خصائص الترانزستورات ثنائية القطب

في نهاية الجزء السابق من المقال ، تم إجراء "اكتشاف". معناها هو أن تيار قاعدة صغيرة تسيطر على تيار جامع كبير. هذا هو بالضبط الخاصية الرئيسية. الترانزستور، قدرتها على تضخيم الإشارات الكهربائية. من أجل مواصلة السرد الإضافي ، من الضروري أن نفهم حجم الفرق بين هذه التيارات وكيف يحدث هذا التحكم.

للتذكير بشكل أفضل بما يقال ، يوضح الشكل 1 ترانزستور n-p-n مزودًا بمصادر طاقة لدوائر القاعدة والجمع له متصلة به. تم عرض هذا الرسم بالفعل. في الجزء السابق من المقال.

ملاحظة صغيرة: كل ما يُقال عن ترانزستور بنية n-p-n صحيح تمامًا بالنسبة إلى الترانزستور p-n-p. في هذه الحالة فقط يجب عكس قطبية مصادر الطاقة. وفي الوصف نفسه ، يجب استبدال "الإلكترونات" بـ "ثقوب" ، أينما تحدث. ولكن في الوقت الحاضر ، فإن الترانزستورات في بنية n-p-n أكثر حداثة ، وأكثر طلبًا ، لذلك ، يتم إخبارهم بشكل أساسي.

الشكل 1

الترانزستور منخفضة الطاقة. الفولتية والتيارات

الجهد المطبق على تقاطع الباعث (كما يطلق عليه تقاطع الباعث الأساسي) منخفض بالنسبة للترانزستورات منخفضة الطاقة ، ولا يزيد عن 0.2 ... 0.7 فولت ، مما يسمح بإنشاء تيار من عشرات المخلفات الدقيقة في الدائرة الأساسية. القاعدة الحالية مقابل الجهد الأساسي - يطلق الباعث سمة إدخال الترانزستور، والتي يتم إزالتها في الجهد جامع ثابت.

يتم تطبيق الجهد من 5 ... 10 V على تقاطع المجمع من الترانزستور منخفضة الطاقة (وهذا لبحثنا) ، على الرغم من أنه يمكن أن يكون أكثر من ذلك. في مثل هذه الفولتية ، يمكن أن يكون تيار المجمع من 0.5 إلى عدة عشرات من المللي أمبير. حسنًا ، في إطار المقالة فقط ، سنقتصر على هذه الكميات ، حيث يُعتقد أن الترانزستور منخفض الطاقة.

خصائص انتقال

كما ذكر أعلاه ، يتحكم تيار أساسي صغير في تيار جامع كبير ، كما هو موضح في الشكل 2. وتجدر الإشارة إلى أن التيار الأساسي على الرسم البياني مبين في microamps ، وحالي المجمع في milliamps.

الشكل 2

إذا راقبت سلوك المنحنى بعناية ، يمكنك أن ترى أن نسبة جامع التيار إلى التيار الأساسي في جميع النقاط في الرسم البياني هي نفسها. لهذا ، يكفي الانتباه إلى النقطتين أ و ب ، حيث تبلغ نسبة جامع التيار إلى التيار الأساسي 50 تمامًا. وسيكون هذا هو التسارع الحالي المشار إليه بالرمز h21e - المكسب الحالي.

h21e = Ik / Ib.

معرفة هذه النسبة ، ليس من الصعب حساب جامع الحالي Ik = Ib * h21e

ولكن في أي حال من الأحوال ، يجب ألا تعتقد أن ربح جميع الترانزستورات هو 50 بالضبط ، كما في الشكل 2. في الواقع ، حسب نوع الترانزستور ، فإنه يتراوح من وحدات إلى عدة مئات وحتى الآلاف!

إذا كنت بحاجة إلى معرفة مكسب ترانزستور معين يقع على طاولتك ، فهذا أمر بسيط للغاية: كقاعدة عامة ، يكون للقياسات المتعددة المتر ، طريقة قياس h21e. بعد ذلك ، سنشرح كيفية تحديد الكسب باستخدام مقياس التيار الكهربائي التقليدي.

ويسمى اعتماد جامع الحالي على التيار الأساسي (الشكل 2) استجابة الترانزستور. يوضح الشكل 3 مجموعة من خصائص نقل الترانزستور عند تشغيله وفقًا لدائرة مع OE. تؤخذ الخصائص في الجهد جامع باعث ثابت.

الشكل 3. عائلة خصائص نقل الترانزستور ، عندما يتم تشغيله وفقا للمخطط مع OE

إذا نظرت إلى هذه العائلة عن كثب ، يمكنك استخلاص عدة استنتاجات.أولاً ، خاصية النقل غير خطية ، إنها منحنى (على الرغم من وجود قسم خطي في منتصف المنحنى). هذا المنحنى هو الذي يؤدي إلى تشوهات غير خطية إذا تم استخدام الترانزستور لتضخيم إشارة ، على سبيل المثال ، إشارة صوتية. لذلك ، من الضروري "تحويل" نقطة تشغيل الترانزستور إلى جزء خطي من الخاصية.

ثانياً ، إن الخصائص التي يتم التقاطها في الفولتية المختلفة Uke1 و Uke2 متساوية (متساوية من بعضها البعض). هذا يسمح لنا أن نستنتج أن كسب الترانزستور (الذي تحدده زاوية المنحنى إلى محور الإحداثيات) لا يعتمد على جهد جامع باعث.

ثالثا ، الخصائص لا تبدأ من الأصل. هذا يشير إلى أنه حتى عند الصفر الحالي ، فإن بعض التيار يتدفق عبر المجمع. هذا هو بالضبط التيار الأولي ، الذي تم وصفه في الجزء السابق من المقال. يختلف التيار الأولي لكلا المنحنيين ، مما يشير إلى أنه يعتمد على الجهد على المجمع.

كيفية إزالة خاصية النقل

أسهل طريقة لإزالة هذه الخاصية هي إذا قمت بتشغيل الترانزستور وفقًا للدائرة الموضحة في الشكل 4.

الشكل 4

من خلال إدارة مقبض مقياس الجهد R ، يمكنك تغيير قاعدة التيار الصغيرة جدًا Ib ، مما سيؤدي إلى تغيير نسبي في تيار المجمّع الكبير Ik. تشير هذه العملية "الإبداعية" مثل دوران مقبض مقياس الجهد بشكل لا إرادي: "هل من الممكن أتمتة هذه العملية من الالتواء بالمقبض بطريقة ما؟" اتضح ما تستطيع.

للقيام بذلك ، بدلاً من مقياس الجهد ، يكفي توصيل مصدر جهد بديل ، على سبيل المثال ، ميكروفون كربون ، أو دائرة تذبذبية لهوائي أو كاشف لمستقبل ، من بطاريات EB-e في سلسلة. بعد ذلك ، سوف يتحكم هذا الجهد المتناوب في جامع الترانزستور ، كما هو مبين في الشكل 5.

الشكل 5

في هذه الدائرة ، تعمل بطارية EB-e كمصدر انحياز لنقطة تشغيل الترانزستور ، وسيتم تضخيم إشارة الجهد AC. إذا قمت بتطبيق إشارة بالتناوب ، على سبيل المثال الجيوب الأنفية ، دون تحيز ، فإن نصف الدورات الإيجابية ستفتح الترانزستور ، وربما تضخيمه.

لكن الفترات النصف سالبة مغلقة الترانزستور ببساطة ، لذلك لن تضخيم فقط ، ولكن لن تمر عبر الترانزستور. إنه نفس الشيء كما لو كنت تقوم بتوصيل مكبر الصوت من خلال الصمام الثنائي: بدلاً من الموسيقى والأصوات اللطيفة ، يمكنك سماع صوت صفير غير مفهوم.

ولكن في كثير من الأحيان يضخّمون التيار المباشر ، بينما يعمل الترانزستور في وضع المفتاح ، مثل التتابع. غالبًا ما يوجد هذا التطبيق في الدوائر الرقمية. في المقالة التالية ، مع وضع المفتاح ، كأبسط وأكثر قابلية للفهم ، سنبدأ في النظر في مختلف أنماط تشغيل الترانزستور.

دوائر تبديل الترانزستور

الشكل 6. الترانزستور تبديل الدوائر

حتى الآن ، في جميع الأشكال ، ظهر الترانزستور أمامنا على شكل ثلاثة مربعات بالحرفين n و p. في الشكل 6 أ ، يظهر الترانزستور كما في دائرة كهربائية حقيقية. يتم عرض قطبية اتصال الجهد ، وأسماء الأقطاب ، والقاعدة والتيارات باعث على الفور. وفي الشكل 6 ب ، في شكل تصميم اثنين من الثنائيات ، والتي غالبا ما تكون تستخدم عند اختبار الترانزستور مع المتر.