Transistori seade ja tööpõhimõte
Bipolaarse transistori praktilist tähtsust kaasaegsele elektroonikale ja elektrotehnikale ei saa ülehinnata. Bipolaarseid transistore kasutatakse tänapäeval kõikjal: signaalide genereerimiseks ja võimendamiseks, elektrimuundurites, vastuvõtjates ja saatjates ja paljudes muudes kohtades, võib seda loetleda väga pikalt.
Seetõttu ei käsitle me selle artikli raames kõiki bipolaarsete transistoride võimalikke kasutusvaldkondi, vaid võtame arvesse ainult selle imelise pooljuhtseadme seadet ja üldist tööpõhimõtet, mis alates 1950. aastatest muutis kogu elektroonikatööstuse ja alates 1970. aastatest aidanud oluliselt kaasa tehnika arengu kiirendamisele.
Bipolaarne transistor on kolmeelektroodiline pooljuhtseade, mille aluseks on kolm muutuva juhtivusega alust. Seega on transistorid NPN ja PNP tüüpi. Pooljuhtmaterjalid, millest transistore valmistatakse, on peamiselt: räni, germaanium, galliumarseniid jt.
Räni, germaanium ja muud ained on algselt dielektrikud, kuid kui lisada neile lisandeid, muutuvad need pooljuhtideks. Räni lisamine, näiteks fosfor (elektronidoonor), muudab räni N-tüüpi pooljuhiks ja kui ränile lisatakse boori (elektroni aktseptor), muutub räni P-tüüpi pooljuht.
Sellest tulenevalt on N-tüüpi pooljuhtidel elektronjuhtivus ja P-tüüpi pooljuhtidel aukjuhtivus. Nagu teate, määrab juhtivuse aktiivsete laengukandjate tüüp.
Niisiis, kolmekihiline P- ja N-tüüpi pooljuhtide pirukas on sisuliselt bipolaarne transistor. Iga kihi külge on kinnitatud terminalid nimega: Emitter, Collector ja Base.
Alus on juhtivust reguleeriv elektrood. Emiter on voolukandjate allikas ahelas. Kollektor on koht, mille suunas voolukandjad seadmele rakendatud EMF-i toimel kiirustavad.
NPN ja PNP bipolaarsete transistoride sümbolid on diagrammidel erinevad. Need tähistused kajastavad ainult seadet ja transistori tööpõhimõtet elektriahelas. Nool tõmmatakse alati emitteri ja aluse vahele. Noole suund on baasemitterahelasse juhitava juhtvoolu suund.
Niisiis, NPN-transistoris osutab nool baasilt emitterile, mis tähendab, et aktiivses režiimis tormavad emitteri elektronid kollektorisse, samal ajal kui juhtvool tuleb suunata aluselt emitterisse.
PNP-transistori puhul on see täpselt vastupidine: nool on suunatud emitterilt alusele, mis tähendab, et aktiivses režiimis tormavad emitteri augud kollektorisse, juhtvool aga emitterist alus.
Vaatame, miks see juhtub. Kui NPN-transistori alusele (umbes 0,7 volti) rakendatakse selle emitteri suhtes pidevat positiivset pinget, on selle NPN-transistori baas-emitteri pn-siire (vt joonis) päripinge ja potentsiaalibarjäär. kollektori ristmik -baas ja baasemitter vähenevad, nüüd saavad elektronid sellest kollektor-emitteri ahelas EMF toimel liikuda.
Piisava baasvoolu korral tekib selles vooluringis kollektor-emitteri vool, mis koguneb koos baasemitteri vooluga. NPN-transistor lülitub sisse.
Suhet kollektori voolu ja juhtvoolu (baasi) vahel nimetatakse transistori vooluvõimenduseks. See parameeter on toodud transistori dokumentatsioonis ja see võib varieeruda ühikutest mitmesajani.
Kui PNP-transistori alusele rakendatakse selle emitteri suhtes pidevat negatiivset pinget (-0,7 volti), on selle PNP-transistori np-baas-emitteri ristmik päripinge ja potentsiaalibarjäär kollektori vahel. baasi ja baasi ristmik -emitter väheneb, nüüd saavad kollektor-emitteri ahelas EMF-i toimel augud sellest läbi liikuda.
Pange tähele kollektoriahela toite polaarsust. Piisava baasvoolu korral tekib selles vooluringis kollektor-emitteri vool, mis koguneb koos baasemitteri vooluga. PNP-transistor lülitub sisse.
Bipolaarseid transistore kasutatakse tavaliselt erinevates seadmetes võimendis, barjääris või lülitites.
Tõsterežiimis ei lange baasvool kunagi alla hoidevoolu, mis hoiab transistori kogu aeg avatud juhtivas olekus. Selles režiimis käivitavad madalad baasvoolu võnked vastavad võnked palju suurema kollektorivoolu juures.
Võtmerežiimis lülitub transistor suletud olekust avatud olekusse, toimides kiire elektroonilise lülitina. Barjäärirežiimis juhitakse baasvoolu muutmisega kollektori vooluringis sisalduvat koormusvoolu.
Vaata ka:Transistori elektrooniline lüliti - tööpõhimõte ja skeem