Dipolar Kəsik Tranzistor

BJT Tərif

Bipolyar Qoşulma Transistoru (ya da BJT və ya BJT Transistoru) üç terminaldan ibarət, iki p-n qoşulmadan ibarət yarıiletken cihazdır. Bu cihaz, bir sinyali gücləndirə və ya böyütməyə imkan verir. Bu, akım tərəfindən idarə edilən cihazdır. BJT-nin üç terminalı baz, toplayıcı və yayıcıdır. BJT elektronları və dələkləri həmçinin zərürətli yük nöqtələri kimi istifadə edən transistordur.

Baza uygulanmış kiçik amplitudlu bir sinyal transistordan toplayıcıda böyükləşdirilmiş şəkildə müalicə olunur. Bu, BJT tərəfindən təmin edilən gücləndirmədir. Qeyd edək ki, bu prosesin yerinə yetirilməsi üçün xarici DC enerji mənbəsinə ehtiyac var.

İki növ bipolyar qoşulma transistoru var – NPN transistoru və PNP transistoru. Aşağıda bu iki növ bipolyar qoşulma transistoru şeması verilib.

Yuxarıdaki şəkildən görə bilərik ki, hər BJT-nin yayıcı, baza və toplayıcı adlı üç hissəsi var. JE və JC uyğun olaraq yayıcı qoşulması və toplayıcı qoşulmasını təmsil edir. İndi bizim biləcəyimiz ki, yayıcı-baza qoşulması irəlili yönəldilmiş, toplayıcı-baza qoşulması isə geri yönəldilmişdir. Növbəti mövzuda bu transistornun iki növü təsvir ediləcəkdir.

NPN Bipolyar Qoşulma Transistoru

N-P-N bipolyar transistorda (və ya npn transistorda) bir p-tipi yarıiletken iki n-tipi yarıiletken arasında yer alır. Aşağıda n-p-n transistora şeması göstərilmişdir. İndi IE, IC uyğun olaraq yayıcı akımı və toplayıcı akımı, VEB və VCB isə uyğun olaraq yayıcı-baza voltajı və toplayıcı-baza voltajıdır. Gələcək konvensiyaya görə, eger yayıcı, baza və toplayıcı akımları IE, IB və IC transistorda girsə, akımın işarəsi müsbət götürülür və əgər akım transistordan çıxsasa, işarəsi mənfi götürülür. Biz n-p-n transistorda fərqli akımları və voltajları tablo halına sala bilərik.

PNP Bipolyar Qoşulma Transistoru

Eyni kimi, P-N-P bipolyar qoşulma transistorda (və ya pnp transistorda), bir n-tipi yarıiletken iki p-tipi yarıiletken arasında yer alır. Aşağıda p-n-p transistora şeması göstərilmişdir.

P-N-P transistorda, akım yayıcı terminalından transistora girir. Hər hansı bir bipolyar qoşulma transistorda olduğu kimi, yayıcı-baza qoşulması irəlili yönəldilmiş, toplayıcı-baza qoşulması isə geri yönəldilmişdir. Biz p-n-p transistorda yayıcı, baza və toplayıcı akımlarını, yayıcı-baza, toplayıcı-baza və toplayıcı-yayıcı voltajlarını tablo halına sala bilərik.

BJT İşləmə Prinsipi

Şəkil, aktiv sahədə tənzimlənmiş (transistor tənzimlənməsinə baxın) n-p-n transistori göstərir. BE qoşulması irəlili yönəldilmiş, CB qoşulması isə geri yönəldilmişdir. BE qoşulmasının deplesiyyon sahəsi, CB qoşulmasının deplesiyyon sahəsinə nisbətən kiçikdir.

BE qoşulmasında olan irəlili yönəldilmə, barier potensialını azaldır və elektronların yayıcıdan bazaya axın etməsinə imkan verir. Bazın in və hafif dozlaşdırılmış olması səbəbindən, onun çox az dələkli var. Yayıcılardan gələn elektronların təxminən 2% si bazadakı dələklərlə bir araya düşür və baz terminalından çıxır.

Bu, baz akımını təşkil edir, elektronlarla dələklərin bir araya düşməsi səbəbindən (qeyd edək ki, konvensiyonal akımın axın yönü elektronların axın yönündən əksidir). Qalan çox saylı elektronlar geri yönəldilmiş toplayıcı qoşulmasına keçib, toplayıcı akımını təşkil edir. Bu şəkildə KCL-ə görə,

Baz akımı, yayıcı və toplayıcı akımlarına nisbətən çox kiçikdir.

Burada, əsas yük nöqtələri elektronlardır. P-N-P transistordin işləmə prinsipi N-P-N ilə eynidir, yeganə fərq isə əsas yük nöqtələrinin elektronlar yerinə dələklər olmasıdır. Yalnız kiçik hissəsi akım əsas yük nöqtələri vasitəsilə axın edir və BJT-də əksər akım azsaylı yük nöqtələri vasitəsilə axın edir. Bu səbəbdən, onlara azsaylı yük nöqtələri cihazları deyilir.

BJT Ekvivalent Şeması

P-N qoşulması diod tərəfindən təsvir olunur. Transistorun iki P-N qoşulması olduğu üçün, o, ard-arda qoşulmuş iki dioda bərabərdir. Bu, BJT-nin iki diod analogiyası adlanır.

Bipolyar Qoşulma Transistorunun Xüsusiyyətləri

BJT-nin üç hissəsi var: toplayıcı, yayıcı və baza. Bipolyar qoşulma transistorunun xüsusiyyətlərini öyrənməzdən əvvəl, bu növ transistordan işləmə rejimləri haqqında məlumat almaq lazımdır. Rejimlər:

• Ümumi Baza (CB) rejimi

• Ümumi Yayıcı (CE) rejimi

• Ümumi Toplayıcı (CC) rejimi

Üç növ rejim aşağıda göstərilmişdir.

İndi BJT-nin xüsusiyyətlərinə gəlin. Fərqli işləmə rejimləri üçün fərqli xüsusiyyətlər var. Xüsusiyyətlər, transistorda fərqli akım və voltaj dəyişənləri arasındakı münasibətlərin grafik formasıdır. P-N-P transistorda fərqli rejimlər və fərqli parametrlər üçün xüsusiyyətlər verilib.

Ümumi Baza Xüsusiyyətləri

Giriş Xüsusiyyətləri

P-N-P transistorda, giriş akımı yayıcı akımı (IE) və giriş voltajı toplayıcı-baza voltajıdır (VCB).

Yayıcı-baza qoşulması irəlili yönəldilmiş olduğundan, IE və VEB arasındakı qrafik, P-N diodunun irəlili xüsusiyyətinə oxşardır. Sabit VEB üçün VCB artıqca IE artır.

Çıxış Xüsusiyyətləri

Çıxış xüsusiyyətləri, çıxış voltajı və çıxış akımı (IC) arasındakı münasibəti göstərir. Toplayıcı-baza voltajı və yayıcı akımı (IE) parametr kimi işləyir. Aşağıda, CB rejimində P-N-P transistorda çıxış xüsusiyyətləri göstərilmişdir.

P-N-P transistorda IE və VEB müsbətdir, IC, IB, VCB isə mənfidir. Bu qrafikdə üç sahə var: aktiv sahə, doyma sahəsi və kesilme sahəsi. Aktiv sahə, transistordan normal işlədiyi sahədir.

Burada, yayıcı qoşulması geri yönəldilmişdir. İndi, doyma sahəsi, hemi yayıcı-toplayıcı qoşulması irəlili yönəldilmişdir. Nihayət, kesilme sahəsi, hemi yayıcı və toplayıcı qoşulması geri yönəldilmişdir.

Ümumi Yayıcı Xüsusiyyətləri

Giriş Xüsusiyyətləri

IB (Baz Akımı) giriş akımı, VBE (Baza-Yayıcı Voltajı) isə CE (Ümumi Yayıcı) rejimi üçün giriş voltajıdır. Beləliklə, CE rejimi üçün giriş xüsusiyyətləri, VCE parametri ilə IB və VBE arasındakı münasibətdir. Aşağıda xüsusiyyətlər göstərilmişdir.

Tipik CE giriş xüsusiyyətləri, P-N diodunun irəlili xüsusiyyətinə oxşardır. Amma VCB artıqca baz genişliyi azalır.

Çıxış Xüsusiyyətləri

CE rejimi üçün çıxış xüsusiyyətləri, baz akımı (IB) parametri ilə toplayıcı akımı (IC) və toplayıcı-yayıcı voltajı (VCE) arasındakı qrafikdir. Aşağıda xüsusiyyətlər göstərilmişdir.

Ümumi baz transistordan fərqli olaraq, CE rejimi də üç sahəyə malikdir: (i) Aktiv sahə, (ii) Kesilme sahəsi, (iii) Doyma sahəsi. Aktiv sahədə, toplayıcı qoşulması geri yönəldilmiş, yayıcı qoşulması isə irəlili yönəldilmişdir.

Kesilme sahəsində, yayıcı qoşulması bir az geri yönəldilmişdir və toplayıcı akımı tamamilə kəsilməyib. Nihayət, doyma sahəsində, hemi toplayıcı və yayıcı qoşulması irəlili yönəldilmişdir.