Divpols polāra tranzistors

BJT definīcija

Divpolārā savienojuma tranzistors (arī pazīstams kā BJT vai BJT tranzistors) ir trimu terminālu semiprovadītāja ierīce, kas sastāv no diviem p-n savienojumiem, kas spēj pastiprināt vai palielināt signālu. Tas ir strāvas kontrolēta ierīce. BJT trim termināli ir bāze, kolēktors un emitents. BJT ir tāda veida tranzistors, kas izmanto gan elektronus, gan defekti kā lādiņu nesējus.

Mazas amplitūdas signāls, ja tas tiek piestiprināts bāzē, pieejams pastiprinātā formā kolēktorā. Tas ir pastiprinājums, ko nodrošina BJT. Jāatzīmē, ka šim procesam nepieciešama ārēja GALS strāvas avots.

Ir divi divpolāra savienojuma tranzistoru veidi – NPN tranzistori un PNP tranzistori. Zemāk dota šo divu divpolāru savienojuma tranzistoru diagramma.

No augstāk minētās figūras redzams, ka katrs BJT ir sadalīts trīs daļās: emitents, bāze un kolēktors. JE un JC attiecīgi atzīmē emitenta un kolēktora savienojumus. Mums pašlaik ir pietiekami zināms, ka emitenta-bāzes savienojums ir priekšvirzīts, bet kolēktora-bāzes savienojums ir pretvirzīts. Nākamajā tēmā aprakstīsim šo divu tranzistoru veidus.

NPN divpolārs savienojuma tranzistors

N-p-n bipolārā tranzistora (vai npn tranzistora) gadījumā viens p-tipa semiprovadītājs atrodas starp diviem n-tipa semiprovadītājiem. Zemāk parādīta n-p-n tranzistora diagramma. Tagad IE, IC ir emitenta strāva un kolēktora strāva attiecīgi, un VEB un VCB ir emitenta-bāzes un kolēktora-bāzes spriegums attiecīgi. Saskaņā ar konvenciju, ja emitenta, bāzes un kolēktora strāva IE, IB un IC ieiet tranzistorā, tad strāvas zīme tiek uzskatīta par pozitīvu, un ja strāva dodas no tranzistora, tad zīme tiek uzskatīta par negatīvu. Mēs varam tabulēt dažādas strāvas un spriegumu vērtības n-p-n tranzistorā.

PNP divpolārs savienojuma tranzistors

Līdzīgi, p-n-p bipolārā savienojuma tranzistora (vai pnp tranzistora) gadījumā n-tipa semiprovadītājs atrodas starp diviem p-tipa semiprovadītājiem. Zemāk parādīta p-n-p tranzistora diagramma.

P-n-p tranzistoros strāva ienāk tranzistorā caur emitenta terminālu. Kā jebkurā bipolārajā savienojuma tranzistorā, emitenta-bāzes savienojums ir priekšvirzīts, bet kolēktora-bāzes savienojums ir pretvirzīts. Mēs varam tabulēt emitenta, bāzes un kolēktora strāvas, kā arī emitenta-bāzes, kolēktora-bāzes un kolēktora-emitenta spriegumu p-n-p tranzistoriem arī.

BJT darbības princips

Attēlā parādīts n-p-n tranzistors, kas slodināts aktīvā reģionā (sk. tranzistora slodināšana), BE savienojums ir priekšvirzīts, bet CB savienojums ir pretvirzīts. BE savienojuma apgāba zona ir mazāka nekā CB savienojuma apgāba zona.

Priekšvirzījums BE savienojumā samazina barjeras potenciālu, ļaujot elektroniem plūst no emitenta uz bāzi. Tā kā bāze ir smalka un viegli dozēta, tai ir ļoti maz defekti. Aptuveni 2% no emitenta elektronu rekombinē ar defektiem bāzē un izplūst caur bāzes terminālu.

Šis veido bāzes strāvu, tā plūst dēļ elektronu un defektu rekombinācijas (Jāatzīmē, ka konventionālās strāvas plūsmas virziena ir pretējs elektronu plūsmas virzienam). Atlikušais liels elektronu skaits pārnesīsies pretvirzītā kolēktora savienojumā, veidojot kolēktora strāvu. Tātad, saskaņā ar Kirhova I likumu,

Bāzes strāva salīdzinājumā ar emitenta un kolēktora strāvām ir ļoti maza.

Šeit, lielāko daļu lādiņu veido elektroni. P-n-p tranzistora darbība ir tāda pati kā n-p-n, tikai atšķirība ir tā, ka lielāko daļu lādiņu veido defekti, nevis elektroni. Tikai maza daļa strāvas plūst dēļ lielāko lādiņu, bet lielākā daļa strāvas plūst dēļ mazāko lādiņu BJT. Tāpēc to sauc par mazāko lādiņu ierīcēm.

BJT ekvivalentā circuit

P-n savienojums tiek attēlots diodā. Tā kā tranzistoram ir divi p-n savienojumi, tas ir ekvivalents diviem diodām, kas savienotas muguras pret muguru. Šo sauc par divu diodu analogiju BJT.

Divpolāra savienojuma tranzistoru īpašības

BJT trim daļas ir kolēktors, emitents un bāze. Pirms uzzinām par divpolāra savienojuma tranzistoru īpašībām, mums jāzina par šādu tranzistoru darbības režīmiem. Režīmi ir

• Kopīga bāze (CB) režīms

• Kopīgs emitents (CE) režīms

• Kopīgs kolēktors (CC) režīms

Visi trīs režīmi ir parādīti zemāk

Tagad, runājot par BJT īpašībām, ir dažādas īpašības dažādiem darbības režīmiem. Īpašības nav nekas cits kā grafiskās formas, kas attiecas uz dažādiem tranzistora strāvas un sprieguma mainīgajiem. P-n-p tranzistoru īpašības ir dotas dažādiem režīmiem un parametriem.

Kopīgas bāzes īpašības

Ievades īpašības

P-n-p tranzistora gadījumā ievades strāva ir emitenta strāva (IE), un ievades spriegums ir kolēktora-bāzes spriegums (VCB).

Tā kā emitenta-bāzes savienojums ir priekšvirzīts, tad IE pret VEB grafiks ir līdzīgs priekšvirzītam p-n diodas grafikam. IE pieaug fiksētā VEB, kad VCB pieaug.

Izvades īpašības

Izvades īpašības rāda attiecību starp izvades spriegumu un izvades strāvu. IC ir izvades strāva, un kolēktora-bāzes spriegums, un emitenta strāva IE ir ievades strāva un darbojas kā parametrs. Zemāk parādītas izvades īpašības p-n-p tranzistoram CB režīmā.

Kā mēs zinām, p-n-p tranzistoros IE un VEB ir pozitīvi, bet IC, IB, VCB ir negatīvi. Grafikā ir trīs reģioni: aktīvs reģions, saturošanas reģions un atslēdzanas reģions. Aktīvais reģions ir tāds reģions, kurā tranzistors darbojas normāli.

Turēt emitenta savienojums ir pretvirzīts. Saturošanas reģions ir tāds reģions, kur abi emitenta-kolēktora savienojumi ir priekšvirzīti. Visbeidzot, atslēdzanas reģions ir tāds reģions, kur abiem emitentam un kolēktoram savienojumi ir pretvirzīti.

Kopīga emitenta īpašības

Ievades īpašības

IB (bāzes strāva) ir ievades strāva, VBE (bāzes-emitenta spriegums) ir ievades spriegums CE (kopīga emitenta) režīmā. Tātad, CE režīma ievades īpašības būs attiecība starp IB un VBE, kur VCE ir parametrs. Īpašības ir parādītas zemāk

Typiskās CE ievades īpašības ir līdzīgas priekšvirzītā p-n diodas īpašībām. Tomēr, kā VCB pieaug, bāzes platums samazinās.

Izvades īpašības

CE režīma izvades īpašības ir grafiks starp kolēktora strāvu (IC) un kolēktora-emitenta spriegumu (VCE), kad bāzes strāva IB ir parametrs. Īpašības ir parādītas zemāk esošajā attēlā.

Kā kopīgas bāzes tranzistora izvades īpašības, arī CE režīmam ir trīs reģioni: (i) aktīvais reģions, (ii) atslēdzanas reģions, (iii) saturošanas reģions. Aktīvajā reģionā kolēktora reģions ir pretvirzīts, un emitenta savienojums ir priekšvirzīts.

Atslēdzanas reģiona gadījumā emitenta savienojums ir nedaudz pretvirzīts, un kolēktora strāva nav pilnībā atslēgta. Un visbeidzot, saturošanas reģionā abi kolēktora un emitenta savienojumi ir priekšvirzīti.