Tranzistor kui võimsuse suurendaja

Transistori definitsioon

Transistor on kolmelepinguline (Emitter, Base ja Collector) ja kahelülitusega (Base-Emitter ja Base-Collector) pooljuhtseade.

Transistor on pooljuhtseade, millel on kolm lepingut: Emitter (E), Base (B) ja Collector (C). Sellel on kaks lülitust: Base-Emitter (BE) ja Base-Collector (BC). Transistorid töötavad kolmes režiimis: lõpetatud (täiesti väljas), aktiivne (vereb) ja sättumine (täiesti sees).

Kui transistorid töötavad aktiivses režiimis, siis need toimivad veredena, tugevdades sisendsignaali tugevust ilma olulist muutmata. See käitumine on tingitud laengutajate liikumisest. Vaatame näiteks npn bipolaarse juhtrühma transistri (BJT), mis on häälestatud aktiivses režiimis, kus BE-lülitus on eespooltekitatud ja BC-lülitus on tagapooltekitatud.

Npn-transistoril on emitter tugevalt dopitud, base vähe dopitud ja collector keskmiselt dopitud. Base on kitsas, emitter laiema ja collector laiem kõigist.

Base ja emitter lepingute vaheline eespooltekitamine põhjustab väikest base ströömi (IB), mis virtsib base piirkonda. See strööm on tavaliselt mikroamperide (μA) ulatuses, kuna VBE on tavaliselt umbes 0,6 V.

See protsess nähtub nagu elektronide liikumine base piirkonnast välja või aukude süttimine sinna. Süttitud aukud vedavad elektrone emitterist, mis viib aukude ja elektronide ühendamiseni.

Kuid base on vähem dopitud kui emitter, nii et elektronide arv on suurem kui aukude arv. Seega, isegi pärast aukude ja elektronide ühendamist, jääb palju rohkem vaba elektronide. Need elektronid nüüd läbivad kitsa base piirkonna ja liiguvad collector lepingule, mõjutatud pooltekitusega, mis on rakendatud collector ja base lepingute vahel.

See moodustab mitte muud kui collector ströömi IC, mis virtsib collectorisse. Sellest järeldub, et base piirkonda virtsiva ströömi (IB) muutes, saab väga suurt muutust collector ströömis, IC. See ongi ströömi tugevdamine, mis viib järeldusele, et npn-transistor aktiivses režiimis toimib ströömi tugevdatavana. Seotud ströömi kasv matemaatiliselt väljendudes on-

Nüüd vaatame npn-transistorit, millele on sisendsignaal rakendatud base ja emitter lepingute vahel, samas kui väljund virtsib laadi vastendit RC, mis on ühendatud collectori ja base lepingute vahel, nagu näidatakse Joonis 2.

Nüüd vaatame npn-transistorit, millele on sisendsignaal rakendatud base ja emitter lepingute vahel, samas kui väljund virtsib laadi vastendit RC, mis on ühendatud collectori ja base lepingute vahel, nagu näidatakse Joonis 2.

Lisaks märgitakse, et transistor on alati tagatud töötama aktiivses režiimis, kasutades sobivaid pingevoojendeid V EE ja VBC. Siin väike sisendpinge Vin muutus märkimisväärselt emitter ströömi IE, kuna sisendringi vastus on madal (eespooltekituse tõttu).

See omakorda muudab collector ströömi peaaegu sama ulatuses, sest base ströömi suurus on väga väike kaalutavate asjaolude korral. See suur muutus IC põhjustab suure pingevalanduse laadi vastendil RC, mis ongi väljundpinge.

Seega saab väljundterminalidel tugevdatud versiooni sisendpingest, mis viib järeldusele, et ring toimib pingetugevdatavana. Matemaatiline avaldis seotud pingetugevdamisele on järgmine:

Kuigi antud selgitus on npn-BJT-i kohta, kehtib sarnane analoogia ka pnp-BJT-de puhul. Samadel alustel saab selgitada ka teiste transistortüüpide, näiteks väljalülituste (FET) tugevdamist. Lisaks tuleb märkida, et transistorite tugevdamisringides on palju variatsioone, nagu

Esimene rühm: Ühine base/gate konfiguratsioon, ühine emitter/source konfiguratsioon, ühine collector/drain konfiguratsioon

Teine rühm: Klass A tugevdatajad, Klass B tugevdatajad, Klass C tugevdatajad, Klass AB tugevdatajad

Kolmas rühm: Ühekordne tugevdataja, Mitmekordne tugevdataja jne. Kuid põhiline tööpõhimõte jääb samaks.