Bipolaire Junction Transistor

BJT Definisie

'n Bipolaire Junction Transistor (ook bekend as 'n BJT of BJT Transistor) is 'n drie-terminale halwegegeleerder toestel wat uit twee p-n-junks bestaan en in staat is om 'n sein te versterk of te vergroot. Dit is 'n stroomgestuurde toestel. Die drie terminale van die BJT is die basis, die kollektor en die emitter. 'n BJT is 'n tipe transistor wat beide elektrone en gasholle as laaddragers gebruik.

'n Sein met 'n klein amplituud, indien toegepas op die basis, is beskikbaar in 'n versterkte vorm by die kollektor van die transistor. Dit is die versterking wat deur die BJT verskaf word. Let daarop dat dit 'n eksterne DC-stroombron vereis om die versterkingsproses uit te voer.

Daar is twee tipes bipolaire junction transistors – NPN-transistors en PNP-transistors. 'n Skets van hierdie twee tipes bipolaire junction transistors word hieronder gegee.

Vanuit die bo-figuur kan ons sien dat elke BJT drie dele het, genaamd emitter, basis en kollektor. JE en JC verteenwoordig onderskeidelik die junks van die emitter en die junks van die kollektor. Vir nou is dit voldoende vir ons om te weet dat die emitter-basis junk voorwaarts gespan is en die kollektor-basis junks agterwaarts gespan is. Die volgende onderwerp sal die twee tipes van hierdie transistors beskryf.

NPN Bipolaire Junction Transistor

In 'n n-p-n bipolaire transistor (of npn transistor) residieer 'n p-tipe halwegegeleerder tussen twee n-tipe halwegegeleerders. In die skets hieronder word 'n n-p-n transistor gewys. IE, IC is onderskeidelik die emitterstroom en die kollektorstroom, en VEB en VCB is onderskeidelik die emitter-basis spanning en die kollektor-basis spanning. Volgens die konvensie, as die emitter-, basis- en kollektorstroom IE, IB en IC die transistor binnekom, word die teken van die stroom as positief geneem, en as die stroom die transistor verlaat, word die teken as negatief geneem. Ons kan die verskillende strome en spannings binne die n-p-n transistor tabuleer.

PNP Bipolaire Junction Transistor

Gelykso, vir 'n p-n-p bipolaire junction transistor (of pnp transistor), is 'n n-tipe halwegegeleerder tussen twee p-tipe halwegegeleerders ingesluit. Die skets van 'n p-n-p transistor word hieronder gewys.

Vir p-n-p transistors, kom die stroom deur die emitterterminal die transistor binne. Soos enige bipolaire junction transistor, is die emitter-basis junk voorwaarts gespan en die kollektor-basis junk agterwaarts gespan. Ons kan die emitter-, basis- en kollektorstroom, sowel as die emitter-basis-, kollektor-basis- en kollektor-emitter-spanning vir p-n-p transistors ook tabuleer.

Werkprinsipe van BJT

Die figuur wys 'n n-p-n transistor wat in die aktiewe gebied gespan is (Sien transistorbiasering), die BE-junk is voorwaarts gespan terwyl die CB-junk agterwaarts gespan is. Die breedte van die depletiegebied van die BE-junk is kleiner as dié van die CB-junk.

Die voorwaartse spanning by die BE-junk verlaag die barrièrespanning, wat elektrone laat vloei van die emitter na die basis. Omdat die basis dun en lig gespan is, het dit baie min gasholle. Ongeveer 2% van die elektrone van die emitter recombineer met gasholle in die basis en vloei deur die basisterminal uit.

Dit vorm die basisstroom, wat vloei as gevolg van recombining van elektrone en gasholle (Let daarop dat die rigting van konvensionele stroomvloei teenoor die rigting van die vloei van elektrone is). Die oorblywende groot aantal elektrone sal die agterwaarts-gespanne kollektorjunk oorskry om die kollektorstroom te vorm. Dus, deur KCL,

Die basisstroom is baie klein in vergelyking met die emitter- en kollektorstroom.

Hier, is die meerderheid van die laaddragers elektrone. Die operasie van 'n p-n-p transistor is dieselfde as van die n-p-n, die enigste verskil is dat die meerderheid laaddragers gasholle is in plaas van elektrone. Slegs 'n klein deel van die stroom vloei as gevolg van meerderheid draers en die meeste van die stroom vloei as gevolg van minderheid laaddragers in 'n BJT. Daarom word hulle as minderheid laaddraartoestelle genoem.

Ekwivalente Sirkel van BJT

'n p-n-junk word deur 'n diode voorgestel. Aangesien 'n transistor twee p-n-junks het, is dit ekwivalent aan twee diodes wat terug-aan-terug verbonden is. Dit staan bekend as die twee-diode analoogie van die BJT.

Karakteristieke van Bipolaire Junction Transistors

Die drie dele van 'n BJT is kollektor, emitter en basis. Voordat ons iets oor die karakteristieke van bipolaire junction transistors weet, moet ons eers kennis neem van die bedryfsmodusse vir hierdie tipe transistors. Die modusse is

• Gemeenskaplike Basis (GB) modus

• Gemeenskaplike Emitter (GE) modus

• Gemeenskaplike Kollektor (GK) modus

Al drie tipes modusse word hieronder getoon

Kom nou na die karakteristieke van BJT, daar is verskillende karakteristieke vir verskillende bedryfsmodusse. Karakteristieke is niets anders as grafiese vorms van verhoudings tussen verskillende stroom- en spanningveranderlikes van die transistor. Die karakteristieke vir p-n-p transistors word vir verskillende modusse en parameters gegee.

Gemeenskaplike Basis Karakteristieke

Ingangskarakteristieke

Vir 'n p-n-p transistor is die ingangstroom die emitterstroom (IE) en die ingangspanning die kollektor-basis spanning (VCB).

Aangesien die emitter-basis junk voorwaarts gespan is, is die grafiek van IE vs VEB soortgelyk aan die voorwaartse karakteristieke van 'n p-n-diode. IE neem toe vir 'n vaste VEB wanneer VCB verhoog.

Uitgangskarakteristieke

Die uitgangskarakteristieke wys die verhouding tussen die uitgangspanning en die uitgangstroom IC is die uitgangstroom en die kollektor-basis spanning, en die emitterstroom IE is die ingangstroom en funksioneer as die parameters. Die figuur hieronder wys die uitgangskarakteristieke vir 'n p-n-p transistor in GB-modus.

Soos ons weet, is vir p-n-p transistors I E en VEB positief en IC, IB, VCB negatief. Daar is drie gebiede in die kurwe, naamlik die aktiewe gebied, die verzadigingsgebied en die afsnygebied. Die aktiewe gebied is die gebied waar die transistor normaal funksioneer.

Hier is die emitterjunk agterwaarts gespan. Nou is die verzadigingsgebied die gebied waar beide die emitter-kollektor junks voorwaarts gespan is. En uiteindelik is die afsnygebied die gebied waar beide die emitter en die kollektor junks agterwaarts gespan is.

Gemeenskaplike Emitter Karakteristieke

Ingangskarakteristieke

IB (Basisstroom) is die ingangstroom, VBE (Basis-Emitter Spanning) is die ingangspanning vir GE (Gemeenskaplike Emitter) modus. Dus, die ingangskarakteristieke vir GE-modus sal die verhouding tussen IB en VBE met VCE as 'n parameter wees. Die karakteristieke word hieronder getoon

Die tipiese GE-ingangskarakteristieke is soortgelyk aan dié van 'n voorwaarts-gespanne p-n-diode. Maar as V CB verhoog, verlaag die basiswydte.

Uitgangskarakteristieke

Uitgangskarakteristieke vir GE-modus is die kurwe of grafiek tussen die kollektorstroom (IC) en die kollektor-emitter spanning (VCE) wanneer die basisstroom IB die parameter is. Die karakteristieke word hieronder in die figuur getoon.

Soos die uitgangskarakteristieke van die gemeenskaplike-basis transistor, het die GE-modus ook drie gebiede, naamlik (i) Aktiewe gebied, (ii) afknipgebied, (iii) verzadigingsgebied. Die aktiewe gebied het die kollektorjunk agterwaarts gespan en die emitterjunk voorwaarts gespan.

Vir die afknipgebied is die emitterjunk liggies agterwaarts gespan en die kollektorstroom word nie totaal afgeknip nie. En uiteindelik, vir die verzadigingsgebied, is beide die kollektor- en die emitterjunks voorwaarts gespan.