Bipolaarne juhtelementide ühendused

Bipolaarse ühenduse transistori definitsioon

Bipolaarne ühenduse transistor (BJT) on kolmepoolne seade. See võib töötada kas tugevdamisena või lüliti, nõudes ühte sissevoolu ja ühte väljavoolu. Ainult kolme pooltga saab seda teha, kui üks pool on nii sissevoolu kui ka väljavoolu ühine ühendus. Ühise ühenduse valik sõltub rakendusest. On olemas kolm tüüpi transistri ühendusi: ühine baas, ühine emiter ja ühine kogumitaja.

• Ühine baasi transistor

• Ühine emiteri transistor

• Ühine kogumitaja transistor.

Siin on üks asi, mida pidada meeles, olenemata transistri ühendusest, baasi-emiteri ühend peab olema eespoolt viilatud ja baasi-kogumitaja ühend peab olema tagapoolt viilatud.

BJT ühise baasi ühendus

Siin on baasi terminal ühine nii sissevoolu kui ka väljavoolu tsirklitele. Ühine baasi konfiguratsioonid või režiimid on näidatud järgmisel joonisel. Siin on näidatud eraldi ühine baasi režiim npn-transistorile ja pnp-transistorile. Siin on emiter-baasi tsirkuit võetud sissevooluna ja kogumitaja-baasi tsirkuit väljavooluna.

Vooluvahetuskordaja

Siin on sissevoolu vool emiteri vool IE ja väljavoolu vool kogumitaja vool IC. Vooluvahetuskordajaks peetakse, kui me arvestame ainult tsirku dcpoolsete viilamispingeid ja sissevoolu ei rakendata mitte mingit alterneerivat signaal. Kui nüüd arvestame, et sissevoolu rakendatakse alterneeriv signaal, siis vooluvahetuskordaja (α) püsiva kogumitaja-baasi voltagi korral oleks

Näeme, et nii vooluvahetuskordaja kui ka vooluvahetuskordaja väärtus ei saa ületada ühikut, kuna kogumitaja vool ei saa mitte mingil moel olla suurem kui emiteri vool. Kuid kuna me teame, et emiteri vool ja kogumitaja vool on bipoolaarses ühenduse transistoris peaaegu võrdsed, need suhted oleksid väga lähedased ühikule. Tavaliselt on väärtus 0,9 kuni isegi 0,99.

Kogumitaja voolu avaldis

Kui emiteri tsirkuit on avatud, siis ei ole emiteri voolu (IC = 0). Kuid sel tingimusel tekib väike vool, mis liigub kogumitaja piirkonnas. See on tõenäoliselt veidi voolu, mis tekib minoriteeritud laengutega ja see on vastandminev vool. Kuna see vool liigub kogumitaja ja baasi kaudu, hoides emiteri terminali avatuks, tähistatakse seda voolu ICBO. Väikese võimsusega transistorites on vastandminev vool ICBO väga väike ja tavaliselt eiratakse seda arvutustes, kuid suure võimsusega transistorites seda voolu ei saa eirata. See vool sõltub suuresti temperatuurist, nii et kõrge temperatuuri korral vastandminevat voolu ICBO ei saa eirata arvutustes. See avaldis tõestab, et kogumitaja vool sõltub ka baasi voolust.

Ühise baasi ühenduse omadused

Sissevoolu omadused

See joonistatakse transistori sissevoolu ja sissevoolu pingevahel. Sissevoolu vool on emiteri vool (IE) ja sissevoolu pingeväärtus on emiteri-baasi voltage (VEB). Pärast emiteri-baasi ühendi eespoolt viilamise barjääringi ületamist hakkab emiteri vool (IE) kiiresti kasvama emiteri-baasi pingeväärtuse (VEB) kasvamisega.

Tsirku sissevoolu vastupanu on muutuva emiteri-baasi pingeväärtuse (ΔV EB) ja emiteri voolu (ΔIE) suhe, kui kogumitaja-baasi pingeväärtus on püsiv (VCB = Püsiv). Kuna emiteri voolu muutus on suurem kui emiteri-baasi pingeväärtuse muutus (ΔIE >> ΔVEB), on ühise baasi transistori sissevoolu vastupanu väga väike.

Väljavoolu omadused

Kogumitaja vool saab püsiva väärtuse, kui baasi ja kogumitaja piirkonna vahel on piisavalt vastandminev. Seetõttu kasvab kogumitaja vool kogumitaja-baasi pingeväärtuse kasvamisega, kui see pingeväärtus on väga madal. Kuid pärast teatud kogumitaja-baasi pingeväärtust saab kogumitaja-baasi ühend piisavalt vastandminev ja seetõttu muutub kogumitaja vool püsivaks teatud emiteri voolu korral ja see sõltub täielikult emiteri voolust.

Sellisel olukorral panustab kogu emiteri vool välja, välja arvatud baasi vool, kogumitaja voolu. Kuna kogumitaja vool muutub peaaegu püsivaks määratud emiteri voolu korral selle karakteristikuri osas, on kogumitaja voolu kasv suhtes kogumitaja-baasi pingeväärtuse kasvamisele väga väike.

Muutuva kogumitaja-baasi pingeväärtuse ja kogumitaja voolu muutuse suhe defineeritakse ühise baasi režiimi transistori väljavoolu vastupanuna. Looduslikult on väljavoolu vastupanu väärtus ühise baasi režiimis transistoris väga kõrge.

BJT ühise emiteri ühendus

Ühine emiteri transistor on kõige levinum transistori ühendus. Siin on emiteri terminal ühine nii sissevoolu kui ka väljavoolu tsirklitele. Baasi ja emiteri vahel ühendatud tsirkuit on sissevoolu tsirkuit ja kogumitaja ja emiteri vahel ühendatud tsirkuit on väljavoolu tsirkuit. Ühine emiteri režiim npn-transistorile ja pnp-transistorile on näidatud eraldi järgmisel joonisel.

Vooluvahetuskordaja

Ühises emiteri konfiguratsioonis on sissevoolu vool baasi vool (IB) ja väljavoolu vool on kogumitaja vool (IC). Bipoolaarses ühenduse transistoris kontrollib baasi vool kogumitaja voolu. Muutuva kogumitaja voolu (ΔIC) ja muutuva baasi voolu (ΔIB) suhe defineeritakse ühise emiteri transistori vooluvahetuskordajana. Bipoolaarses ühenduse transistoris on emiteri vool (IE) baasi voolu (IB) ja kogumitaja voolu (IC) summa. Kui baasi vool muutub, muutub ka kogumitaja vool ja tulemuseks muutub ka emiteri vool vastavalt.

Jälle muutuva kogumitaja voolu ja vastavasse emiteri voolu muutuse suhe tähistatakse α-ga. Kuna baasi vool on võrdetavalt väike kogumitaja voolu (IB << IC) suhtes, on ühise emiteri transistori vooluvahetuskordaja väga kõrge ja see ulatub 20 kuni 500.

Ühise emiteri transistori omadused

Ühises emiteri režiimis transistoris on kaks tsirkit – sissevoolu tsirkuit ja väljavoolu tsirkuit. Sissevoolu tsirku parameetrid on baasi vool ja baasi-emiteri voltage. Karakteristikjoon, mis on joonistatud baasi voolu ja baasi-emiteri pingeväärtuse muutuste vastu, on ühise emiteri transistori sissevoolu omadused. Baasi ja emiteri vaheline pn-joon on eespoolt viilatud, seega on karakteristik sarnane eespoolt viilatud pn-dioodi karakteristikuga. Siin ei saa baasi vool väärtust enne, kui baasi-emiteri voltage ületab ühendi eespoolt viilamise barjääri, kuid pärast seda tõuseb baasi vool oluliselt baasi-emiteri pingeväärtuse kasvamisega. Baasi voolu tõus baasi-emiteri pingeväärtuse suhtes on siin kõrge, kuid mitte nii kõrge nagu ühise baasi režiimi puhul.

Seega on tsirku sissevoolu vastupanu kõrgem kui ühise baasi režiimi transistori sissevoolu vastupanu.

Ühise emiteri transistori väljavoolu omadused

Väljavoolu karakteristik on joonistatud väljavoolu voolu ja väljavoolu pingeväärtuse muutuste vastu. Kogumitaja vool on väljavoolu vool ja kogumitaja-emiteri voltage on transistori väljavoolu pingeväärtus. Siin on kogumitaja voolu muutus erinevate kogumitaja-baasi pingeväärtuste korral joonistatud kindla baasi voolu korral. Leidub, et alguses kasvab kogumitaja vool proportsionaalselt kogumitaja-emiteri pingeväärtuse kasvamisega, kuid pärast teatud pingeväärtust muutub kogumitaja vool peaaegu püsiv. See on seotud selle kanssa, et alguses ei saa baasi-kogumitaja ühend piisavalt vastandminev, kuid pärast teatud pingeväärtust muutub see piisavalt vastandminev ja siis suurem osa laengutest, mis tulevad emiteri piirkonnast baasi piirkonda, liigub kogumitaja piirkonda, et panustada kogumitaja voolu. Emteri piirkonnast tulevate laengude arv sõltub baasi voolust BJT-s, seega kindla baasi voolu korral on kogumitaja vool püsiv.

Väljavoolu vastupanuks oleks

BJT ühise kogumitaja ühendus

Ühises kogumitaja konfiguratsioonis on sissevoolu tsirkuit baasi ja kogumitaja terminali vahel ning väljavoolu tsirkuit emiteri ja kogumitaja terminali vahel.

Emiteri voolu ja baasi voolu muutuse suhe defineeritakse ühise kogumitaja konfiguratsiooni vooluvahetuskordajana. See tähistatakse kui,

Tsirku vooluvahetuskordaja on emiteri voolu ja baasi voolu muutuse suhe, kui sissevoolu rakendatakse ajalist signaal.

Ühise kogumitaja transistori sissevoolu omadused

Sissevoolu vool on baasi vool ja sissevoolu pingeväärtus transistoriga on baasi-kogumitaja voltage. Baasi-kogumitaja ühend on vastandminev ja seega suureneb baasi-kogumitaja pingeväärtuse kasvamisega ühendi vastandminev. See põhjustab baasi voolu väikese languse baasi-kogumitaja pingeväärtuse kasvamisega. Selle tingimuse korral rohkem baasi piirkonna minoriteeritud laengut liiguvad kogumitaja piirkonda ja seetõttu väheneb elektronide-tühi paarumine baasi piirkonnas, mis põhjustab baasi voolu vähenemist.