Διπολικά τρανζίστορ (BJT)

Διπολικά τρανζίστορ (BJT)

Το τρανζίστορ npn Εκπομπός Σλλέκτης Βάση Σχηματική παράσταση το τρανζίστορ npn Περιοχές λειτοργίας διπολικού τρανζίστορ Περιοχή EBJ BJ Αποκοπή Ανάστροφα Ανάστροφα Εγκάρσια τομή τρανζίστορ npn Ενεργός Ορθά Ανάστροφα Κόρος Ορθά Ορθά

Το τρανζίστορ npn στην ενεργό περιοχή 1. Η ορθή πόλωση της επαφής ΕΒ εγχέει ηλεκτρόνια από τον εκπομπό στη βάση. 2. Επειδή η περιοχή της βάσης είναι πολύ λεπτή, η πλειονότητα ατών των ηλεκτρονίων διαχέεται προς την περιοχή απογύμνωσης της επαφής B και κατόπιν σαρώνονται προς τον σλλέκτη από το ηλεκτρικό πεδίο της ανάστροφα πολωμένης επαφής B. 3. Ένα μικρό ποσοστό από ατά τα ηλεκτρόνια επανασνδέονται με τις οπές στην περιοχή της βάσης. 4. Οπές εγχέονται από τη βάση στην περιοχή το εκπομπού, (4)<<(1).

Κατανομή των φορέων μειονότητας Ρεύμα στο οποίο επικρατούν τα ηλεκτρόνια από τον εκπομπό στη βάση λόγω της ορθής πόλωσης και βαθμίδα σγκέντρωσης των φορέων μειονότητας μέσα στη βάση. Η μερική επανασύνδεση προκαλεί καμπύλωση της σγκέντρωσης στην περιοχή της βάσης.

Το ρεύμα διάχσης μέσω της βάσης Η δά διάχση ηλεκτρονίων μέσω της βάσης καθορίζεται από την κατανομή της σγκέντρωσής τος στην επαφή EB. n p (0 ) n p0 e / BE V T To ρεύμα διάχσης των ηλεκτρονίων μέσω της βάσης είναι: A E qd dn Το ρεύμα σλλέκτη είναι: n n p ( x ) dx A E c n qd ( n np(0 ) ) W

Το ρεύμα Σλλέκτη Το ρεύμα σλλέκτη είναι: S e / BE V T όπο qa D n E n p0 S W qa E Dnn N W A 2 To είναι ανεξάρτητο από το E. Το ρεύμα σλλέκτη ελέγχεται από την τάση τωνδύοάλλωνακροδεκτών: πηγή ρεύματος ελεγχόμενη από τάση. Το ρεύμα κόρο Ι S είναι Αντιστρόφως ανάλογο προς το W και ανάλογο προς το Α Ε. Εξαρτάται από τη θερμοκρασία, λόγω το παράγοντα n 2.

Το ρεύμα Βάσης Το ρεύμα της βάσης αποτελείται από δύο σνιστώσες: B1 και B2 το B1 είναι εκθετική σνάρτηση το BE, λόγω της ορθής πόλωσης της επαφής ΕΒ Το B2, πο οφείλεται στις επανασνδέσεις, είναι ανάλογο προς τον αριθμό των ηλεκτρονίων πο εγχέονται από τον εκπομπό, οοποίοςείναιεκθετική σνάρτηση το BE. B e BE / VT

Το βήτα (β) Μπορούμε να σνδέσομε το μετο B μετην παρακάτω σχέση: β / B B c β S e β / BE V T Το β είναι σταθερό για κάθε τρανζίστορ Παίρνει τιμές μεταξύ 100 και 200 και ακόμη μεγαλύτερες Ονομάζεται ενίσχση ρεύματος κοινού εκπομπού Σμβολίζεται επίσης με β F και h FE.

Το ρεύμα Εκπομπού Θεωρώντας το τρανζίστορ σαν ένα κόμβο, μπορούμε να γράψομε: E 1 β 1+ β β B + + E ή β 1+ β α E + β β α β α 1 1 α Το α ονομάζεται ενίσχση ρεύματος κοινής βάσης και είναι α<1 αλλά κοντά στο 1.

Ισοδύναμα κκλώματα το τρανζίστορ npn στην ενεργό περιοχή.

Το τρανζίστορ pnp Τα ρεύματα το τρανζίστορ pnp στην ενεργό περιοχή.

Ισοδύναμα κκλώματα το τρανζίστορ pnp στην ενεργό περιοχή.

Σμβολισμός και πόλωση των διπολικών τρανζίστορ + E B E + B V + E VB VBE V E VB + VEB

Παράδειγμα: Δίνονται: β100 και BE 0,7V όταν 1mA Να σχεδιαστεί το κύκλωμα έτσι ώστε 2mA και V 5V. R V V 5 kω 1 2 S S ln e e v 1 BE 1 BE 2 / V T / V T BE1 V 1 2 BE 2 e ( 2 T 1 BE 1 BE 2 + V T ln 2 VE VEE R E 7, 07kΩ E BE 1 BE 2 ) )/ V 0, 717V T

Υπολογισμός ρεμάτων και τάσεων R R E S e BE / V T V BB R B B V B V BE V E E V B β S e β / BE V T V BE 0, 7V V BE, BB BRB + VBE β B B V BB V R B BE E α V E V R V B V E V BE

Άσκηση: Αν V B -1V και V E -1,7V να πολογιστούν τα: Ι Β, Ι Ε, β, α, Ι και V. Είναι το τρανζίστορ πολωμένο στην ενεργό περιοχή; 5kΩ 100kΩ

Γραφική παράσταση των χαρακτηριστικών το τρανζίστορ S e / BE V T Η χαρακτηριστική c - BE Επίδραση της θερμοκρασίας ρ το τρανζίστορ npn. στην χαρακτηριστική c - BE Οι χαρακτηριστικές E - BE το τρανζίστορ npn. και B- BE έχον την ίδια μορφή. 0.6V < BE < 0.8V BE 0.7V

Χαρακτηριστικές κοινού εκπομπού S e / BE V T Το ρεύμα σλλέκτη δείχνει ανεξάρτητο της V E στην ενεργό περιοχή. Επομένως μπορούμε να πούμε ότι το τρανζίστορ σμπεριφέρεται σαν ιδανική πηγή ρεύματος.

Φαινόμενο Early S e (1+ BE / V E T V A ) r o V ro E A V BE σταθ 1 Φαινόμενο Early: Το ρεύμα σλλέκτη στην πράξη εξαρτάται ελαφρά από την V E στην ενεργό περιοχή. ΗτάσηEarly, V A, είναι χαρακτηριστικό το τρανζίστορ (50 ως 100). Μη μηδενική κλίση σημαίνει πεπερασμένη αντίσταση εξόδο, r o. Για μικρές τιμές της V E η επαφή σλλέκτη-βάσης πολώνεται ορθά και το τρανζίστορ μπαίνει στον κόρο.

Χαρακτηριστικές κοινής βάσης Καθώς η B γίνεται αρνητική, η επαφή σλλέκτη-βάσης πολώνεται ορθά και το τρανζίστορ εισέρχεται στον κόρο. Η BV BO είναι η τάση κατάρρεσης της επαφής σλλέκτη-βάσης και έχει μεγάλη τιμή. Η κλίση των χαρακτηριστικών στην ενεργό περιοχή είναι μικρότερη από την αντίστοιχη των χαρακτηριστικών κοινού εκπομπού. Επομένως, ηαντίσταση εξόδο κοινής βάσης είναι μεγαλύτερη.

Χαρακτηριστικές κοινού εκπομπού με παράμετρο το Ι Β Η τάση κατάρρεσης της επαφής σλλέκτη-εκπομπού BV ΕO έχει πολύ μικρότερη τιμή από την V BO. Στον κόρο η αντίσταση εξόδο έχει πολύ μικρή τιμή και το τρανζίστορ δρα ως «κλειστός διακόπτης».

Η ενίσχση ρεύματος β το τρανζίστορ β dc h FE Q BQ Δ β ac h fe V E σταθ Δ B Το β εξαρτάται από το ρεύμα σλλέκτη και τη θερμοκρασία. Η τιμή το β διαφέρει έντονα μεταξύ τρανζίστορ το ίδιο τύπο.