Соединенија на биполарни транзистори

Дефиниција на Биполарен Јункционален Транзистор

Биполарниот јункционален транзистор (BJT) е уред со три терминали. Може да функционира како амплификатор или прекинувач, потребни се една входна и една излезната кола. За да се овозможи тоа само со три терминали, еден терминал служи како заедничка врска за вход и излез. Изборот на заедничкиот терминал зависи од примената. Постојат три видови на поврзување на транзисторите: заеднички база, заеднички емитер и заеднички колектор.

• Транзистор со заедничка база

• Транзистор со заеднички емитер

• Транзистор со заеднички колектор.

Една работа што треба да се запомни е дека, било која конфигурација на транзисторот, но јункцијата база-емитер мора да се задржи под напон претварање, а јункцијата база-колектор мора да се задржи под обратен напон.

Поврзување на BJT со заедничка база

Овде терминалот база е заеднички за входната и излезната кола. Конфигурациите или режимите со заедничка база се прикажани во следната слика. Овде се прикажани посебно режимот со заедничка база на npn транзисторот и pnp транзисторот. Овде еmitter-base колата се зема како входна кола, а collector-base колата како излезната кола.

Амплификациски фактор на струја

Овде входната струја е emitter струја IE, а излезната струја е collector струја IC. Амплификацискиот фактор на струја се разгледува кога се земаат предвид само dc напоните на колата, а не се применува алтернативен сигнал на входот. Сега, ако го разгледаме алтернативниот сигнал применет на входот, тогаш амплификацискиот фактор на струја (α) при константен collector-base напон, би бил

Овде се гледа дека ниеден од амплификациските фактори на струја нема вредност поголема од единица, бидејќи collector струјата никој начин не може да биде поголема од emitter струјата. Но, како што знаеме дека emitter струјата и collector струјата се приближно еднакви во биполарниот јункционален транзистор, овие односни вредности би биле многу блиски до единица. Вредноста обично варира од 0,9 до 0,99.

Израз за collector струја

Ако еmitter колата е отворена, нема да има emitter струја (IC = 0). Но во оваа состојба, ќе има малку струја што текови низ collector областа. Ова е поради текот на миноритетни зарядни носачи и ова е обратниот течежен ток. Бидејќи овој ток текови низ collector и base додека еmitter терминалот е отворен, токот се означува како ICBO. Во транзистори со мал мощност, обратниот течежен ток ICBO е многу мал и обично го занемаруваме во пресметките, но во транзистори со голема мощност овој течежен ток не може да се занемари. Овој ток е многу зависен од температурата, така што при високи температури обратниот течежен ток ICBO не може да се занемари во пресметките. Овој израз потврдува дека collector струјата исто така зависи од base струјата.

Кarakтеристики на поврзувањето со заедничка база

Входна карактеристика

Оваа карактеристика се црта помеѓу входната струја и входниот напон на самата транзистор. Входната струја е emitter струја (IE), а входниот напон е emitter-base напон (VEB). После преминување на претварањето на emitter-base јункцијата, emitter струјата (IE) брзо се зголемува со зголемување на emitter-base напонот (VEB).

Ултравходното отпорност на колата е односот на промената во emitter-base напонот (ΔV EB) до emitter струјата (ΔIE) при константен collector-base напон (VCB = Constant). Бидејќи промената во emitter струјата е многу голема споредено со промената во emitter-base напонот (ΔIE >> ΔVEB), ултравходната отпорност на транзисторот со заедничка база е многу мала.

Излезната карактеристика

Collector струјата добива само константна вредност кога има доволно обратен напон изграден меѓу базата и collector областа. Затоа има зголемување на collector струјата со зголемување на collector-base напонот кога овој напон има многу ниска вредност. Но после определен collector-base напон, collector-base јункцијата добива доволно обратен напон, па collector струјата станува константна за одредена emitter струја и целосно зависи од emitter струјата.

Во тој случај, целосно emitter струјата освен base струјата доприноси до collector струјата. Бидејќи collector струјата станува скоро константна за одредена emitter струја во тој дел од карактеристиката, зголемувањето на collector струјата е многу, многу мало споредено со зголемувањето на collector-base напонот.

Односот на промената во collector-base напонот до промената во collector струјата се дефинира како излезната отпорност на транзисторот со заедничка база. Природно, вредноста на излезната отпорност е многу голема во транзисторот со заедничка база.

Поврзување на BJT со заеднички емитер

Транзисторот со заеднички емитер е најчесто користен тип на поврзување. Овде терминалот емитер е заеднички за входната и излезната кола. Колата поврзана меѓу базата и емитерот е входната кола, а колата поврзана меѓу колекторот и емитерот е излезната кола. Режимот со заеднички емитер на npn транзисторот и pnp транзисторот се прикажани посебно во следната слика.

Амплификациски фактор на струја

Во конфигурацијата со заеднички емитер, входната струја е base струја (IB), а излезната струја е collector струја (IC). Во биполарниот јункционален транзистор, base струјата контролира collector струјата. Односот на промената во collector струјата (ΔIC) до промената во base струјата (ΔIB) се дефинира како амплификациски фактор на транзисторот со заеднички емитер. Во биполарниот јункционален транзистор, emitter струјата (IE) е збир на base струјата (IB) и collector струјата (IC). Ако base струјата се менува, collector струјата исто така се менува, и како резултат emitter струјата се менува соодветно.

Пак, односот на промената во collector струјата до соодветната промена во emitter струјата се означува со α. Бидејќи вредноста на base струјата е многу ниска споредено со collector струјата (IB << IC), амплификацискиот фактор во транзисторот со заеднички емитер е многу голем и се движи од 20 до 500.

Карактеристики на транзисторот со заеднички емитер

Во режимот со заеднички емитер на транзисторот, постојат две коли – входна кола и излезната кола. Во входната кола, параметрите се base струјата и base-emitter напонот. Карактеристичната крива нацртана според варијациите на base струјата и base-emitter напонот е входна карактеристика на транзисторот со заеднички емитер. Јункцијата помеѓу базата и емитерот е претварање напред, затоа карактеристиката би била слична на таа на диод со претварање напред. Еднако, base струјата не добива никаква вредност пред base-emitter напонот премине претварањето на јункцијата, но после тоа, base струјата значително се зголемува со зголемување на base-emitter напонот. Стапката на зголемување на base струјата во однос на base-emitter напонот е висока тука, но не толку висока како во случајот со заедничка база.

Затоа, ултравходната отпорност на колата е повисока од таа на режимот со заедничка база на транзисторот.

Излезната карактеристика на транзисторот со заеднички емитер

Излезната карактеристика се црта според варијациите на излезната струја и излезната напон на транзисторот. Collector струјата е излезната струја, а collector-emitter напонот е излезната напон на транзисторот. Тук варијациите на collector струјата за различни вредности на collector-base напонот се цртаат за фиксна вредност на base струјата. Установено е дека на почеток collector струјата се зголемува правопропорционално со зголемување на collector-emitter напонот, но после определен напон, collector струјата станува почти константна. Ова е затоа што на почеток јункцијата base-collector не добива доволно обратен напон, но после определен напон таа станува доволно обратно напонета, и тогаш главната дел од зарядните носачи кои доаѓаат од емитерот до базата ќе мигрираат до колекторот за да допринесат до collector струјата. Бројот на главните зарядни носачи кои доаѓаат од емитерот зависи од base струјата во BJT, затоа за специфична base струја, collector струјата е константна.

Излезната отпорност би била

Поврзување на BJT со заеднички колектор

Во конфигурацијата со заеднички колектор, входната кола е помеѓу базата и колекторот, а излезната кола е помеѓу емитерот и колекторот.

Односот на промената во emitter струјата до промената во base струјата се дефинира како амплификациски фактор на конфигурацијата со заеднички колектор. Ова се означува како,

Амплификацискиот фактор на колата е односот на промената во emitter струјата до промената во base струјата кога се применува временски варирачки сигнал на входот.

Входна карактеристика на транзисторот со заеднички колектор