Транзистор как амплификатор

Encyclopedia

Поле: Енциклопедија

China

Дефиниција на транзисторот

Транзисторот е дефиниран како полупроводничко уред со три терминали (Емитер, База и Колектор) и две јункции (База-Емитер и База-Колектор).

Транзисторот е полупроводничко уред со три терминали: Емитер (E), База (B) и Колектор (C). Има две јункции: База-Емитер (BE) и База-Колектор (BC). Транзисторите работат во три области: изклучено (полно изклучено), активно (амплификување) и наситено (полно вклучено).

Кога транзисторите работат во активната област, тие функционираат како амплификатори, зголемувајќи јачината на входниот сигнал без значајна промена. Оваа постапка е поради движењето на носители на наелектричена состојба. Размислете за npn биполарен јункционален транзистор (BJT) кој е подесен да работи во активната област, каде што јункцијата BE е предизвикана напред, а јункцијата BC е предизвикана назад.

Во npn транзистор, емитерот е силно дозиран, базата е слабо дозирана, а колекторот е средно дозиран. Базата е усна, додека емитерот е поширок, а колекторот е најширок.

Предизвиканата напред меѓу базата и емитерот причинува мал базен ток (IB) да текне во базната област. Овој ток обично е во опсегот од микрoампер (μA), бидејќи VBE обично е околу 0.6 В.

Овој процес може да се види како електрони што се движеат надвор од базната област или пустоти што се инжектираат во неа. Инжектираните пустоти ги привлекуваат електроните од емитерот, што доведува до рецомбинација на пустоти и електрони.

Меѓутоа, поради помалкото дозиране на базата во споредба со емитерот, ќе има повеќе електрони во споредба со пустоти. Значи, и по ефектот на рецомбинација, ќе останат многу повеќе слободни електрони. Овие електрони сега преминуваат преку усната базна област и се движеат кон колекторскиот терминал, влијајќи на напонот применет меѓу колекторот и базата.

Ова ништо друго не е освен колекторскиот ток IC што текне кон колекторот. Од ова може да се забележи дека, варирајќи ја токот што текне во базната област (IB), може да се добие многу голема варијација во колекторскиот ток, IC. Ова е ништо друго освен амплификација на токот, што доведува до заклучок дека npn транзисторот што работи во активната област функционира како амплификатор на ток. Сопствениот придобив на токот може математички да се изрази како-

Сега размислете за npn транзистор со входен сигнал применет меѓу базата и емитерот, додека излезот се собира преку отпорот RC, поврзан преку колекторот и базата, како што е прикажано на Слика 2.

Дополнително, забележете дека транзисторот секогаш се осигурува да работи во активната област користејќи соодветни напони на захранување, V EE и VBC. Овде мала промена во входниот напон Vin се гледа дека значајно менува емитерскиот ток IE, бидејќи отпорот на входниот коло е нисок (поради условот на предизвикуване напред).

Ова на свој ред го менува колекторскиот ток почти во иста област, бидејќи величината на базниот ток е многу мала за случајот под разгледување. Оваа голема промена во IC причинува голем напонска пад на отпорот RC, што ништо друго не е освен излезниот напон.

Значи, добива се амплификувана верзија на входниот напон на излезните терминали на уредот, што доведува до заклучок дека колото функционира како амплификатор на напон. Математички израз за придобивот на напонот поврзан со овој феномен е даден со

Иако објаснувањето е за npn BJT, слична аналогија важи и за pnp BJTs. На истите основи, може да се објасни амплификувањето на друг вид транзистор, како Field Effect Transistor (FET). Дополнително, треба да се забележи дека постојат многу варијации на амплификаторските кола на транзисторите како