מהו טרנזיסטור דו קוטבי ואיזה מעגלי מיתוג קיימים

השימוש בהתקני מוליכים למחצה (SS) נפוץ במכשירי רדיו. בשל כך, המידות של מכשירים שונים ירדו. הטרנזיסטור הדו-קוטבי קיבל יישום רחב, בשל כמה תכונות הפונקציונליות שלו רחבה יותר מזו של טרנזיסטור פשוט עם אפקט שדה. כדי להבין מדוע הוא נחוץ ובאילו תנאים הוא משמש, יש צורך לשקול את עקרון הפעולה, שיטות החיבור והסיווג שלו.

מכשיר ועיקרון הפעולה

טרנזיסטור הוא מוליך למחצה אלקטרוני המורכב מ-3 אלקטרודות, שאחת מהן היא בקרה. טרנזיסטור מסוג דו קוטבי שונה מקוטבי בנוכחות 2 סוגים של נושאי מטען (שלילי וחיובי).

מטענים שליליים הם אלקטרונים המשתחררים מהקליפה החיצונית של סריג הגביש. סוג חיובי של מטען, או חורים, נוצרים במקום האלקטרון המשוחרר.

המכשיר של טרנזיסטור דו קוטבי (BT) הוא די פשוט, למרות הרבגוניות שלו. הוא מורכב מ-3 שכבות מסוג מוליך: פולט (E), בסיס (B) וקולטן (K).

פולט (מלטינית "לשחרר") הוא סוג של צומת מוליכים למחצה שתפקידו העיקרי הוא הזרקת מטענים לבסיס. האספן (מ"אספן") הלטינית משמש לקליטת החיובים של הפולט. הבסיס הוא אלקטרודת הבקרה.

שכבות הפולט והאספן כמעט זהות, אך שונות במידת התוספת של זיהומים כדי לשפר את המאפיינים של ה-PCB. תוספת זיהומים נקראת סימום. עבור שכבת האספן (CL), סימום מתבטא בצורה חלשה כדי להגדיל את מתח האספן (Uk). שכבת המוליכים למחצה הפולטים מסוממים בכבדות על מנת להגדיל את הפירוק המותר הפוך U ולשפר את הזרקת הנשאים לשכבת הבסיס (מקדם ההעברה הנוכחי גדל - Kt). שכבת הבסיס מסוממת קלות כדי לספק יותר התנגדות (R).

המעבר בין הבסיס לפולט קטן יותר בשטח מה-K-B. בשל השוני באזורים, מתרחש השיפור של Kt. במהלך פעולת ה-PCB, המעבר K-B מופעל בהטיה הפוכה כדי לשחרר את החלק העיקרי של כמות החום Q, שמתפזר ומספק קירור טוב יותר של הגביש.

המהירות של BT תלויה בעובי שכבת הבסיס (BS). תלות זו היא ערך המשתנה ביחס הפוך. עם פחות עובי - יותר מהירות. תלות זו קשורה לזמן הטיסה של נושאי מטען.עם זאת, במקביל, בריטניה פוחתת.

זרם חזק זורם בין הפולט ל-K, הנקרא זרם K (Ik). זרם קטן זורם בין E ל-B - זרם B (Ib), המשמש לבקרה. כאשר Ib משתנה, Ik משתנה.

לטרנזיסטור שני צמתים p-n: E-B ו-K-B. כאשר המצב פעיל, E-B מחובר עם הטיה מסוג קדימה, ו-CB מחובר עם הטיה לאחור. מכיוון שמעבר E-B נמצא במצב פתוח, מטענים שליליים (אלקטרונים) זורמים אל ה-B. לאחר מכן, הם מתחברים מחדש באופן חלקי עם חורים. עם זאת, רוב האלקטרונים מגיעים ל-K-B עקב הלגיטימציה והעובי הנמוכים של B.

ב-BS, אלקטרונים הם נושאי מטען מינוריים, והשדה האלקטרומגנטי עוזר להם להתגבר על המעבר K-B. עם עלייה ב-Ib, פתח ה-E-B יתרחב ועוד אלקטרונים ירוצו בין E ל-K. במקרה זה, תתרחש הגברה משמעותית של האות בעל המשרעת הנמוכה, מכיוון ש-Ik גדול מ-Ib.

על מנת להבין ביתר קלות את המשמעות הפיזית של פעולתו של טרנזיסטור מסוג דו קוטבי, יש צורך לשייך אותו לדוגמא טובה. יש להניח שהמשאבה לשאיבת מים היא מקור כוח, ברז המים הוא טרנזיסטור, המים הם Ik, מידת הסיבוב של ידית הברז היא Ib. כדי להגביר את הלחץ, אתה צריך לסובב מעט את הברז - כדי לבצע פעולת בקרה. בהתבסס על הדוגמה, אנו יכולים להסיק עיקרון פשוט של הפעולה של התוכנה.

עם זאת, עם עלייה משמעותית ב-U במעבר K-B, יינון השפעה יכול להתרחש, מה שגורם לכפל מטען מפולת.בשילוב עם אפקט המנהרה, תהליך זה נותן התמוטטות חשמלית, ועם עלייה בזמן, התמוטטות תרמית, אשר משביתה את ה-PP. לעיתים מתרחשת התמוטטות תרמית ללא התמוטטות חשמלית כתוצאה מעלייה משמעותית בזרם דרך פלט הקולט.

בנוסף, כאשר U משתנה ל-K-B ו-E-B, העובי של שכבות אלו משתנה, אם B דקה, אז נוצר אפקט סגירה (זה נקרא גם פנצ'ר B), שבו מחוברים המעברים K-B ו-E-B. כתוצאה מתופעה זו, ה-PP מפסיק לבצע את תפקידיו.

מצבי הפעלה

הטרנזיסטור הדו-קוטבי יכול לפעול ב-4 מצבים:

1. פָּעִיל.
2. חתכים (RO).
3. רוויה (PH).
4. מחסום (RB).

המצב הפעיל של BT הוא נורמלי (NAR) והפוך (IAR).

מצב פעיל רגיל

במצב זה, U זורם בצומת E-B, שהוא ישיר ונקרא מתח E-B (Ue-b). המצב נחשב לאופטימלי ומשמש ברוב התוכניות. מעבר E מזריק מטענים לאזור הבסיס, שנעים לכיוון הקולט. האחרון מאיץ את המטענים, ויוצר אפקט בוסט.

מצב פעיל הפוך

במצב זה, המעבר K-B פתוח. ה-BT פועל בכיוון ההפוך, כלומר, נושאי מטען חורים מוזרקים מ-K, עוברים דרך ה-B. הם נאספים על ידי המעבר E. תכונות ההגברה של ה-PP חלשות, ו-BTs משמשים לעתים רחוקות במצב זה.

מצב רוויה

ב-PH שני המעברים פתוחים. כאשר E-B ו-K-B מחוברים למקורות חיצוניים בכיוון קדימה, ה-BT יעבוד ברכב השיגור. השדה האלקטרומגנטי של הדיפוזיה של צומת E ו-K נחלש על ידי השדה החשמלי, שנוצר על ידי מקורות חיצוניים.כתוצאה מכך, תחול ירידה ביכולת המחסום והגבלת יכולתם המפוזרת של נושאי המטען הראשיים. תתחיל הזרקת חורים מ-E ו-K ל-B. מצב זה משמש בעיקר בטכנולוגיה אנלוגית, אך במקרים מסוימים ייתכנו חריגים.

מצב חיתוך

במצב זה, ה-BT נסגר לחלוטין ואינו מסוגל להוליך זרם. עם זאת, ב-BT יש זרימות לא משמעותיות של נושאי מטען מינוריים, היוצרים זרמים תרמיים עם ערכים קטנים. מצב זה משמש בסוגים שונים של הגנה מפני עומסי יתר וקצר חשמלי.

משטר מחסומים

בסיס ה-BT מחובר דרך נגד ל-K. במעגל K או E נכלל נגד, הקובע את ערך הזרם (I) דרך ה-BT. BR משמש לעתים קרובות במעגלים, מכיוון שהוא מאפשר ל-BT לפעול בכל תדר ובטווח טמפרטורות גדול יותר.

החלפת סכמות

לצורך שימוש וחיבור נכון של BTs, אתה צריך לדעת את הסיווג והסוג שלהם. סיווג של טרנזיסטורים דו-קוטביים:

1. חומר ייצור: גרמניום, סיליקון וארסנידוגאליום.
2. תכונות ייצור.
3. הספק מפוזר: הספק נמוך (עד 0.25 W), בינוני (0.25-1.6 W), חזק (מעל 1.6 W).
4. תדר מגביל: תדר נמוך (עד 2.7 מגה-הרץ), תדר אמצע (2.7-32 מגה-הרץ), תדר גבוה (32-310 מגה-הרץ), מיקרוגל (יותר מ-310 מגה-הרץ).
5. מטרה פונקציונלית.

המטרה הפונקציונלית של BT מחולקת לסוגים הבאים:

1. הגברה של אלה בתדר נמוך עם נתוני רעש מנורמלים ולא מנורמלים (NiNNKSh).
2. הגברה של תדר גבוה עם NiNNKSh.
3. מיקרוגל מגביר עם NiNNKSh.
4. הגברה של מתח גבוה חזק.
5. גנרטור עם תדרים גבוהים ואולטרה גבוהים.
6. התקני מיתוג במתח גבוה עם הספק נמוך והספק גבוה.
7. דופק חזק לערכי U גבוהים.

בנוסף, ישנם סוגים כאלה של טרנזיסטורים דו-קוטביים:

1. פ-נ-פ.
2. נ-פ-נ.

ישנם 3 מעגלים להפעלת טרנזיסטור דו קוטבי, שלכל אחד מהם יתרונות וחסרונות משלו:

1. גנרל ב.
2. גנרל E.
3. גנרל ק.

הפעלה עם בסיס משותף (OB)

המעגל מופעל בתדרים גבוהים, מה שמאפשר שימוש אופטימלי בתגובת התדר. כאשר מחברים BT אחד לפי הסכימה עם OE, ולאחר מכן עם OB, תדירות הפעולה שלו תגדל. ערכת חיבור זו משמשת במגברים מסוג אנטנה. רמת הרעש בתדרים גבוהים מופחתת.

יתרונות:

1. טמפרטורות אופטימליות וטווח תדרים רחב (f).
2. ערך גבוה בבריטניה.

פגמים:

1. נמוך אני מרוויח.
2. קלט R נמוך.

מיתוג פולט משותף (CE)

כאשר מחוברים לפי סכימה זו, ההגברה מתרחשת ב-U ו-I. ניתן להפעיל את המעגל ממקור יחיד. משמש לעתים קרובות במגברי הספק (P).

יתרונות:

1. רווחים גבוהים עבור I, U, P.
2. ספק כוח אחד.
3. משתנה הפלט U מתהפך ביחס לקלט.

יש לו חסרונות משמעותיים: יציבות הטמפרטורה והתדר הנמוכים ביותר גרועים יותר מאשר בחיבור ל-OB.

הפעלה עם אספן משותף (בסדר)

הקלט U מועבר במלואו בחזרה לקלט, ו-Ki דומה כאשר הוא מחובר ל-OE, אך הוא נמוך ב-U.

סוג זה של מיתוג משמש כדי להתאים מפלים שנעשו על טרנזיסטורים, או עם מקור אות כניסה בעל פלט R גבוה (מיקרופון או פיקאפ מסוג קונדנסר). היתרונות כוללים את הדברים הבאים: ערך גדול של הקלט ופלט קטן R.החיסרון הוא רווח U נמוך.

מאפיינים עיקריים של טרנזיסטורים דו-קוטביים

המאפיינים העיקריים של BT:

1. אני מרוויח.
2. קלט ופלט R.
3. הפוך Ik-e.
4. זמן הפעלה.
5. תדר שידור Ib.
6. הפוך Ik.
7. מקסימום אני מעריך.

יישומים

השימוש בטרנזיסטורים דו-קוטביים נפוץ בכל תחומי הפעילות האנושית. היישום העיקרי של המכשיר התקבל במכשירים להגברה, הפקת אותות חשמליים, ומשמשים גם כאלמנט מיתוג. הם משמשים במגברי הספק שונים, בספקי כוח רגילים ומיתוגים עם יכולת להתאים את הערכים של U ו-I, בטכנולוגיית המחשב.

בנוסף, הם משמשים לעתים קרובות לבניית הגנה צרכנית מגוונת מפני עומס יתר, עליות U וקצר חשמלי. הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות הכרייה והמטלורגיות.

מאמרים דומים: