Emitter base voltage что значит

Emitter base voltage что значит

_________________
Будете проходить мимо- проходите!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит
SmarTrunk Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит
Друг Кота

Карма: 27
Рейтинг сообщений: 203
Зарегистрирован: Чт ноя 26, 2009 11:16:50
Сообщений: 6015
Откуда: Москва
Рейтинг сообщения: 0

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит
eqltv Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит
Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс янв 31, 2010 17:16:17
Сообщений: 63
Рейтинг сообщения: 0

Приглашаем 30 ноября всех желающих посетить вебинар о литиевых источниках тока Fanso (EVE). Вы узнаете об особенностях использования литиевых источников питания и о том, как на них влияют режим работы и условия эксплуатации. Мы расскажем, какие параметры важно учитывать при выборе литиевого ХИТ, рассмотрим «подводные камни», с которыми можно столкнуться при неправильном выборе, разберем, как правильно проводить тесты, чтобы убедиться в надежности конечного решения. Вы сможете задать вопросы представителям производителя, которые будут участвовать в вебинаре.

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит
Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значитСтраница 1 из 1[ Сообщений: 4 ]

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 8

Источник

Основные параметры и характеристики биполярного транзистора.

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Продолжаем разбирать все, что связано с транзисторами и сегодня у нас на очереди одна из наиболее часто используемых схем включения. А именно схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером (ОЭ)! Кроме того, на базе этой схемы мы рассмотрим основные параметры и характеристики биполярного транзистора. Тема важная и интересная, так что без лишних слов переходим к делу!

Название этой схемы во многом объясняет ее основную идею. Поскольку схема с общим эмиттером, то, собственно, эмиттер является общим электродом для входной и выходной цепей. Вот как выглядит схема с ОЭ для n-p-n транзистора:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

А вот так — для p-n-p:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Давайте снова разбирать все процессы для случая с использованием n-p-n транзистора. Для p-n-p суть остается той же, меняется только полярность.

Входными величинами являются напряжение база-эмиттер ( U_ <бэ>) и ток базы ( I_ <б>), а выходными — напряжение коллектор-эмиттер ( U_ <кэ>) и ток коллектора ( I_ <к>). Обратите внимание, что в этих схемах у нас отсутствует нагрузка в цепи коллектора, поэтому все характеристики, которые мы далее рассмотрим носят название статических. Другими словами статические характеристики транзистора — это зависимости между напряжениями и токами на входе и выходе при отсутствии нагрузки.

Характеристики биполярного транзистора.

Выделяют несколько основных характеристик транзистора, которые позволяют понять, как он работает, и как его использовать для решения задач.

И первая на очереди — входная характеристика, которая представляет из себя зависимость тока базы от напряжения база-эмиттер при определенном значении напряжения коллектор-эмиттер:

В документации на конкретный транзистор обычно указывают семейство входных характеристик (для разных значений U_ <кэ>):

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Входная характеристика, в целом, очень похожа на прямую ветвь ВАХ диода. При U_ <кэ>= 0 характеристика соответствует зависимости тока от напряжения для двух p-n переходов включенных параллельно (и смещенных в прямом направлении). При увеличении U_ <кэ>ветвь будет смещаться вправо.

Переходим ко второй крайне важной характеристике биполярного транзистора — выходной! Выходная характеристика — это зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-эмиттер при постоянном токе базы.

Для нее также указывается семейство характеристик для разных значений тока базы:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Видим, что при небольших значениях U_ <кэ>коллекторный ток увеличивается очень быстро, а при дальнейшем увеличении напряжения — изменение тока очень мало и фактически не зависит от U_ <кэ>(зато пропорционально току базы). Эти участки соответствуют разным режимам работы транзистора.

Для наглядности можно изобразить эти режимы на семействе выходных характеристик:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Участок 1 соответствует активному режиму работы транзистора, когда эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный — в обратном. Как вы помните, в данном режиме незначительный ток базы управляет током коллектора, имеющим бОльшую величину.

Для управления током базы мы увеличиваем напряжение U_ <бэ>, что в соответствии со входными характеристиками приводит к увеличению тока базы. А это уже в соответствии с выходной характеристикой в активном режиме приводит к росту тока коллектора. Все взаимосвязано 🙂

На участке 2 транзистор находится в режиме насыщения. При уменьшении U_ <кэ>уменьшается и напряжение на коллекторном переходе U_ <кб>. И при определенном значении U_ <кэ>= U_ <кэ \medspace нас>напряжение на коллекторном переходе меняет знак и переход оказывается смещенным в прямом направлении. То есть в активном режиме у нас была такая картина — эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный — в обратном. В режиме же насыщения оба перехода смещены в прямом направлении.

В этом режиме основные носители заряда начинают двигаться из коллектора в базу — навстречу носителям заряда, которые двигаются из эмиттера в коллектор. Поэтому при дальнейшем уменьшении U_ <кэ>ток коллектора уменьшается. Кроме того, в режиме насыщения транзистор теряет свои усилительные свойства, поскольку ток коллектора перестает зависеть от тока базы.

Режим насыщения часто используется в схемах ключей на транзисторе. В одной из следующих статей мы как раз займемся практическими расчетами реальных схем и там используем рассмотренные сегодня характеристики биполярного транзистора!

Все параметры транзисторов довольно-таки сильно зависят как друг от друга, так и от температуры, поэтому в документации приводятся характеристики для разных значений. Вот, например, зависимость коэффициента усиления по току (в зарубежной документации обозначается как h_ ) от тока коллектора для биполярного транзистора BC847:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Как видите, коэффициент усиления не просто зависит от тока коллектора, но и от температуры окружающей среды! Разным значениям температуры соответствуют разные кривые.

Основные параметры биполярных транзисторов.

Давайте теперь рассмотрим, какие существуют параметры биполярных транзисторов, и какие предельные значения они могут принимать.

I_ <КБО>( I_ ) — обратный ток коллектора — ток через коллекторный переход при определенном обратном напряжении на переходе коллектор-база и разомкнутой цепи эмиттера.
I_ <ЭБО>( I_ ) — обратный ток эмиттера — ток через эмиттерный переход при определенном обратном напряжении на переходе эмиттер-база и разомкнутом выводе коллектора.
I_ <КЭО>( I_ ) — аналогично, обратный ток коллектор-эмиттер — ток в цепи коллектор-эмиттер при определенном обратном напряжении коллектор-эмиттер и разомкнутом выводе базы.
U_ <БЭ>( V_ ) — напряжение на переходе база-эмиттер при определенном напряжении коллектор-эмиттер и токе коллектора.
U_ <КБ \medspace проб>( V_ <(BR) CBO>) — напряжение пробоя перехода коллектор-база при определенном обратном токе коллектора и разомкнутой цепи эмиттера. Например, для все того же BC847:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

U_ <ЭБ \medspace проб>( V_ <(BR) EBO>) — напряжение пробоя эмиттер-база при определенном обратном токе эмиттера и разомкнутой цепи коллектора.
U_ <КЭ \medspace проб>( V_ <(BR) CES>) — напряжение пробоя коллектор-эмиттер при определенном прямом токе коллектора и разомкнутой цепи базы.
Напряжения насыщения коллектор-эмиттер и база-эмиттер — U_ <КЭ \medspace нас>( V_ ) и U_ <БЭ \medspace нас>( V_ ).
Конечно же, важнейший параметр — статический коэффициент передачи по току для схемы с общим эмиттером — h_ <21э>( h_ ). Для этого параметра обычно приводится диапазон возможных значений, то есть минимальное и максимальное значения.
f_ <гр>( f_) — граничная частота коэффициента передачи тока транзистора для схемы с общим эмиттером. При использовании сигнала более высокой частоты транзистор не может быть использован в качестве усилительного элемента.
И еще один параметр, который следует отнести к важнейшим — I_ <К>( I_ ) — максимально допустимый постоянный ток коллектора.

И на этом заканчиваем нашу сегодняшнюю статью, большое спасибо за внимание! Подписывайтесь на обновления и не пропустите новые статьи 🙂

Источник

Биполярные транзисторы

Биполярный транзистор, определение и типы

Биполярный транзистор представляет собой трехвыводной полупроводниковый пробор с тремя чередующимися слоями полупроводника разного вида проводимости, на границе раздела которых образуется два р-n перехода. В современной электронике биполярные транзисторы уже практически не используются как силовые ключевые элементы. Причиной этого является низкое быстродействие, в сравнении с MOSFET-транзисторами, сравнительно большее энерговыделение, большие мощности управления, сложности параллельного включения и т.д. Поэтому в данной работе биполярные транзисторы будут рассматриваться с целью использования в качестве функциональных элементов (систем обратной связи, усилительных каскадов и т.д.).

Биполярные транзисторы имеют два основных типа структуры:

Достаточно подробно про внутреннюю структуру транзисторов изложено в [Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. Лань. 2002. 479 с.]. Резюмируя можно сказать, что быстродействие n-p-n транзистора существенно больше быстродействия p-n-p структуры. По этой, а также еще по нескольким причинам n-p-n транзисторов по номенклатуре существенно больше, чем p-n-p транзисторов. Вот такая ассиметрия.

Области использования биполярных транзисторов:

Биполярный транзистор имеет два p-n перехода – эмиттерный и коллекторный. База у переходов общая. Биполярный транзистор управляется током.

Условное обозначение биполярных транзисторов n-p-n и p-n-p структур показано на рисунке BJT.1.

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Рисунок BJT.1 – Условное обозначение n-p-n и p-n-p транзистора

Классификация биполярных транзисторов

Биполярные транзисторы условно подразделяются на различные типы в соответствии со следующими измерениями параметров:

Основные схемы включения биполярного транзистора

Мы не будем вдаваться в подробности внутренней кухни транзистора в сложные хитросплетения взаимодействия мужественных электронов и женственных дырок. Просто рассмотрим транзистор как маленький черный ящик с тремя ножками. Существует три основных способа включения трех ножек транзистора:

Схема с общим эмиттером

Схема с общим эмиттером – самая распространённая схема включения биполярного транзистора (рисунок BJT.3). Обеспечивает усиление сигнала, как по напряжению, так и по току. Обеспечивает максимальное усиление по мощности среди всех прочих схем включения биполярного транзистора. В данной схеме протекание тока по цепи база-эмиттер IB (часто просто называемый ток базы) приводит к протеканию тока в цепи коллектор-эмиттер IC (называемый обычно просто током коллектора). Коэффициент пропорциональности между током базы и током коллектора называется коэффициент усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером hFE:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Еще hFE часто обозначается как β или в советской литературе как h21э.

Важным преимуществом схемы является возможность использования только одного источника питания. Кроме этого, при проектировании схем важно учитывать то, что выходное напряжение инвертируется относительно входного.

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Схема с общей базой

Значительно менее распространённое включение биполярного транзистора (рисунок BJT.4).

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Обеспечивает усиление сигнала, но только по напряжению. Ток практически не изменяется или немного уменьшается. Ток в цепи коллектора связан с током эмиттера IE коэффициентом передачи ток α близким к единице, но меньшим её:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Коэффициент передачи тока рассчитывается исходя из соотношения:

1 Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

где hFE – все тот же коэффициент усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером.

Фактически силовой ток течет по цепи коллектор-эмиттер, то есть ток нагрузки полностью втекает в управляющий источник E. Это определяет малое входное сопротивление схемы Rin, фактически равное дифференциального сопротивления эмиттерного перехода

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

VBE – напряжение база-эмиттер

Соответственно ток базы мал и равен:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Эмиттерный повторитель

Эмиттерный повторитель потому и называется повторителем, что он не усиливает входной сигнал по напряжению, а «повторяет» его. Или почти повторяет. В схеме сопротивление нагрузки включено так, что напряжение не нем вычитается из приложенного напряжения, чем реализуется отрицательная обратная связь. Схема включения биполярного транзистора в режиме эмиттерного повторителя представлена на рисунке BJT.5.

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Усиление достигается только по току:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Соответственно входное сопротивление повторителя равно:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Rload – сопротивление нагрузки.

В реальности выходное напряжение отстает от входного на величину падения напряжения на переходе «база-эмиттер» (приблизительно равное 0,6 В):

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Вольт-амперная характеристика биполярного транзистора

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Рисунок BJT.6. Форма вольт-амперных характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером: а) входные характеристики; б) выходные характеристики

Основные параметры биполярного транзистора

Комплементарность транзисторов

В ряде типовых схемотехнических решений необходимо одновременное использование транзисторов n-p-n и p-n-p структуры имеющих практически идентичные параметры. Такие транзисторы называют комплементарными. Ниже приведена таблица наиболее широко используемых пар комплементарных транзисторов.

Поиск пар комплементарных транзисторов можно осуществлять на ресурсе [http://www.semicon-data.com/transistor/tc/2n/tc_2n_208.html].

Измерение коэффициента усиления по току

Транзисторы в пределах каждого конкретного типа имеют значительный разброс по коэффициенту усиления тока. В случае необходимости точного измерения коэффициента усиления по току использую тестеры с опцией измерения hFE.

Составной транзистор

Для увеличения коэффициента усиления используется схема включения двух и более биполярных транзисторов. Существует две разновидности схем составных транзисторов: схема Дарлингтона и схема Шиклаи (рисунок BJT.7). Каждая из представленных схем включает управляющий транзистор и силовой, через который протекает основная доля тока нагрузки.

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

В схемы может быть введен дополнительный резистор для изменения рабочих характеристик составного транзистора и улучшения динамических свойств схемы.

Функционально в схеме Дарлингтона резистор обеспечивает протекание постоянного тока через эмиттер управляющего транзистора, поскольку напряжение база-эмиттер силового транзистора слабо зависит от тока базы.

Ниже представлены расчеты коэффициента передачи тока составного транзистора для схем Дарлингтона и Шиклаи.

Расчет схемы Дарлингтона

Выведем выражение для расчета:

Сопротивление резистора следует из выражения:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Ток эмиттера первого транзистора:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Проводим ряд преобразований:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

R – сопротивление резистора;

IC2 – ток коллектора второго транзистора (выходной ток составного транзистора);

IB1 – ток базы первого транзистора (входной ток составного транзистора).

Полученное соотношение определяет коэффициент передачи тока составного силового транзистора Дарлингтона. При больших значениях сопротивления R (или при его отсутствии в схеме) выражение упрощается:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Из выражения видно, что в коэффициент передачи тока составного транзистора фактически равен произведению коэффициентов передачи тока дискретных транзисторов его составляющих.

Расчет схемы Шиклаи

Выведем выражение для расчета:

Сопротивление резистора следует из выражения:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Ток коллектора первого транзистора:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

R – сопротивление резистора;

IC2 – ток коллектора второго транзистора (выходной ток составного транзистора);

IB1 – ток базы первого транзистора (входной ток составного транзистора).

Полученное соотношение определяет коэффициент передачи тока составного силового транзистора Шиклаи. При больших значениях сопротивления R (или при его отсутствии в схеме) выражение упрощается:

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Из выражения видно, что в коэффициент передачи тока составного транзистора равен произведению коэффициентов передачи тока дискретных транзисторов его составляющих.

Функционально в схеме Шиклаи резистор обеспечивает протекание постоянного тока через коллектор управляющего транзистора, поскольку напряжение база-эмиттер силового p-n-p транзистора слабо зависит от тока базы.

Источник

Биполярные транзисторы. For dummies

Предисловие

Поскольку тема транзисторов весьма и весьма обширна, то посвященных им статей будет две: отдельно о биполярных и отдельно о полевых транзисторах.

Транзистор, как и диод, основан на явлении p-n перехода. Желающие могут освежить в памяти физику протекающих в нем процессов здесь или здесь.

Необходимые пояснения даны, переходим к сути.

Транзисторы. Определение и история

Транзистор — электронный полупроводниковый прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом. (tranzistors.ru)

Первыми были изобретены полевые транзисторы (1928 год), а биполярные появилсь в 1947 году в лаборатории Bell Labs. И это была, без преувеличения, революция в электронике.

Очень быстро транзисторы заменили вакуумные лампы в различных электронных устройствах. В связи с этим возросла надежность таких устройств и намного уменьшились их размеры. И по сей день, насколько бы «навороченной» не была микросхема, она все равно содержит в себе множество транзисторов (а также диодов, конденсаторов, резисторов и проч.). Только очень маленьких.

Кстати, изначально «транзисторами» называли резисторы, сопротивление которых можно было изменять с помощью величины подаваемого напряжения. Если отвлечься от физики процессов, то современный транзистор тоже можно представить как сопротивление, зависящее от подаваемого на него сигнала.

В чем же отличие между полевыми и биполярными транзисторами? Ответ заложен в самих их названиях. В биполярном транзисторе в переносе заряда участвуют и электроны, и дырки («бис» — дважды). А в полевом (он же униполярный) — или электроны, или дырки.

Также эти типы транзисторов разнятся по областям применения. Биполярные используются в основном в аналоговой технике, а полевые — в цифровой.

И, напоследок: основная область применения любых транзисторов — усиление слабого сигнала за счет дополнительного источника питания.

Биполярный транзистор. Принцип работы. Основные характеристики

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значитEmitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит
Биполярный транзистор состоит из трех областей: эмиттера, базы и коллектора, на каждую из которых подается напряжение. В зависимости от типа проводимости этих областей, выделяют n-p-n и p-n-p транзисторы. Обычно область коллектора шире, чем эмиттера. Базу изготавливают из слаболегированного полупроводника (из-за чего она имеет большое сопротивление) и делают очень тонкой. Поскольку площадь контакта эмиттер-база получается значительно меньше площади контакта база-коллектор, то поменять эмиттер и коллектор местами с помощью смены полярности подключения нельзя. Таким образом, транзистор относится к несимметричным устройствам.

Прежде, чем рассматривать физику работы транзистора, обрисуем общую задачу.
Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит
Она заключаются в следующем: между эмиттером и коллектором течет сильный ток (ток коллектора), а между эмиттером и базой — слабый управляющий ток (ток базы). Ток коллектора будет меняться в зависимости от изменения тока базы. Почему?
Рассмотрим p-n переходы транзистора. Их два: эмиттер-база (ЭБ) и база-коллектор (БК). В активном режиме работы транзистора первый из них подключается с прямым, а второй — с обратным смещениями. Что же при этом происходит на p-n переходах? Для большей определенности будем рассматривать n-p-n транзистор. Для p-n-p все аналогично, только слово «электроны» нужно заменить на «дырки».

Поскольку переход ЭБ открыт, то электроны легко «перебегают» в базу. Там они частично рекомбинируют с дырками, но большая их часть из-за малой толщины базы и ее слабой легированности успевает добежать до перехода база-коллектор. Который, как мы помним, включен с обратным смещением. А поскольку в базе электроны — неосновные носители заряда, то электирическое поле перехода помогает им преодолеть его. Таким образом, ток коллетора получается лишь немного меньше тока эмиттера. А теперь следите за руками. Если увеличить ток базы, то переход ЭБ откроется сильнее, и между эмиттером и коллектором сможет проскочить больше электронов. А поскольку ток коллектора изначально больше тока базы, то это изменение будет весьма и весьма заметно. Таким образом, произойдет усиление слабого сигнала, поступившего на базу. Еще раз: сильное изменение тока коллектора является пропорциональным отражением слабого изменения тока базы.

Помню, моей одногрупнице принцип работы биполярного транзистора объясняли на примере водопроводного крана. Вода в нем — ток коллектора, а управляющий ток базы — то, насколько мы поворачиваем ручку. Достаточно небольшого усилия (управляющего воздействия), чтобы поток воды из крана увеличился.

Помимо рассмотренных процессов, на p-n переходах транзистора может происходить еще ряд явлений. Например, при сильном увеличении напряжения на переходе база-коллектор может начаться лавинное размножение заряда из-за ударной ионизации. А вкупе с туннельным эффектом это даст сначала электрический, а затем (с возрастанием тока) и тепловой пробой. Однако, тепловой пробой в транзисторе может наступить и без электрического (т.е. без повышения коллекторного напряжения до пробивного). Для этого будет достаточно одного чрезмерного тока через коллектор.

Еще одно явления связано с тем, что при изменении напряжений на коллекторном и эмиттерном переходах меняется их толщина. И если база черезчур тонкая, то может возникнуть эффект смыкания (так называемый «прокол» базы) — соединение коллекторного перехода с эмиттерным. При этом область базы исчезает, и транзистор перестает нормально работать.

Коллекторный ток транзистора в нормальном активном режиме работы транзистора больше тока базы в определенное число раз. Это число называется коэффициентом усиления по току и является одним из основных параметров транзистора. Обозначается оно h21. Если транзистор включается без нагрузки на коллектор, то при постоянном напряжении коллектор-эмиттер отношение тока коллектора к току базы даст статический коэффициент усиления по току. Он может равняться десяткам или сотням единиц, но стоит учитывать тот факт, что в реальных схемах этот коэффициент меньше из-за того, что при включении нагрузки ток коллектора закономерно уменьшается.

Вторым немаловажным параметром является входное сопротивление транзистора. Согласно закону Ома, оно представляет собой отношение напряжения между базой и эмиттером к управляющему току базы. Чем оно больше, тем меньше ток базы и тем выше коэффициент усиления.

Третий параметр биполярного транзистора — коэффициент усиления по напряжению. Он равен отношению амплитудных или действующих значений выходного (эмиттер-коллектор) и входного (база-эмиттер) переменных напряжений. Поскольку первая величина обычно очень большая (единицы и десятки вольт), а вторая — очень маленькая (десятые доли вольт), то этот коэффициент может достигать десятков тысяч единиц. Стоит отметить, что каждый управляющий сигнал базы имеет свой коэффициент усиления по напряжению.

Также транзисторы имеют частотную характеристику, которая характеризует способность транзистора усиливать сигнал, частота которого приближается к граничной частоте усиления. Дело в том, что с увеличением частоты входного сигнала коэффициент усиления снижается. Это происходит из-за того, что время протекания основных физических процессов (время перемещения носителей от эмиттера к коллектору, заряд и разряд барьерных емкостных переходов) становится соизмеримым с периодом изменения входного сигнала. Т.е. транзистор просто не успевает реагировать на изменения входного сигнала и в какой-то момент просто перестает его усиливать. Частота, на которой это происходит, и называется граничной.

Условные обозначения n-p-n и p-n-p транзисторов отличаются только направлением стрелочки, обозначающей эмиттер. Она показывает то, как течет ток в данном транзисторе.

Режимы работы биполярного транзистора

Схемы включения биполярных транзисторов

Поскольку контактов у транзистора три, то в общем случае питание на него нужно подавать от двух источников, у которых вместе получается четыре вывода. Поэтому на один из контактов транзистора приходится подавать напряжение одинакового знака от обоих источников. И в зависимости от того, что это за контакт, различают три схемы включения биполярных транзисторов: с общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК) и общей базой (ОБ). У каждой из них есть как достоинства, так и недостатки. Выбор между ними делается в зависимости от того, какие параметры для нас важны, а какими можно поступиться.

Схема включения с общим эмиттером

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит
Эта схема дает наибольшее усиление по напряжению и току (а отсюда и по мощности — до десятков тысяч единиц), в связи с чем является наиболее распространенной. Здесь переход эмиттер-база включается прямо, а переход база-коллектор — обратно. А поскольку и на базу, и на коллектор подается напряжение одного знака, то схему можно запитать от одного источника. В этой схеме фаза выходного переменного напряжения меняется относительно фазы входного переменного напряжения на 180 градусов.

Но ко всем плюшкам схема с ОЭ имеет и существенный недостаток. Он заключается в том, что рост частоты и температуры приводит к значительному ухудшению усилительных свойств транзистора. Таким образом, если транзистор должен работать на высоких частотах, то лучше использовать другую схему включения. Например, с общей базой.

Схема включения с общей базой

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит
Эта схема не дает значительного усиления сигнала, зато хороша на высоких частотах, поскольку позволяет более полно использовать частотную характеристику транзистора. Если один и тот же транзистор включить сначала по схеме с общим эмиттером, а потом с общей базой, то во втором случае будет наблюдаться значительное увеличение его граничной частоты усиления. Поскольку при таком подключении входное сопротивление низкое, а выходное — не очень большое, то собранные по схеме с ОБ каскады транзисторов применяют в антенных усилителях, где волновое сопротивление кабелей обычно не превышает 100 Ом.

В схеме с общей базой не происходит инвертирование фазы сигнала, а уровень шумов на высоких частотах снижается. Но, как уже было сказано, коэффициент усиления по току у нее всегда немного меньше единицы. Правда, коэффициент усиления по напряжению здесь такой же, как и в схеме с общим эмиттером. К недостаткам схемы с общей базой можно также отнести необходимость использования двух источников питания.

Схема включения с общим коллектором

Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит
Особенность этой схемы в том, что входное напряжение полностью передается обратно на вход, т. е. очень сильна отрицательная обратная связь.

Напомню, что отрицательной называют такую обратную связь, при которой выходной сигнал подается обратно на вход, чем снижает уровень входного сигнала. Таким образом происходит автоматическая корректировка при случайном изменении параметров входного сигнала

Коэффициент усиления по току почти такой же, как и в схеме с общим эмиттером. А вот коэффициент усиления по напряжению маленький (основной недостаток этой схемы). Он приближается к единице, но всегда меньше ее. Таким образом, коэффициент усиления по мощности получается равным всего нескольким десяткам единиц.

В схеме с общим коллектором фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением отсутствует. Поскольку коэффициент усиления по напряжению близок к единице, выходное напряжение по фазе и амплитуде совпадает со входным, т. е. повторяет его. Именно поэтому такая схема называется эмиттерным повторителем. Эмиттерным — потому, что выходное напряжение снимается с эмиттера относительно общего провода.

Такое включение используют для согласования транзисторных каскадов или когда источник входного сигнала имеет высокое входное сопротивление (например, пьезоэлектрический звукосниматель или конденсаторный микрофон).

Два слова о каскадах

Бывает такое, что нужно увеличить выходную мощность (т.е. увеличить коллекторный ток). В этом случае используют параллельное включение необходимого числа транзисторов.
Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит
Естественно, они должны быть примерно одинаковыми по характеристикам. Но необходимо помнить, что максимальный суммарный коллекторный ток не должен превышать 1,6-1,7 от предельного тока коллектора любого из транзисторов каскада.
Тем не менее (спасибо wrewolf за замечание), в случае с биполярными транзисторами так делать не рекомендуется. Потому что два транзистора даже одного типономинала хоть немного, но отличаются друг от друга. Соответственно, при параллельном включении через них будут течь токи разной величины. Для выравнивания этих токов в эмиттерные цепи транзисторов ставят балансные резисторы. Величину их сопротивления рассчитывают так, чтобы падение напряжения на них в интервале рабочих токов было не менее 0,7 В. Понятно, что это приводит к значительному ухудшению КПД схемы.

Может также возникнуть необходимость в транзисторе с хорошей чувствительностью и при этом с хорошим коэффициентом усиления. В таких случаях используют каскад из чувствительного, но маломощного транзистора (на рисунке — VT1), который управляет энергией питания более мощного собрата (на рисунке — VT2).
Emitter base voltage что значит. Смотреть фото Emitter base voltage что значит. Смотреть картинку Emitter base voltage что значит. Картинка про Emitter base voltage что значит. Фото Emitter base voltage что значит

Другие области применения биполярных транзисторов

Транзисторы можно применять не только схемах усиления сигнала. Например, благодаря тому, что они могут работать в режимах насыщения и отсечки, их используют в качестве электронных ключей. Также возможно использование транзисторов в схемах генераторов сигнала. Если они работают в ключевом режиме, то будет генерироваться прямоугольный сигнал, а если в режиме усиления — то сигнал произвольной формы, зависящий от управляющего воздействия.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *