טרנזיסטור מיתר דו קוטבי

הגדרת BJT

טרנזיסטור דו-קוטבי (ידוע גם כ-BJT או טרנזיסטור BJT) הוא מכשיר חצי מוליך בעל שלושה קצוות המורכב משני מפגשים p-n המסוגלים לה Maher או להגדיל אות. זהו מכשיר בשליטה בזרם. שלושת הקצוות של ה-BJT הם הבסיס, המאגר והפליט. BJT הוא סוג של טרנזיסטור המשתמש הן בעכברים והן בחורים כנשאי מטען.

אות עם משרעת קטנה שמתבצע על הבסיס זמין בצורה מוגדלת במאגר של הטרנזיסטור. זו ההגדלה המסופקת על ידי ה-BJT. יש לציין כי זה דורש מקור חיצוני של מתח DC כדי לבצע את תהליך ההגדלה.

ישנם שני סוגים של טרנזיסטורי מפגש דו-קוטבי – טרנזיסטורי NPN וטרנזיסטורי PNP. דיאגרמה של שני סוגי טרנזיסטורי המפגש הדו-קוטבי מוצגת למטה.

מהתמונה לעיל, ניתן לראות שכל BJT מורכב משלושה חלקים הקרויים פליט, בסיס ומאגר. JE ו-JC מייצגים את המפגש של הפליט ואת המפגש של המאגר בהתאמה. עכשיו בהתחלה די בכך שנדע שהמגע של הפליט הוא ממוקד קדימה והמגע של המאגר הוא ממוקד אחורה. הנושא הבא יתאר את שני הסוגים של טרנזיסטורים אלה.

טרנזיסטור דו-קוטבי NPN

בטרנזיסטור דו-קוטבי n-p-n (או טרנזיסטור npn) חומר מוליך מסוג p נמצא בין שני חומרים מוליכים מסוג n. בתמונה מטה מוצג טרנזיסטור n-p-n. עכשיו IE, IC הם זרם פליט וזרם מאגר בהתאמה ו-VEB ו-VCB הם מתח פליט-בסיס ומתח מאגר-בסיס בהתאמה. לפי המוסכמה אם עבור הפליט, הבסיס והמאגר זרם IE, IB ו-IC נכנס לתוך הטרנזיסטור הסימן של הזרם נלקח כחיובי ואם הזרם יוצא מהטרנזיסטור אז הסימן נלקח כשלילי. אנחנו יכולים לייצר טבלה של הזרמים והמתחים השונים בתוך הטרנזיסטור n-p-n.

טרנזיסטור דו-קוטבי PNP

באופן דומה עבור טרנזיסטור מפגש דו-קוטבי p-n-p (או טרנזיסטור pnp), חומר מוליך מסוג n נמצא בין שני חומרים מוליכים מסוג p. דיאגרמה של טרנזיסטור p-n-p מוצגת למטה.

עבור טרנזיסטורים p-n-p, הזרם נכנס לתוך הטרנזיסטור דרך קצה הפליט. כמו כל טרנזיסטור מפגש דו-קוטבי, המגע של הפליט-בסיס ממוקד קדימה והמגע של המאגר-בסיס ממוקד אחורה. אנחנו יכולים לייצר טבלה של הזרם של הפליט, הבסיס והמאגר, כמו גם את המתח של הפליט-בסיס, המאגר-בסיס והמאגר-פליט עבור טרנזיסטורים p-n-p גם כן.

עקרון פעולה של BJT

התמונה מראה טרנזיסטור n-p-n שמופנה באזור פעיל (ראו הזנת טרנזיסטור), המגע BE ממוקד קדימה בעוד המגע CB ממוקד אחורה. רוחב אזור האנרגיה של המגע BE קטן יותר מאשר זה של המגע CB.

המגמה קדימה במגע BE מורידה את הפוטנציאל החסום, מאפשרת לאלקטרונים לזרום מהפליט לבסיס. מכיוון שהבסיס דק ומחומל במעט, יש בו מעט מאוד חורים. בערך 2% מהאלקטרונים מהפליט מתאחדים עם חורים בבסיס ונוזלים החוצה דרך קצה הבסיס.

זהו הזרם של הבסיס, הוא זורם עקב התאחדות של אלקטרונים וחורים (הערה: כיוון הזרם הקונבנציונלי הוא הפוך לכיוון זרימת האלקטרונים). מספר גדול של אלקטרונים יעבור את המגע של המאגר הממוקד אחורה כדי ליצור את זרם המאגר. כך, על פי KCL,

הזרם של הבסיס קטן מאוד בהשוואה לזרם של הפליט והמאגר.

כאן, רוב נשאי המטען הם אלקטרונים. פעולת הטרנזיסטור p-n-p היא אותו הדבר כמו של ה-n-p-n, ההבדל היחיד הוא שרוב נשאי המטען הם חורים במקום אלקטרונים. רק חלק קטן מהזרם זורם עקב נשאי מטען ראשיים ורוב הזרם זורם עקב נשאי מטען משניים ב-BJT. לכן, הם מכונים מכשירי נשאי מטען משניים.

مدار שקול של BJT

מגע p-n מיוצג על ידי דיודה. מכיוון שיש לטרנזיסטור שני מגעים p-n, הוא שקול לשתי דיודות מחוברות חזרה לחזרה. זה מכונה אנלוגיית שתי הדיודות של ה-BJT.

מאפיינים של טרנזיסטורי מפגש דו-קוטבי

שלושת החלקים של BJT הם מאגר, פליט ובסיס. לפני שנכיר את מאפייני הטרנזיסטור המפגש הדו-קוטבי, עלינו לדעת על אופני ההפעלה לסוג זה של טרנזיסטורים. האופנים הם:

• אופני בסיס משותף (CB)

• אופני פליט משותף (CE)

• אופני מאגר משותף (CC)

כל שלושת סוגי האופנים מוצגים למטה.

עכשיו כש rencontנו את מאפייני ה-BJT, ישנם מאפיינים שונים עבור אופני פעולה שונים. מאפיינים הם פשוט הצורות הגראפיות של היחסים בין משתני הזרם והמתח של הטרנזיסטור. המאפיינים עבור טרנזיסטורים p-n-p ניתנים עבור אופנים שונים ופרמטרים שונים.

מאפייני בסיס משותף

מאפיינים קלט

עבור טרנזיסטור p-n-p, הזרם הקלט הוא זרם הפליט (IE) והמתח הקלט הוא מתח המאגר-בסיס (VCB).

מכיוון שמגע הפליט-בסיס ממוקד קדימה, לכן גרף של IE מול VEB דומה למאפיינים הקדמיים של דיודה p-n. IE עולה עבור VEB קבוע כאשר VCB עולה.

מאפיינים יציאה

מאפייני היציאה מראים את הקשר בין מתח היציאה לזרם היציאה IC הוא הזרם היציאה ומתח המאגר-בסיס והזרם של הפליט IE הוא הזרם הקלט ופועל כפרמטרים. התמונה מטה מראה את מאפייני היציאה עבור טרנזיסטור p-n-p במצב CB.

כפי שאנו יודעים עבור טרנזיסטורים p-n-p I E ו-VEB חיוביים ו-IC, IB, VCB שליליים. ישנם שלושה אזורים בעקומה, אזור פעיל, אזור שטיפה והאזור המת. האזור הפעיל הוא האזור שבו הטרנזיסטור פועל באופן נורמלי.

כאן המגע של הפליט ממוקד אחורה. עכשיו האזור השטוף הוא האזור שבו שני המגעים של הפליט-מאגר ממוקדים קדימה. ולבסוף, האזור המת הוא האזור שבו שני המגעים של הפליט והמאגר ממוקדים אחורה.

מאפייני פליט משותף

מאפיינים קלט

IB (זרם הבסיס) הוא הזרם הקלט, VBE (מתח הבסיס - פליט) הוא מתח הקלט עבור מצב CE (פליט משותף). לכן, מאפייני הקלט עבור מצב CE יהיה הקשר בין IB לבין VBE עם VCE כפרמטר. המאפיינים מוצגים למטה:

מאפייני הקלט הטיפוסיים של CE דומים למאפייני דיודה p-n ממוקדת קדימה. אבל ככל ש-V CB עולה רוחב הבסיס יורד.

מאפייני יציאה

מאפייני היציאה עבור מצב CE הם העקומה או הגרף בין זרם המאגר (IC) למתח המאגר-פליט (VCE) כאשר זרם הבסיס IB הוא הפרמטר. המאפיינים מוצגים בתמונה למטה.

כמו מאפייני היציאה של טרנזיסטור בסיס משותף, מצב CE גם יש לו שלושה אזורים המכונים (i) אזור פעיל, (ii) אזור קטוף, (iii) אזור שטיפה. האזור הפעיל כולל מפגש של המאגר ממוקד אחורה והמגע של הפליט ממוקד קדימה.

עבור אזור קטוף, המגע של הפליט מוטה מעט אחורה והזרם של המאגר אינו מקטף לחלוטין. ולבסוף עבור אזור השטיפה שני המגעים של המאגר והפליט ממוקדים קדימה.