kollektoriga quvvat manbai elektr tokini etkazib berish va uning "ochiq" tranzistor rejimida cheklanishini ta'minlash uchun mo'ljallangan tranzistor bosqichining yuk qarshiligi. Qarshilik R e- teskari qarshilik, aslida, bosqichning kirish empedansini oshiradi, shu bilan birga kirish signalining daromadini pasaytiradi. S kondansatörleri galvanik izolyatsiya funktsiyasini tashqi konturlar ta'siridan bajaradi.
Bipolyar tranzistor qanday ishlashini aniqroq qilish uchun biz odatdagi voltaj ajratuvchi bilan o'xshashlik keltiramiz (quyidagi rasmga qarang). Yangi boshlanuvchilar uchun qarshilik R 2 kuchlanishni taqsimlashni boshqariladigan (o'zgaruvchan) holga keltiring. Ushbu rezistorning qarshiligini noldan "cheksiz" katta qiymatga o'zgartirib, biz bunday bo'linuvchining chiqishidagi kuchlanishni noldan uning kirishiga etkazilgan qiymatga etkazishimiz mumkin. Keling, qarshilikni tasavvur qilaylik R 1 kuchlanish bo'luvchi - bu tranzistor bosqichining kollektor qarshiligi va qarshilik R 2 Voltani ajratuvchi - bu kollektor-emitent tranzistorli birikma. Shu bilan birga, tranzistor poydevoriga elektr toki shaklida boshqarish harakatini qo'llash orqali biz kollektor-emitent birikmasining qarshiligini o'zgartiramiz va shu bilan kuchlanishni ajratuvchi parametrlarini o'zgartiramiz. O'zgaruvchan qarshilikdan farqi shundaki, tranzistor zaif oqim bilan boshqariladi. Bipolyar tranzistor shunday ishlaydi. Yuqoridagi rasm quyidagi rasmda keltirilgan:
Transistor signalni kuchaytirish rejimida ishlashi uchun ikkinchisini buzmasdan ishlashi uchun aynan shu ish rejimini ta'minlash kerak. Ular tranzistor bazasining noto'g'ri tomonlari haqida gapirishadi. Vakolatli mutaxassislar o'zlarini qoida bilan qiziqtiradilar: Transistor oqim bilan boshqariladi - bu aksioma. Ammo tranzistorning yonma rejimi oqim bilan emas, balki asosiy emitent kuchlanishi bilan o'rnatiladi - bu haqiqat. Va kuchlanishni hisobga olmaydigan kishi uchun hech qanday kuchaytirgich ishlamaydi. Shuning uchun hisob-kitoblarda uning qiymati hisobga olinishi kerak.
Shunday qilib, amplifikatsiya rejimida bipolyar tranzistorli bosqichning ishlashi baza-emitent birikmasida ma'lum bir kuchlanishda sodir bo'ladi. Kremniy tranzistor uchun noaniq kuchlanish 0,6 ... 0,7 volt oralig'ida, germanyum tranzistor uchun 0,2 ... 0,3 volts. Ushbu kontseptsiya haqida bilib, siz nafaqat tranzistor bosqichlarini hisoblashingiz, balki har qanday tranzistor kuchaytirgich bosqichining holatini tekshirishingiz mumkin. Transistorning asosiy emitentining kuchlanishini yuqori ichki qarshilikka ega multimetr bilan o'lchash kifoya. Agar u kremniy uchun 0,6 ... 0,7 voltga yoki germanyum uchun 0,2 ... 0,3 voltga to'g'ri kelmasa, unda bu erda ishlamay qolishini qidirib ko'ring - yoki tranzistor noto'g'ri yoki ushbu tranzistor bosqichining noto'g'ri yoki ajratish davrlari noto'g'ri .
Yuqoridagi narsa grafikada ko'rsatilgan - oqim kuchlanish xarakteristikasi (VAC).

Taqdim etilgan CVC-ga qarab, "mutaxassislarning" aksariyati: Markaziy grafada qanday bema'nilik chizilgan? Transistorning chiqish xarakteristikasi shunday ko'rinmaydi! Bu to'g'ri grafada ko'rsatilgan! Mening javobim shuki, u erda hamma narsa to'g'ri, lekin u elektron vakuum naychalari bilan boshlangan. Ilgari, chiroqning kuchlanish-oqim xarakteristikasi anod qarshiligidagi kuchlanishning pasayishi deb hisoblangan. Endi ular kollektor qarshiligini o'lchashni davom ettirmoqdalar va grafada tranzistorda kuchlanish pasayishini ko'rsatadigan harflarni belgilaydilar, bu juda yanglishgan. Chap grafada I b - U be tranzistorning kirish xususiyati keltirilgan. Markaziy jadvalda Men - U ke tranzistorning chiqish volt-amper xarakteristikasi taqdim etilgan. Va o'ng grafada I R - U R yuk qarshiligining oqim kuchlanish grafigi taqdim etilgan R dan odatda tranzistorning oqim kuchlanish xarakteristikasi uchun beriladi.
Grafada nuqta bilan cheklangan kirish signalini chiziqli kuchaytirish uchun ishlatiladigan chiziqli bo'lim mavjud AMMA va Bilan... O'rta nuqta - IN, kuchaytiruvchi rejimda ishlaydigan tranzistorni o'z ichiga olishi kerak bo'lgan nuqta. Ushbu nuqta odatda hisob-kitoblarda olinadigan ma'lum bir kuchlanish kuchlanishiga mos keladi: silikon tranzistor uchun 0,66 volt yoki germanyum tranzistor uchun 0,26 volt.
Transistorning oqim kuchlanish xususiyatiga ko'ra biz quyidagilarni ko'ramiz: tranzistorning bazaviy-emitentli birikmasida past kuchlanishli kuchlanish yo'q bo'lganda yoki asosiy oqim va kollektor oqimi yo'q. Hozirgi vaqtda elektr ta'minotining butun kuchlanishi kollektor-emitent o'tish joyida pasayadi. Tarmoqli kuchlanishning yanada oshishi bilan tranzistorning asosiy emitenti, tranzistor ochila boshlaydi, asosiy oqim paydo bo'ladi va shu bilan kollektor oqimi ortadi. Nuqtada "ish maydoni" ga etib borgach Bilan, tranzistor nuqtaga qadar davom etadigan chiziqli rejimga o'tadi AMMA... Shu bilan birga, kollektor-emitent o'tish joyidagi va yuk qarshiligidagi kuchlanish pasayishi kamayadi R dan, aksincha, ko'payadi. Nuqta IN- tranzistor tarafkashligining ish nuqtasi, bu, qoida tariqasida, tranzistorning kollektor-emitter birikmasida quvvat manbai voltajining to'liq yarmiga teng bo'lgan kuchlanish tushishi o'rnatiladigan nuqtadir. Nuqtadan chastota javob segmenti Bilan, nuqtaga AMMA ofsetning ish maydoni deb nomlangan. Nuqtadan keyin AMMA, asosiy oqim va shuning uchun kollektor oqimi keskin oshadi, tranzistor to'liq ochiladi - to'yinganlikka kiradi. Ayni paytda, kollektor-emitent birikmasida, struktura tufayli kuchlanish pasayadi n-p-n tranzistor turiga qarab 0,2 ... 1 voltga teng bo'lgan o'tish. Qolgan quvvat manbai voltaji tranzistorning yuk qarshiligiga tushadi - qarshilik R dan., bu esa kollektor oqimining keyingi o'sishini cheklaydi.
Pastki "qo'shimcha" raqamlarda biz tranzistorning chiqishidagi kuchlanish kirishga qo'llaniladigan signalga qarab qanday o'zgarishini ko'ramiz. Transistorning chiqish kuchlanishi (kollektordagi kuchlanishning pasayishi) antifazda (180 daraja) kirish signaliga to'g'ri keladi.