BJT-ն որպես կլինչ

BJT-ի որպես կոմուտատոր սահմանումը

BJT (բիպոլային միացման ռազմավար) սահմանվում է որպես սարք, որը գործում է կոմուտատոր կառուցվածքով՝ հիմնական-թողքի հոսանքը կառավարելով և փոխելով թողք-ժամանող դիմադրությունը:

Կոմուտատորը ստեղծում է բաց շղթա (անվերջ դիմադրություն), երբ գտնվում է «ԱՆԱԿՏԻՎ» դիրքում, և կրճատ շղթա (զրո դիմադրություն), երբ գտնվում է «ԱԿՏԻՎ» դիրքում: Նմանապես, բիպոլային միացման ռազմավարում հիմնական-թողքի հոսանքը կառավարելով կարելի է դարձնել թողք-ժամանող դիմադրությունը գրեթե անվերջ կամ գրեթե զրո:

Ռազմավարի բնութագրական հատկություններում կան երեք շրջան: Դրանք են

• Հատումի շրջան

• Ակտիվ շրջան

• Սատուրացիայի շրջան

Ակտիվ շրջանում ժամանող հոսանքը (IC) մնում է հաստատուն լայն շրջան ժամանող-թողքի լարման (VCE) դեպքում: Այս հաստատուն հոսանքը առաջացնում է նշանակալի էներգիայի կորստ, եթե ռազմավարը գործում է այս շրջանում: 이상적인 스위치는 OFF 상태에서는 전류가 0이므로 에너지 손실이 없습니다.

Նմանապես, երբ կոմուտատորը ԱԿՏԻՎ է, կոմուտատորի վրա լարումը զրո է, հետևաբար կորստն էլ զրո է: Երբ մենք ցանկանում ենք, որ BJT-ն գործեր որպես կոմուտատոր, այն պետք է գործի այնպես, որ ԱԿՏԻՎ և ԱՆԱԿՏԻՎ պայմաններում էներգիայի կորստը գրեթե զրո կամ շատ ցածր լինի:

Սա միայն այն դեպքում հնարավոր է, երբ ռազմավարը գործում է բնութագրական հատկությունների եզրային շրջանում: Հատումի շրջանը և սատուրացիայի շրջանը երկու եզրային շրջաններ են ռազմավարի բնութագրական հատկություններում: Նշենք, որ դա վերաբերում է և npn ռազմավարներին, և pnp ռազմավարներին:

Նկարում, երբ հիմնական հոսանքը զրո է, ժամանող հոսանքը (IC) ունի շատ փոքր հաստատուն արժեք լայն շրջան ժամանող-թողքի լարման (VCE) դեպքում: Ուրախ են, երբ ռազմավարը գործում է հիմնական հոսանք ≤ 0, ժամանող հոսանքը (IC ≈ 0) շատ փոքր է, հետևաբար ռազմավարը սահմանվում է որպես ԱՆԱԿՏԻՎ պայման, բայց նույն ժամանակ էներգիայի կորստը ռազմավար կոմուտատորի վրա այսինքն IC × VCE ներկայացնում է շատ փոքր արժեք, քանի որ շատ փոքր է IC-ն:

Ռազմավարը կապված է շղթայում RC ելքային դիմադրության հետ: Հետևաբար, ելքային դիմադրությունից անցնող հոսանքը է

Եթե ռազմավարը գործում է I B3 հիմնական հոսանքով, որը համապատասխանում է IC1 ժամանող հոսանքին, և IC-ն փոքր է IC1-ից, ապա ռազմավարը գործում է սատուրացիայի շրջանում: Այստեղ, ցանկացած ժամանող հոսանքի դեպքում, որը փոքր է IC1-ից, կլինի շատ փոքր ժամանող-թողքի լարում (VCE < VCE1): Հետևաբար այս դեպքում ռազմավարով անցնող հոսանքը շատ բարձր է, բայց ռազմավարի վրա լարումը (VCE < VCE1) շատ ցածր է, հետևաբար ռազմավարում էներգիայի կորստը ներկայացնում է շատ փոքր արժեք:

Ռազմավարը գործում է որպես ԱԿՏԻՎ կոմուտատոր: Այսպիսով, ռազմավարի օգտագործման համար որպես կոմուտատոր պետք է համոզվել, որ կիրառված հիմնական հոսանքը բավարար բարձր լինի, որպեսզի ռազմավարը գործեր սատուրացիայի շրջանում, ժամանող հոսանքի համար: Այսպիսով, վերը նշված բացատրությունից կարող ենք եզրակացնել, որ բիպոլային միացման ռազմավարը գործում է որպես կոմուտատոր միայն այն դեպքում, երբ այն գործում է հատումի և սատուրացիայի շրջաններում իր բնութագրական հատկություններում: Սահմանափակումներում ակտիվ շրջանը կամ ակտիվ շրջանը բնութագրական հատկություններում խուսափվում է: Ինչպես արդեն նշել ենք, ռազմավար կոմուտատորում էներգիայի կորստը շատ ցածր է, բայց ոչ զրո: Այսպիսով, դա իդեալական կոմուտատոր չէ, բայց ընդունվում է որպես կոմուտատոր որոշ կիրառությունների համար:

Ընտրելով ռազմավարը որպես կոմուտատոր, պետք է հաշվի առնել նրա հարաբերությունները: ԱԿՏԻՎ պայմանում ռազմավարը պետք է համարժեք լինի ամբողջ բեռի հոսանքին: Եթե այս հոսանքը գերազանցում է անվտանգ ժամանող-թողքի հոսանքի տարածությունը, ռազմավարը կարող է ամպել և հեռացվել: ԱՆԱԿՏԻՎ պայմանում ռազմավարը պետք է կարողանա կարողանալ հանդիպել բեռի բաց շղթայի լարմանը, որպեսզի խուսափի կորուստից: Նախատեսված ջերմունակ անհրաժեշտ է ջերմության կառավարման համար: Յուրաքանչյուր ռազմավար պահանջում է վերջավոր ժամանակ փոխանցվել ԱՆԱԿՏԻՎ և ԱԿՏԻՎ պայմանների միջև:

Չնայած փոխանցման ժամանակը շատ կրճատ է, հաճախ պակաս է քիչ միկրովտորներ, դա ոչ զրո է: ԱԿՏԻՎ փոխանցման պարբերության ընթացքում հոսանքը (IC) աճում է, իսկ ժամանող-թողքի լարումը (VCE) նվազում է զրոյի ուղղությամբ: Սկզբում հոսանքը և լարումը իրենց մաքսիմումներում են, որը առաջացնում է մաքսիմալ էներգիայի կորստ: Նույնը տեղի է ունենում ԱԿՏԻՎ դիրքից ԱՆԱԿՏԻՎ դիրքի փոխանցման ժամանակ: Մաքսիմալ էներգիայի կորստը տեղի է ունենում այս փոխանցումների ընթացքում, բայց կորստված էներգիան միջին է շատ կրճատ փոխանցման պարբերության պատճառով: Նизких частотах тепловыделяние управляется, но на высоких частотах происходит значительная потеря энергии и нагревание.

Պետք է նշել, որ ջերմության առաջացումը տեղի է ունենում ոչ միայն միջավայրային պայմաններում, այլ նաև ռազմավարի ստաբիլ ԱԿՏԻՎ կամ ԱՆԱԿՏԻՎ պայմաններում, բայց ստաբիլ պայմաններում ջերմության քանակը շատ փոքր է և ներկայացնում է ներկայացնում շատ փոքր արժեք: