Transistorina vahvistimena

Transistorin määritelmä

Transistor on semijohtimelaite, jolla on kolme pistettä (Emissio, Perusta ja Keruu) ja kaksi yhdistymäkohtaa (Perusta-Emissio ja Perusta-Keruu).

Transistor on semijohtimelaite, jolla on kolme pistettä: Emissio (E), Perusta (B) ja Keruu (C). Sillä on kaksi yhdistymäkohtaa: Perusta-Emissio (BE) ja Perusta-Keruu (BC). Transistorit toimivat kolmessa alueessa: katkaisu (täysin pois), aktiivinen (vahvistava) ja tyyntila (täysin päällä).

Kun transistorit toimivat aktiivisessa alueessa, ne toimivat vahvistimina, lisäämällä syöttötiedon voimakkuutta merkittävien muutosten ilman. Tämän käyttäytymisen syy on varauksien kuljettajien liikkuminen. Harkitse npn bipolaarisen yhdistymätransistorin (BJT) tapausta, joka on asetettu toimimaan aktiivisessa alueessa, jossa BE-yhdistymä on eteenpäin virkitetty ja BC-yhdistymä on taaksepäin virkitetty.

Npn-transistorissa emissio on runsaasti dopattu, perusta on vähän dopattu ja keruu on keskimäärin dopattu. Perusta on kapea, kun taas emissio on leveämpi, ja keruu on levein.

Perustan ja emissioterminalien välissä oleva eteenpäin virkitetty tila aiheuttaa pienen perustavirtan (IB) virtaamisen perusalueeseen. Tämä virta on yleensä mikroampereiden (μA) suuruudessa, koska VBE on yleensä noin 0.6 V.

Tämä prosessi voidaan nähdä sähköjen siirtyvänä ulos perusalueesta tai reiköiden injektoiduna siihen. Injektoidut reikät houkuttelevat sähköjä emissorista, mikä johtaa reiköiden ja sähköjen rekombinaatioon.

Kuitenkin perustan vähäiseen dopointiin verrattuna emissorilla on enemmän sähköjä kuin reiköitä. Siksi rekombinaation vaikutuksen jälkeen paljon enemmän sähköjä jää vapaaksi. Nämä sähköjet nyt ylittävät kapean perusalueen ja siirtyvät keruuterminaaliin, jota vaikutetaan keruun ja perustan välisen virityksen avulla.

Tämä muodostaa itse asiassa keruvirtana IC:n keruuteen virtaavan. Siitä voidaan huomata, että vaihtelemalla perusalueeseen virtaamaa virtaa (IB) saadaan hyvin suuri vaihtelu keruvirrassa, IC:ssä. Tämä on mitään muuta kuin virtavahvistus, joka johtaa siihen, että npn-transistori, joka toimii aktiivisella alueella, toimii virtavahvistimena. Liittyvä virtavoitto voidaan ilmaista matemaattisesti seuraavasti-

Nyt harkitaan npn-transistoria, johon syöttötiedoille on sovitettu perusta- ja emissoriterminaaleihin, kun taas ulostulo kerätään vastustimelta RC, joka on yhdistetty keruun ja perustan välille, kuten Kuvassa 2 on näkyvissä.

Nyt harkitaan npn-transistoria, johon syöttötiedoille on sovitettu perusta- ja emissoriterminaaleihin, kun taas ulostulo kerätään vastustimelta RC, joka on yhdistetty keruun ja perustan välille, kuten Kuvassa 2 on näkyvissä.

Lisäksi huomioi, että transistoria varmistetaan aina toimivan aktiivisella alueella sopivien viritysten, V EE:n ja VBC:n avulla. Tässä pieni syöttövirta Vin:n muutos aiheuttaa huomattavan emissorivirran IE:n muutoksen, koska syöttöpiirin vastus on alhainen (eteenpäin virkitetyn tilanteen vuoksi).

Tämä puolestaan muuttaa keruvirran lähes samassa laajuudessa, koska perusvirran suuruus on hyvin pieni tässä tapauksessa. Tämä suuri IC:n muutos aiheuttaa suuren jänniteputoksen vastustimessa RC, mikä on mitään muuta kuin ulostulovirta.

Siksi saadaan vahvistettu versio syöttöjännitteestä laitteen ulostulopisteen välillä, mikä johtaa siihen, että piiri toimii jännitevahvistimena. Matemaattinen ilmaisu tähän ilmiöön liittyvälle jännitevoitolle on seuraava

Vaikka selitys on annettu npn BJT:lle, samankaltainen analogia pätee myös pnp BJT:eihin. Samojen periaatteiden mukaan voidaan selittää myös muunlaisten transistoreiden, kuten kenttävaikutustransistorien (FET) vahvistustoiminta. Lisäksi on huomioitava, että transistorien vahvistimipiireille on olemassa monia muunnelmia, kuten

Ensimmäinen joukko: Yhteinen perusta/portti-konfiguraatio, Yhteinen emissorsyöte/lähde-konfiguraatio, Yhteinen keruujohde/painike-konfiguraatio

Toinen joukko: Luokka A -vahvistimet, Luokka B -vahvistimet, Luokka C -vahvistimet, Luokka AB -vahvistimet

Kolmas joukko: Yksivaiheiset vahvistimet, Monivaiheiset vahvistimet, ja niin edelleen. Kuitenkin perustyöperiaate pysyy samana.