Двуполярный транзистор

BJT анықтамасы

Биполярды біріккен транзистор (немесе BJT немесе BJT транзистор) - бұл үш терминалды және екі p-n біріктіруінен тұратын электрондық көбейткіш. Ол ағымды басқару құрылысы. BJT-нің үш терминалы - база, коллектор және эмиттер. BJT - электрондар мен құбылыстарды зарядтаушы элементтер ретінде қолданатын транзистор түрі.

Егер базада тіпті сигнал қойылса, ол транзистордың коллекторында көбейтілген түрде болады. Бұл BJT-дің берілетін көбейту. Ескертуге болады, бұл процесс үшін сыртқы DC энергиялық басқару қажет.

Екі түрдегі биполярды біріккен транзистор бар - NPN транзисторлар және PNP транзисторлар. Мына түрлердің суреттері төмен берілген.

Жоғарыдағы суреттен, әр BJT-нің үш бөлігі бар - эмиттер, база және коллектор. JE және JC сәйкесінше эмиттер және коллектор біріктірушілерін білдіреді. Алғашқыда біздің білуіміз керек, эмиттер-база біріктіруі алмас биased, ал коллектор-база біріктіруі теріс biased. Келесі тақырыпта бұл транзисторлардың екеуі түсіндірілетін.

NPN биполярды біріккен транзистор

n-p-n биполярды транзисторда (немесе npn транзистор) бір p-типінің полупроводника n-типінің екі полупроводника арасында орналасқан. Төменде n-p-n транзистордың суреті көрсетілген. I E, IC сәйкесінше эмиттер ағымы және коллектор ағымы. VEB және VCB сәйкесінше эмиттер-база напряжение және коллектор-база напряжение. Эмиттер, база және коллектор ағымдары IE, IB және IC транзисторға іріп келсе, ағымдың таңбасы оң деп алынады, ал ағым транзистордан шығса, таңба теріс деп алынады. Біз n-p-n транзистордың ішкі ағымдарын және напряженияларын таблицалай ала аламыз.

PNP биполярды біріккен транзистор

Осылайша, p-n-p биполярды біріккен транзисторда (немесе pnp транзисторда), n-типінің полупроводника p-типінің екі полупроводника арасында орналасқан. Төменде p-n-p транзистордың суреті көрсетілген.

p-n-p транзисторлар үшін, ағым эмиттер терминалы арқылы транзисторға енеді. Бір биполярды біріккен транзистор сияқты, эмиттер-база біріктіруі алмас биased, ал коллектор-база біріктіруі теріс биased. Біз p-n-p транзисторлар үшін де эмиттер, база және коллектор ағымдарын, әрі эмиттер-база, коллектор-база және коллектор-эмиттер напряженияларын таблицалай ала аламыз.

BJT құрылымының құрылымы

Суретте активті облыста биased n-p-n транзистор көрсетілген (транзистордың биased етілуін қараңыз), BE біріктіруі алмас биased, ал CB біріктіруі теріс биased. BE біріктіруінің дегенерациялық аймағы CB біріктіруінің дегенерациялық аймағына қарағанда аз.

BE біріктіруіндегі алмас биased барьердік потенциалды төмендетеді, эмиттерден базаға электрондар ағып кете алады. База ыңғайсыз және жеңіл доздалған, сондықтан оның құбылыстары аз. Эмиттерден 2% электрондар базадағы құбылыстармен рекомбинировала отырып, база терминалы арқылы шығады.

Бұл база ағымы, электрондар мен құбылыстардың рекомбинировациясынан пайда болады (электрондардың ағымына қарсы конвенциялық ағымдың бағыты емес). Калған көптеген электрондар теріс биased коллектор біріктіруін өтеді, сондықтан коллектор ағымы пайда болады. Сондықтан KCL бойынша,

База ағымы эмиттер мен коллектор ағымына қарағанда өте аз.

Мұнда, негізгі зарядтаушы элементтер электрондар. p-n-p транзистордың құрылымы n-p-n-ге тең, тек негізгі зарядтаушы элементтер құбылыстар, электрондар емес. BJT-де тек бір бөлігі ағымы негізгі зарядтаушы элементтер арқылы ағып кетеді, ал көптеген ағымы миноритарлық зарядтаушы элементтер арқылы ағып кетеді. Сондықтан, олар миноритарлық зарядтаушы құрылымдар деп аталады.

BJT-нің эквивалентті схемасы

p-n біріктіруі диод ретінде білдірілетін. Транзисторда екі p-n біріктіруі бар, сондықтан ол екі диоддың арты-арты қосылғанына тең. Бұл BJT-нің екі диод аналогиясы деп аталады.

Биполярды біріккен транзисторлардың қасиеттері

BJT-нің үш бөлігі - коллектор, эмиттер және база. Биполярды біріккен транзисторлардың қасиеттерін білуден бұрын, бұл түрдегі транзисторлардың қызмет режимдерін білуіміз керек. Режимдер:

• Common Base (CB) режимі

• Common Emitter (CE) режимі

• Common Collector (CC) режимі

Үш түрдегі режимдер төмен көрсетілген

BJT-нің қасиеттерінің әр режим үшін өзінің қасиеттері бар. Қасиеттер - бұл транзистордың әртүрлі ағым және напряжение айнымалыларының графикалық формалары. p-n-p транзисторлар үшін әр режим үшін және әр параметр үшін қасиеттер берілген.

Common Base қасиеттері

Кіріс қасиеттері

p-n-p транзистор үшін, кіріс ағымы - эмиттер ағымы (IE), ал кіріс напряжение - коллектор-база напряжение (VCB).

Эмиттер-база біріктіруі алмас биased, сондықтан IE vs VEB графигі p-n диодының алмас қасиеттеріне ұқсас. VEB үшін фиксірленген IE VCB артқанда артады.

Шығыс қасиеттері

Шығыс қасиеттері шығыс напряжение және шығыс ағым IC арасындағы байланысты көрсетеді. Коллектор-база напряжение және эмиттер ағымы IE кіріс ағымы ретінде, параметрлер ретінде қызмет етеді. Төменде p-n-p транзистордың CB режиміндегі шығыс қасиеттері көрсетілген.

Біз білеміз, p-n-p транзисторлар үшін I E және VEB оң, IC, IB, VCB теріс. Графикте үш облыс бар - активті, насытылып қалу және отыру. Активті облыс - бұл транзистордың нормалды қызмет етуі.

Мұнда эмиттер біріктіруі теріс биased. Нақтырақ, насытылып қалу облысы - бұл эмиттер-коллектор біріктірулері алмас биased. Сонымен қатар, отыру облысы - бұл эмиттер және коллектор біріктірулері теріс биased.

Common Emitter қасиеттері

Кіріс қасиеттері

IB (база ағымы) - CE (Common Emitter) режиміндегі кіріс ағымы, VBE (база - эмиттер напряжение) - кіріс напряжение. Сондықтан, CE режиміндегі кіріс қасиеттері IB және VBE арасындағы байланыс, VCE параметр ретінде. Қасиеттер төмен көрсетілген

Типті CE кіріс қасиеттері p-n диодының алмас қасиеттеріне ұқсас. Бірақ V CB артқан сайын база қабырғасының ұзындығы азайады.

Шығыс қасиеттері

CE режиміндегі шығыс қасиеттері - бұл коллектор ағымы (IC) және коллектор-эмиттер напряжение (VCE) арасындағы график, база ағымы IB параметр ретінде. Қасиеттер төмендегі суретте көрсетілген.

Common Base транзистордың шығыс қасиеттері сияқты, CE режимінде да үш облыс бар - (i) активті, (ii) отыру, (iii) насытылып қалу. Активті облыс - бұл коллектор қабырғасы теріс биased, ал эмиттер біріктіруі алмас биased.

Отыру облысында, эмиттер біріктіруі теріс биased, бірақ коллектор ағымы толығымен отырған жоқ. Сонымен қатар, насытылып қалу облысында эмиттер мен коллектор біріктірулері алмас биased.