Δίπολη Συνάπτη Τρανζίστορ

Ορισμός BJT

Ένα Διπολικό Συνδετήρας (Bipolar Junction Transistor, επίσης γνωστό ως BJT ή BJT Transistor) είναι ένα τριπολικό σημείο που αποτελείται από δύο p-n συνδέσεις και είναι σε θέση να επεκτείνει ή να ενισχύσει ένα σήμα. Είναι ένα συστηματικό συστηματικό συστήμα. Τα τρία σημεία του BJT είναι το βάση, ο συλλέκτης και ο εξαγωγέας. Ένα BJT είναι ένα είδος συνδετήρα που χρησιμοποιεί και ηλεκτρόνια και τρύπες ως φορείς φορτίου.

Ένα σήμα μικρής έντασης, αν εφαρμοστεί στη βάση, είναι διαθέσιμο σε επεκταμένη μορφή στον συλλέκτη του συνδετήρα. Αυτή είναι η ενίσχυση που παρέχεται από το BJT. Σημειώστε ότι απαιτείται ένα εξωτερικό πηγαίο DC για την εκτέλεση της διαδικασίας ενίσχυσης.

Υπάρχουν δύο τύποι διπολικών συνδετήρων - NPN συνδετήρες και PNP συνδετήρες. Στο επόμενο διάγραμμα δίνεται η διάγραμμα αυτών των δύο τύπων διπολικών συνδετήρων.

Από το παραπάνω σχήμα, μπορούμε να δούμε ότι κάθε BJT έχει τρία μέρη που ονομάζονται εξαγωγέας, βάση και συλλέκτης. JE και JC αντιπροσωπεύουν τη σύνδεση του εξαγωγέα και τη σύνδεση του συλλέκτη αντίστοιχα. Τώρα, αρχικά είναι αρκετό για μας να ξέρουμε ότι η σύνδεση της βάσης-εξαγωγέα είναι προς τα εμπρός και οι συνδέσεις της βάσης-συλλέκτη είναι αντίστροφη. Το επόμενο θέμα θα περιγράψει τους δύο τύπους αυτών των συνδετήρων.

NPN Bipolar Junction Transistor

Σε ένα n-p-n διπολικό συνδετήρα (ή npn συνδετήρα), ένα p-type σημείο βρίσκεται μεταξύ δύο n-type σημείων. Στο επόμενο διάγραμμα, δίνεται ένα n-p-n συνδετήρα. Τώρα I E, IC είναι ο ρευστός εξαγωγέα και ο ρευστός συλλέκτης αντίστοιχα και VEB και VCB είναι η τάση εξαγωγέα-βάση και η τάση συλλέκτη-βάση αντίστοιχα. Σύμφωνα με τη σύμβαση, αν για τον εξαγωγέα, τη βάση και τον συλλέκτη, ο ρευστός IE, IB και IC πηγαίνει μέσα στον συνδετήρα, το σημάδι του ρευστού λαμβάνεται ως θετικό και αν ο ρευστός βγαίνει από τον συνδετήρα, τότε το σημάδι λαμβάνεται ως αρνητικό. Μπορούμε να καταχωρήσουμε τους διαφορετικούς ρευστούς και τάσεις μέσα στον n-p-n συνδετήρα.

PNP Bipolar Junction Transistor

Όμοια, για p-n-p διπολικό συνδετήρα (ή pnp συνδετήρα), ένα n-type σημείο βρίσκεται μεταξύ δύο p-type σημείων. Το διάγραμμα ενός p-n-p συνδετήρα δίνεται παρακάτω.

Για p-n-p συνδετήρες, ο ρευστός εισέρχεται στον συνδετήρα μέσω του τερματικού εξαγωγέα. Όπως κάθε διπολικός συνδετήρας, η σύνδεση της βάσης-εξαγωγέα είναι προς τα εμπρός και η σύνδεση της βάσης-συλλέκτη είναι αντίστροφη. Μπορούμε να καταχωρήσουμε τον ρευστό του εξαγωγέα, της βάσης και του συλλέκτη, καθώς και την τάση της βάσης-εξαγωγέα, της βάσης-συλλέκτη και της συλλέκτη-εξαγωγέα για p-n-p συνδετήρες επίσης.

Λειτουργικός Μηχανισμός BJT

Το σχήμα δείχνει ένα n-p-n συνδετήρα που είναι προσανατολισμένο στην ενεργή περιοχή (βλέπε προσανατολισμό συνδετήρα), η σύνδεση BE είναι προς τα εμπρός ενώ η CB σύνδεση είναι αντίστροφη. Η πλάτος της περιοχής εξάντλησης της σύνδεσης BE είναι μικρότερη σε σύγκριση με αυτή της CB σύνδεσης.

Η προς τα εμπρός προσανατολισμός στη σύνδεση BE μειώνει τη δυναμική βάρος, επιτρέποντας στα ηλεκτρόνια να ρέουν από τον εξαγωγέα στη βάση. Επειδή η βάση είναι λεπτή και ελαφρά δοποδοτημένη, έχει πολύ λίγες τρύπες. Περίπου 2% των ηλεκτρονίων από τον εξαγωγέα επανενώνονται με τρύπες στη βάση και ρέουν έξω μέσω του τερματικού βάσης.

Αυτό αποτελεί τον ρευστό της βάσης, ρέει λόγω της επανένωσης ηλεκτρονίων και τρυπών (σημειώστε ότι η κατεύθυνση του συμβατικού ρευστού είναι αντίθετη με αυτή του ρέουσα ηλεκτρονίων). Ο μεγάλος αριθμός των υπολοίπων ηλεκτρονίων θα διασχίσει την αντίστροφη προσανατολισμό της συλλέκτης για να συντελέσει στον ρευστό της συλλέκτης. Έτσι, με την KCL,

Ο ρευστός της βάσης είναι πολύ μικρός σε σύγκριση με τον ρευστό του εξαγωγέα και της συλλέκτης.

Εδώ, οι πλειοψηφικοί φορείς φορτίου είναι ηλεκτρόνια. Η λειτουργία ενός p-n-p συνδετήρα είναι η ίδια με αυτή του n-p-n, με τη μόνη διαφορά ότι οι πλειοψηφικοί φορείς φορτίου είναι τρύπες αντί για ηλεκτρόνια. Μόνο ένα μικρό μέρος του ρευστού ρέει λόγω των πλειοψηφικών φορέων και ο περισσότερος ρευστός ρέει λόγω των μειοψηφικών φορέων σε ένα BJT. Έτσι, ονομάζονται ως μειοψηφικά φορείς συστήματα.

Ισοδύναμο Σύστημα BJT

Μια p-n σύνδεση αντιπροσωπεύεται από ένα διόδιο. Επειδή ένας συνδετήρας έχει δύο p-n συνδέσεις, είναι ισοδύναμο με δύο διόδια που είναι συνδεδεμένα πίσω προς πίσω. Αυτό ονομάζεται ως η διάνοια δύο διοδίων του BJT.

Χαρακτηριστικά Bipolar Junction Transistors

Τα τρία μέρη ενός BJT είναι ο συλλέκτης, ο εξαγωγέας και η βάση. Πριν γνωρίσουμε τα χαρακτηριστικά του διπολικού συνδετήρα, πρέπει να γνωρίσουμε τους τρόπους λειτουργίας για αυτόν τον τύπο συνδετήρων. Οι τρόποι είναι

• Κοινή Βάση (CB) τρόπος

• Κοινός Εξαγωγέας (CE) τρόπος

• Κοινός Συλλέκτης (CC) τρόπος

Όλοι οι τρεις τύποι τρόπων είναι δεδομένοι παρακάτω

Τώρα, έρχοντας στα χαρακτηριστικά BJT, υπάρχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά για διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας. Τα χαρακτηριστικά είναι τίποτα άλλο από τη γραφική μορφή των σχέσεων μεταξύ διαφορετικών ρευστών και τάσεων του συνδετήρα. Τα χαρακτηριστικά για p-n-p συνδετήρες δίνονται για διαφορετικούς τρόπους και διαφορετικούς παράμετρους.

Κοινά Χαρακτηριστικά Βάσης

Εισαγωγικά Χαρακτηριστικά

Για p-n-p συνδετήρα, ο εισαγωγικός ρευστός είναι ο ρευστός εξαγωγέα (IE) και η εισαγωγική τάση είναι η τάση συλλέκτη-βάση (VCB).

Επειδή η σύνδεση της βάσης-εξαγωγέα είναι προς τα εμπρός, έτσι το γράφημα του IE Vs VEB είναι παρόμοιο με τα προς τα εμπρός χαρακτηριστικά ενός p-n διόδιου. Το IE αυξάνεται για σταθερό VEB όταν το VCB αυξάνεται.

Εξαγωγικά Χαρακτηριστικά

Τα εξαγωγικά χαρακτηριστικά δείχνουν τη σχέση μεταξύ της εξαγωγικής τάσης και του εξαγωγικού ρευστού IC είναι ο εξαγωγικός ρευστός και η τάση συλλέκτη-βάση και ο ρευστός εξαγωγέα IE είναι ο εισαγωγικός ρευστός και λειτουργεί ως παράμετροι. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τα εξαγωγικά χαρακτηριστικά για ένα p-n-p συνδετήρα σε CB τρόπο.