Bipolaarne ühendtransistor

BJT määratlus

Bipolaarne ühenduspunkt (tuntud ka kui BJT või BJT-transistor) on kolmepoolne pooljuhtiv seade, mis koosneb kahest p-n ühendusest ja suudab signaali tugevdada. See on voolu kontrollitud seade. BJT-l on kolm kontaktpunkti: baas, kolektor ja emitteerija. BJT on transistori tüüp, mis kasutab nii elektrone kui ka auksid laengutandjana.

Väikese amplituudiga signaal, mis on rakendatud baasile, on saadaval tugevdatud kujul kolektoris. See on BJT poolt pakutav tugevdamine. Tähelepanu, et see nõuab välise DC toiteallika, et tugevdamisprotsessi läbi viia.

On olemas kaks tüüpi bipolaarseid ühenduspunktitransistoreid – NPN-transistoreid ja PNP-transistoreid. Allpool on antud nende kahe tüübi bipolaarse ühenduspunktitransistori diagramm.

Ülaloleval joonisel näeme, et igal BJT-l on kolm osa: emitteerija, baas ja kolektor. JE ja JC tähistavad vastavalt emitteerija- ja kolektoriühendust. Hetkel on piisav, kui me teame, et emitteerija-baasi ühendus on edasihoidlikult paigutatud ja kolektori-baasi ühendused on tagurpidi paigutatud. Järgmine teema kirjeldab nende transistorite kahte tüüpi.

NPN Bipolaarne Ühenduspunkttransistor

N-P-N bipolaarses transistoris (või npn-transistoris) asub üks P-tüübilise pooljuhtiva materjali osa kahe N-tüübilise pooljuhtiva materjali osa vahel. Allpool on näidatud N-P-N transistor. Siin IE, IC on vastavalt emitteerija- ja kolektorivool, VEB ja VCB on vastavalt emitteerija-baasi ja kolektori-baasi pinged. Kui emitteerija, baasi ja kolektori vool IE, IB ja IC sissetuleb transistori, siis voolu märgitakse positiivseks ja kui vool väljub transistort, siis märgitakse see negatiivseks. Saame tabeldada erinevaid voolu ja pingete väärtusi N-P-N transistoris.

PNP Bipolaarne Ühenduspunkttransistor

Sarnaselt P-N-P bipolaarse ühenduspunktitransistori (või pnp-transistori) puhul on N-tüübiline pooljuhtiva materjali osa kaks P-tüübilise pooljuhtiva materjali osa vahel. Allpool on näidatud P-N-P transistori diagramm.

P-N-P transistori puhul sissetuleb vool transistori emitteerijakontakti. Iga bipolaarne ühenduspunkttransistori puhul on emitteerija-baasi ühendus edasihoidlikult paigutatud ja kolektori-baasi ühendus on tagurpidi paigutatud. Saame tabeldada emitteerija, baasi ja kolektorivoolu, samuti emitteerija-baasi, kolektori-baasi ja kolektori-emitteerija pingi P-N-P transistori puhul.

BJT tööpõhimõte

Joonisel on näidatud N-P-N transistor, millel on aktiivregioonis (vaata transistri polaarimist), BE ühendus on edasihoidlikult paigutatud, samas kui CB ühendus on tagurpidi paigutatud. BE ühenduse purunemispiirkonna laius on väiksem kui CB ühenduse purunemispiirkonna laius.

BE ühenduse edasihoidlus vähendab takistuspotentsiaali, lubades elektronidel liikuda emitteerijast baasi. Kuna baas on õrn ja veidi dopantiga, on selles vähe auksi. Umbes 2% elektronidest emitteerijast rekombineeruvad baasis auksidega ja voolavad välja baasi kontaktipunktist.

See moodustab baasivoolu, mis tekib elektronide ja aukside rekombineerumisest (märgige, et tavapärase voolu suund on vastupidine elektronide voolu suunale). Ülejäänud suur hulk elektronidest ristab tagurpidi paigutatud kolektorühenduse, moodustades kolektorivoolu. Seega KCL järgi,

Baasivool on väga väike võrreldes emitteerija- ja kolektorivooluga.

Siin on enamik laengutandjaid elektronid. P-N-P transistori tööpõhimõte on sama nagu N-P-N, ainus erinevus on see, et peamised laengutandjad on auksid mitte elektronid. Vaid väike osa voolust tekib peamiste laengutandjate tõttu ja enamus voolust tekib BJT-s vähemuste laengutandjate tõttu. Seetõttu nimetatakse neid vähemuste laengutandjate seadmeteks.

BJT ekvivalentne skeem

P-N ühendus esitatakse dioodiga. Kuna transistoril on kaks P-N ühendust, on see ekvivalentne kahe dioodi tagurpidi ühendamisega. Sellele viidatakse kui BJT kahe dioodi analoogina.

Bipolaarne Ühenduspunkttransistori Omadused

BJT-l on kolm osa: kolektor, emitteerija ja baas. Enne kui me saame teada BJT omadusi, peame teadma selle tüübi transistrite töörežiime. Režiimid on

• Ühine baas (CB) režiim

• Ühine emitteerija (CE) režiim

• Ühine kolektor (CC) režiim

Kõik kolm režiimi on näidatud allpool

Nüüd jutustame BJT omadustest, mis on erinevad erinevate töörežiimide puhul. Omadused on muutujate vahelisi suhteid näitavad graafikud. P-N-P transistori omadused on andmed erinevate režiimide ja parameetrite puhul.

Ühine baasi omadused

Sisendomadused

P-N-P transistori puhul on sisendivool emitteerijavool (IE) ja sisendpinge on kolektori-baasi pinge (VCB).

Kuna emitteerija-baasi ühendus on edasihoidlikult paigutatud, siis IE vs VEB graafik on sarnane P-N dioodi edasihoidliku karakteristikuga. IE suureneb fikseeritud VEB korral, kui VCB suureneb.

Väljundomadused

Väljundomadused näitavad väljundpinge ja väljundivoolu IC vahelist suhet. IC on väljundivool, VCB on kolektori-baasi pinge ja IE on sisendivool ning töötab parameetrina. Allpool on näidatud P-N-P transistori väljundomadused CB režiimis.

Kui me teame, et P-N-P transistori puhul on IE ja VEB positiivsed ja IC, IB, VCB on negatiivsed. Kõverl on kolm regiooni: aktiivregioon, satueerimisregioon ja lõpetamisregioon. Aktiivregioon on regioon, kus transistor töötab normaalselt.

Siin on emitteerijaühendus tagurpidi paigutatud. Nüüd satueerimisregioon on see regioon, kus mõlemad emitteerija-kolektori ühendid on edasihoidlikult paigutatud. Ja lõpuks lõpetamisregioon on see regioon, kus mõlemad emitteerija- ja kolektoriühendid on tagurpidi paigutatud.

Ühine emitteerija omadused

Sisendomadused

IB (Baasivool) on sisendivool, VBE (Baasi-emitteerija pinge) on sisendpinge CE (Ühine emitteerija) režiimis. Seega, CE režiimi sisendomadused on IB ja VBE vaheline suhe, kus VCE on parameeter. Omadused on näidatud allpool

Tavalised CE sisendomadused on sarnased P-N dioodi edasihoidliku karakteristikuga. Kuid kui VCB suureneb, väheneb baasi laius.

Väljundomadused

CE režiimi väljundomadused on graafik või kõver, mis näitab kolektorivoolu (IC) ja kolektori-emitteerija pingevahelist suhet, kui baasivool IB on parameeter. Omadused on näidatud allpool olevas joonises.

Samuti nagu ühise baasi transistri väljundomadused, on CE režiimil kolm regiooni: (i) aktiivregioon, (ii) lõpetamisregioon, (iii) satueerimisregioon. Aktiivregioonil on kolektorühendus tagurpidi paigutatud ja emitteerijaühendus edasihoidlikult paigutatud.

Lõpetamisregiooni puhul on emitteerijaühendus vähe tagurpidi paigutatud ja kolektorivool ei ole täielikult lõpetatud. Lõpuks satueerimisregioonil on mõlemad kolektor- ja emitteerijaühendid edasihoidlikult paigutatud.