Электронные устройства автоматики

Электронные устройства автоматики

Королев Г. В. Электронные устройства автоматики: Учеб. пособие. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк.— 1991. — 256 с. В книге изложены теоретические основы, принципы действия и расчеты различных электронных устройств, применяемых в автоматике. Основной элементной базой описываемых устройств являются полупроводниковые интегральные схемы и транзисторы Во втором издании (1-е — 1983 г.) расширен материал по операционным усилителям, методически переработан ряд разделов. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ ВВЕДЕНИЕ РАЗДЕЛ I. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ И РЕЛЕЙНЫЕ СХЕМЫ ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ УСИЛИТЕЛЕЙ § 1. 2. Коэффициент усиления. Линейные и нелинейные искажения § 1.3. Эквивалентная схема усилителя. Входное и выходное сопротивления § 1.4. Показатели многокаскадных усилителей § 1.5. Шумы в усилителях Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 2. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ § 2.1. Виды обратных связей § 2.2. Влияние обратной связи на коэффициент усиления и искажения сигнала § 2.3. Влияние отрицательной обратной связи на входное сопротивление усилителя § 2.4. Влияние отрицательной обратной связи на выходное сопротивление усилителя Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА ТРАНЗИСТОРАХ § 3.1. Включение транзистора в схему усилительного каскада. Графический анализ работы каскада § 3.2. Режимы работы транзистора в схеме усилительного каскада. Однотактные и двухтактные схемы усилительных каскадов Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА ТРАНЗИСТОРАХ § 4. 1. Каскад с общим эмиттером § 4.2. Схемы с общим эмиттером с термокомпенсацией рабочей точки покоя § 4.3. Частотные искажения в схеме с общим эмиттером. Область низких частот § 4.4. Широкополосные каскады с общим эмиттером § 4.5. Каскад с общей базой (повторитель тока) § 4.6. Каскад с общим коллектором (повторитель напряжения) § 4.7. Каскад с общим истоком § 4.8. Каскад с общим стоком (истоковыб повторитель) § 4.9. Выходные каскады (усилители мощности) Расчет бестрансформаторного двухтактного усилителя мощности Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МНОГОКАСКАДНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ § 5.1. Усилители с резистивно-емкостной связью § 5.2. Усилители с непосредственной связью (усилители постоянного тока) § 5.3. Дифференциальные усилители § 5.4. Усилители постоянного тока с преобразованием сигнала § 5.5. Регулировка усиления сигнала в усилителях низкой частоты Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 6. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ § 6. 2. Эквивалентная схема и основные параметры Области применения операционных усилителей § 6.3. Линейные схемы на операционных усилителях § 6.4. Устойчисвость и частотная коррекция операционных усилителей § 6.5. Работа операционного усилителя на низкоомную нагрузку Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 7. РЕЛЕЙНЫЕ СХЕМЫ § 7.1. Электромагнитные контактные реле. Общие сведения и основные параметры § 7.2. Электронные реле § 7.3. Электронные реле времени § 7.4. Фотоэлектронные реле § 7.5. Электронные реле на тиристорах РАЗДЕЛ II. ВЫПРЯМИТЕЛИ И СТАБИЛИЗАТОРЫ § 8.1. Определение и параметры выпрямителя § 8.2. Схемы выпрямителей § 8.3. Сглаживающие фильтры § 8.4. Фазочувстительные выпрямители и усилители § 8.5. Управляемые выпрямители и инверторы Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 9. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА § 9.1. Параметрические стабилизаторы § 9.2. Компенсационные стабилизаторы Расчет компенсационного стабилизатора непрерывного действия Вопросы и задачи для самопроверки РАЗДЕЛ III. ПРИНЦИП РАДИОСВЯЗИ. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ § 10.1. Основные параметры радиопередающих и радиоприемных устройств § 10.2. Радиоприемник супергетеродинного типа Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 11. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ КОНТУРЫ § 11.1. Свободные колебания в контуре § 11.2. Вынужденные колебания в последовательном контуре § 11.3. Вынужденные колебания в параллельном контуре § 11.4. Вынужденные колебания в связанных контурах Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 12. ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ § 12.1. Принципы построения генераторов § 12.2. Генератор с фазовращающей RC-цепью Расчет генератора низкой частоты § 12.3. Генератор с мостом Вина в цепи обратной связи § 12.4. Генераторы с колебательными контурами § 12.5. Стабилизация частоты LC-генераторов. Кварцевые генераторы ГЛАВА 13. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ § 13.1. Узкополосные RC-усилители § 13.2. Резонансные усилители напряжения высокой частоты § 13.3. Резонансные усилители мощности высокой частоты (генераторы с независимым возбуждением) § 13. 4. Модуляция высокочастотного сигнала ЛИТЕРАТУРА

Предельные режимы работы транзисторов — Электротехника и основы электроники (Инженерия)

Лекция 7. Предельные режимы работы транзисторов

Параметры предельных режимов. Предельно допустимые режимы работы транзисторов определяются максимально допустимыми напряжениями и тока­ми, максимальной рассеиваемой мощностью и допустимой температурой кор­пуса прибора. Основными причинами, вызывающими выход транзистора из строя или нарушение нормальной работы схемы в результате изменения основных параметров транзисторов, могут быть: слишком высокое обратное напряжение на одном из переходов и перегрев прибора при увеличении тока через переходы.

В справочных данных на транзисторы обычно оговариваются предельные эксплуатационные параметры:

• максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер t/кэ.накс

ИЛИ СТОК-ИСТОК С/си. жс-Все перечисленные параметры предельных режимов обусловлены развитием одно­го из видов пробоя: по напряжению — лавинного, по току — токового или теплового, по мощности — вызванного достижением максимальной температуры перехода.

Виды пробоев. Механизмы развития пробоев в транзисторах могут быть раз­личными,

независимо от этого все виды пробоев можно условно разделить на первичные и вторичные. Первичные пробои транзистора отличаются тем, что

Рис 7 1 Вольт-амперные характеристики биполярного транзистора (а) и полевого транзистора (б) при лавинном пробое

они являются обратимыми Если транзистор попадает в режим первичного про­боя, то его нормальная работа нарушается, однако при выходе из режима пробоя его работоспособность восстанавливается Любой вторичный пробой необратим, так как после него происходит деградация транзистора, обусловленная порчен переходов Основными видами первичных пробоев являются лавинный, тепловой и токовый

Лавинный пробой иногда называют электрическим, так как он возникает при высоком значении напряжения обратно смещенного перехода. оо, т е при более высоком напряжении на коллекторе

Это явление объясняется тем, что при отключенной базе внутри транзистора действует положительная обратная связь Заряды, образующиеся в результате ла­винного размножения, скапливаются в базе, увеличивая ее заряд. Это вызывает приток неосновных носителей из эмиттера, которые увеличивают ток коллектора Этот процесс нарастает лавинообразно и называется лавинным пробоем с эмит-терным умножением На величину этой положительной обратной связи можно влиять схемным путем Так, например, если подать на эмиттер транзистора запи­рающее напряжение, то его влияние резко уменьшается и пробивное напряжение увеличивается Такой же эффект можно получить введением в цепь эмиттера со­противления, так как ток эмиттера, проходя по этому сопротивлению, создает напряжение отрицательной обратной связи и уменьшает действие эмиттера на лавинный процесс

В большинстве применений, особенно для мощных транзисторов, рекоменду­ют между базой и эмиттером включать небольшое сопротивление rq. -и-перехода. С ростом температуры перехода возрастают токи утечки и полупроводник переходит в проводящее состояние, а р-п-переход исчеза­ет. Такое явление называют переходом кристаллов в состояние собственной про­водимости.

В реальных условиях это явление не всегда ограничивает рост температу­ры, так как уже при более низких температурах может наблюдаться резкая зависимость от температуры одного или нескольких из основных параметров, например, коэффициента передачи тока или предельного рабочего напряже­ния.

Рассеяние мощности транзистором имеет место при любом режиме работы, однако оно максимально, когда транзистор находится во включенном состоянии или выключается. При высокой частоте коммутации потери растут пропорцио­нально частоте. С увеличением потребляемой мощности растет и температура транзистора.

Для оценки теплового режима транзистора используют понятие теплового сопротивления, под которым понимают сопротивление элементов транзистора распространению теплового потока от коллекторного перехода к корпусу или в окружающую среду. „ к,

• предельно допустимая температура перехода Тпнакс;

• предельная средняя (или импульсная) мощность потерь в транзисторе .Рлотм-чсс;

• предельно допустимая температура корпуса прибора Ткмакс-Температуру корпуса транзистора можно измерять непосредственно. Для это­го на мощных приборах может быть указана точка, в которой следует произво­дить это измерение. Непосредственно измерить температуру перехода транзистора в процессе эксплуатации практически невозможно. В связи с этим используют косвенные методы, основанные на температурной зависимости какого-либо пара­метра. Такие методы обычно не дают возможности определить температуру в наиболее горячих точках структуры, которые возникают из-за разброса электро­физических свойств кристалла или дефектов конструкции Для определения усред­ненной температуры перехода используют тепловое сопротивление. Эффективная температура перехода в установившемся режиме может быть определена по фор­мулам

С другой стороны, располагая сведениями о максимально допустимой темпе­ратуре перехода Гц „ако можно определить допустимую мощность потерь в транзи­сторе

где Гпщке^ОС^С для кремния и 150°С — для германия. см/с — ско­рость насыщения дрейфа носителей заряда

На практике это значение тока никогда не достигается и обычно значение Is. макс определяется возможностью повреждения соединений (перегоранием провод­ников) внутри транзистора. Значение максимального допустимого тока /к макс обычно указывается в справочных данных транзистора

В ряде случаев максимально допустимый ток транзистора определяется по снижению коэффициента передачи тока ниже определенного значения. Если токо-вый пробой не связан с перегоранием соединительных проводников, то он являет­ся обратимым.

Вторичный пробой транзистора возникает или после развития одного из ви­дов первичного пробоя, или непосредственно, минуя развитие первичного пробоя. Непосредственное развитие вторичного пробоя происходит обычно в областисравнительно высоких напряжений на коллекторе и связано с развитием так назы­ваемого «токового шнура». При этом коллекторный ток концентрируется в очень малой области коллектора, которая проплавляется и замыкает коллектор с базой. Вторичный пробой происходит при значениях тока и напряжения, меньших гипер­болы максимальной мощности (рис 7.3)

Если транзистор работает в усилительном режиме, то развитие вторично­го пробоя и возникновение токового шнура связано с потерей термической устойчивости, при которой увеличение тока в каком-либо месте структуры приводит к повышению ее температуры, а повышение температуры увеличи­вает ток Этот процесс нарастает лавинообразно и приводит к проплавлению структуры

Электрический и тепловой механизмы развития вторичного пробоя являются не единственными В реальных транзисторах концентрация тока и развитие вто­ричного пробоя могут быть результатом наличия дефектов в кристалле, плохого качества пайки и др Но какова бы ни была причина развития вторичного про­боя, результатом его является шнурование тока и локальный перегрев с проплав-лением кристалла

Для развития вторичного пробоя требуется определенное время, которое может составлять 1 ЮОмкс. Это время называют временем задержки развития вторичного пробоя Если время нахождения транзистора в опасном режиме мень­ше времени развития вторичного пробоя, то вторичный пробой не возникает. Поэтому при коротких длительностях импульсов тока в транзисторе вторичный пробой может и не развиться. Исследования показали, что при развитии вторич­ного пробоя (во время задержки) в цепи базы могут возникать автоколебания сравнительно высокой частоты, которые могут быть использованы для предсказа­ния опасною значения тока и защиты транзистора.

На рис 7 4 показаны вольт-амперные характеристики транзистора при разви­

тии вторичного пробоя из различ­ных областей из области усили­тельною режима (а), области пас­сивного запирания (б) и области активного запирания (при обрат­ном смещении эмиттерного пере­хода) (в) Во всех трех случаях при развитии вторичного пробоя происходит резкое увеличение тока коллектора и снижение на­пряжения на коллекторе, связан­ное с проплавлением коллектор­ного перехода

Вторичный пробой отсутству­ет в полевых транзисторах Так, например, для полевых транзисто­ров с управляющим /7-й-переходом с увеличением температуры ток

Рис 7 4 Графики развития вторично! о пробоя из области усилительного режима (а), области пассивного запирания (б), и области активного запирания (в)

Рис 7 5 Температурная зависимость тока стока полевого транзистора с р-п-переходом

стока уменьшается, как показано на рис. ) Различают статическую и импульсную ОБР Статическая ОБР (рис. 7 6 я) ограничивается участками то-

кового пробоя (1), теплового пробоя (2), вторичного пробоя (3) и лавинного про­боя (4). При построении ОБР в логарифмическом масштабе все ее участки имеют вид прямых линий.

Импульсная ОБР определяется максимальным импульсным током коллектора Iv. и макс ^и максимальным импульсным напряжением пробоя С/кэимакс- При малых

Рис 76 Области безопасной рабогы биполярного транзистора в статистическом режиме (л) и импульсном режиме (б) при различных длительностях импульсов тока коллекюра

длительностях импульсов на ней могут отсутствовать участки, обусловленные тепловым пробоем При длительности импульса менее 1 мкс импульсная ОБР име­ет только две границы /к и макс и Гришке- При увеличении длительности импульса появляются участки, ограничивающие ОБР за счет развития вторичного пробоя (3) и теплового пробоя (2)

Границы областей безопасной работы транзистора зависят от температуры его корпуса С увеличением температуры корпуса транзистора границы ОБР, обусловленные тепловым пробоем, перемещаются влево Границы ОБР, обуслов­ленные лавинным или вторичным пробоем, практически от температуры не за­висят

Защита транзисторов от пробоя. При использовании транзистора необходимо обеспечить нахождение его рабочей точки внутри ОБР без выхода за ее пределы Даже кратковременный выход рабочей точки за пределы соответствующей ОБР влечет за собой попадание транзистора в область пробоя С целью защиты тран­зистора от возможного пробоя обычно формируют траекторию его переключения при работе в ключевом режиме Для этого к транзистору подключают дополни­тельные цепи, содержащие резисторы, емкости, диоды и стабилитроны Парамет­ры этих цепей или рассчитывают, или находят экспериментальным путем Неко­торые из таких схем приведены на рис 7 7

!     Простейшая цепь, используемая при индуктивной нагрузке транзистора, j состоит из последовательно соединенных элементов R и С, как показано на j рис 7 7 а Эта цепь работает следующим образом При запирании транзистора

(с индуктивной нагрузкой ток в индуктивности, не меняя своего значения и направ­ления, поступает в 7?С-цепь и заряжает конденсатор С При этом часть энергии запасенной в индуктивности, будет израсходована в резисторе Л. и максимально допу­стимым напряжением коллектор-эмиттер, определяемым по соответствующей ОБР

Вместо 7?С-цепи можно использовать диодно-резистивную цепь, представлен­ную на рис 7.76. В этой схеме при запирании транзистора отпирается диод D, и через него проходит ток индуктивной нагрузки. Для снижения амплитуды им­пульса тока в диоде последовательно с ним иногда включается сопротивление R Перепад напряжения на транзисторе равен прямому падению напряжения на дио­де, т. е. практически отсутствует.

Для ограничения выброса напряжения на коллекторе транзистора при его запирании можно использовать ограничитель на стабилитроне D, как показано на рис. 7.7 в. Все рассмотренные цепи ограничивают предельное напряжение на транзисторе и тем самым предохраняют транзистор от попадания в режим лавин­ного пробоя.

Для защиты транзистора от перегрева и связанного с этим теплового пробоя применяют охладители, к которым крепится корпус транзистора. Применение

7 Расцвет Афинской демократии — лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

охладителей позволяет уменьшить   перегрев транзистора.

Наиболее сложной проблемой является за­щита транзисторов от вторичного пробоя. При развитии вторичного пробоя транзистор теряет управление по базе, и даже подавая на базу об­ратное смещение, запереть его нельзя. Един­ственным способом защиты транзистора в этом случае является распознавание развития вто­ричного пробоя во время задержки и шунтиро-вание выводов коллектор-эмиттер транзистора с помощью быстродействующего тиристора.

Упрощенная схема защиты транзистора от вторичного пробоя приведена на рис 7.8. Схема содержит устройство управления тиристором D защиты, который шунтирует транзистор Т при появлении в его базе колебаний, предшесгвую-ших развитию вторичного пробоя

Рис 7 8 Защита транзистора от вторичного пробоя

Раздел 2 АНАЛОГОВЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Транзистор | Основы | Режимы работы | Biasing

Хотите создать сайт? Найдите бесплатные темы и плагины WordPress.

Транзистор — это полупроводниковый прибор, имеющий множество применений. Фактически, это мать всех других полупроводниковых электронных устройств, которые мы используем или видим вокруг себя сегодня.

До того, как были изобретены транзисторы, все электронные устройства были сделаны на электронных лампах. Все еще можно найти такие устройства, как стереоусилители и радиоприемники, в которых используются электронные лампы, но они редки и дороги, в дополнение к тому, что они громоздки и тяжелы по сравнению с твердотельной электроникой, в которой используются транзисторы и полупроводниковая технология.

Существуют различные типы транзисторов, и простейшая форма транзистора — это транзистор с биполярным переходом. Причина, по которой его называют переходным транзистором, заключается в том, что он содержит два PN-перехода. Другими словами, с точки зрения конструкции он подобен двум диодам, собранным в процессе производства.

Тем не менее, обратите внимание, что транзистор — это совершенно другое устройство, чем диод, а это означает, что нельзя соединить два диода и ожидать, что получится транзистор.

Соединительный транзистор: То же, что и биполярный соединительный транзистор, включающий обычный транзистор.

Биполярный переходной транзистор : Другое название переходного транзистора.

Соединительный транзистор

Вспомнив, что у PN-перехода есть сторона P и сторона N, представьте, что вы хотите соединить два из них вместе. Легко понять, что в зависимости от того, как они собраны, могут получиться два основных типа транзисторов, как показано на 9.0014 Рисунок 1 .

Рисунок 1 Два основных типа транзисторов: (a) PNP и (b) NPN.

Соответственно, транзисторы-переходники бывают двух типов: PNP и NPN. Эта классификация основана на полярности в структуре. Существуют и другие типы классификации, основанные на функционировании и характеристиках транзисторов в схеме.

Как легко понять из Рис. 1, у транзистора три вывода. В транзисторе, независимо от типа (PNP или NPN), средний вывод называется база . Две другие клеммы называются эмиттер и коллектор .

Внутренняя структура транзистора и количество легирующих добавок в каждом материале P и N (которые определяют толщину обедненной области в PN-переходе) определяют, какая сторона является эмиттерной, а какая коллекторной.

Эмиттерный переход легирован намного сильнее, чем коллекторный. На Рисунке 2 показаны символы переходных транзисторов, где B, C и E обозначают базу, эмиттер и коллектор соответственно.

Основание:  Один из трех основных выводов переходного транзистора (обычный транзистор).

Эмиттер:  Один из трех основных выводов обычного (не полевого) транзистора.

Коллектор:  Один из трех основных выводов обычного транзистора.

Рисунок 2  Обозначения для (a) NPN-транзистора и (b) PNP-транзистора.

Излучатель обозначен стрелкой, указывающей направление тока. Обратите внимание на разницу между двумя символами. Направление стрелки в двух типах транзисторов — от положительного к отрицательному, или, лучше сказать, от P к N, где P и N относятся к типу полупроводникового материала.

Размер и упаковка транзистора

Транзисторы поставляются в различных упаковках (их физической форме), наиболее распространенные из которых показаны на рис. 3 . Их размер сравним со скрепками, как показано на  Рисунок 4 .

Как и любое другое устройство, транзистор имеет характеристики тока, напряжения и мощности. Они определены в паспорте каждого транзистора и должны соблюдаться при использовании в электрических и электронных схемах.

Рисунок 3  Примеры физической формы (упаковки) транзисторов.

Рисунок 4  Указание размера типичного транзистора.

Транзисторы при работе могут нагреваться. При этом к его корпусу может крепиться (привинчиваться или приклеиваться) радиатор. Радиатор не является частью транзистора; он используется для любого компонента, который может нагреваться при работе. Это кусок металла (обычно алюминия) большой площади (чтобы он мог легко обмениваться теплом с окружающей средой), иногда гофрированный, который крепится к корпусу компонента, который может нагреваться. Это обычная практика, особенно в электронных устройствах.

Радиатор может быть с воздушным охлаждением, а в устройствах очень большой мощности может даже с водяным охлаждением. На рис. 5 показан резистор с большим радиатором. Одной из причин различной упаковки транзисторов является тепло, которое они выделяют при работе. Только три транзистора на рис. 3 могут принимать радиатор.

Радиатор:  Кусок алюминия, прикрепленный к электронному компоненту для обеспечения большей площади контакта с воздухом, чтобы тепло, выделяемое компонентом, отводилось от него лучше и быстрее, а также предотвращались перегрев и повреждение.

Рисунок 5  Пример радиатора для резистора.

Для транзисторов с тремя линейными выводами (все три в ряд; см. рис. 3) обычно соединение посередине является базой, а два других могут быть маркированы или немаркированы. Но это не всегда так. Перед использованием необходимо определить выводы базы, эмиттера и коллектора.

Конфигурация подключения и смещения транзисторов

Поскольку у транзистора три вывода, на каждом выводе внутри цепи могут появляться три разных напряжения. Другими словами, в зависимости от токов в цепи напряжение на каждой клемме может отличаться от двух других.

Нормальное рабочее состояние транзистора требует, чтобы соединение между коллектором и базой было смещено в обратном направлении, а соединение между эмиттером и базой было смещено в прямом направлении. В этом смысле правильные соединения для транзисторов PNP и NPN различны. Два возможных случая показаны на рис. 6a и b для транзисторов NPN и PNP соответственно.

Рисунок 6  Правильное подключение транзисторов (a) NPN и (b) PNP.

В NPN-транзисторе (см. рис. 6a) база выполнена из материала P-типа, а коллектор — из материала N-типа. Когда напряжение на клемме коллектора больше, чем на клемме базы, переход коллектор-база смещен в обратном направлении. Кроме того, в этом транзисторе напряжение на клемме В больше, чем напряжение на клемме Е. Таким образом, переход база-эмиттер смещен в прямом направлении.

Обратите внимание, что напряжение 0 означает, что эмиттер подключен к опорному напряжению, которое может быть отрицательным выводом источника питания постоянного тока или напряжением земли.

Аналогично, на Рисунке 6b напряжения на клеммах B, E и C равны +15, +20 и +2 В соответственно. Это означает, что напряжение на B (сторона N перехода база-коллектор) больше, чем напряжение на клемме C (таким образом, обратное смещение), а напряжение на B меньше, чем напряжение на клемме E (таким образом, прямое смещение). .

Для работы транзистора необходимо, чтобы (1) переход эмиттер-база был смещен в прямом направлении, а (2) переход коллектор-база был смещен в обратном направлении.

Режимы работы

Как мы постепенно узнаем, большинство применений транзистора для переключения и для усиления.

В переключении транзистор используется в качестве переключателя, что означает, что он может включать и выключать устройство или часть схемы. Что касается усиления , транзистор может использоваться как усилитель напряжения, усилитель тока или усилитель мощности.

Как при переключении, так и при усилении есть входной сигнал на транзистор и выходной сигнал на транзистор. Для каждого сигнала (входного и выходного) необходимы два соединения, как показано на  Рисунок 7 . На этом рисунке изображен транзистор как устройство ввода-вывода, каждое из которых имеет внутренний резистор между двумя клеммами.

Рисунок 7  Концепция ввода и вывода в транзисторе.

При подаче сигнала на входные клеммы генерируется соответствующий выходной сигнал, который доступен на выходных клеммах.

Поскольку у транзистора есть только три физических контакта с внешним миром, чтобы иметь две входные линии и две выходные линии, можно предположить, что два из терминалов соединены внутри через внутренний резистор. Другими словами, один из терминалов должен быть общим для входа и выхода.

• Вы также можете прочитать: Транзистор в качестве усилителя: работа и схема | Транзисторный усилитель NPN

В схеме, содержащей транзистор, для соблюдения упомянутого выше правильного смещения транзистор можно использовать тремя различными способами. Эти разные способы основаны на том, какая клемма является общей для входа и выхода, и определяют три режима работы транзисторов.

Эти три режима: общая база, общий эмиттер и общий коллектор. Как следует из названия, в каждом режиме один из выводов является общим как для входа, так и для выхода.

Общая база:  Одна из трех конфигураций использования транзисторов в схеме, где база является частью как входа, так и выхода.

Общий эмиттер:  Одна из трех конфигураций использования транзисторов в схеме, где эмиттер является частью входа и выхода транзистора.

Общий коллектор:  Одна из трех конфигураций использования транзисторов в схеме, где коллектор является частью входа и выхода транзистора.

На рис. 8 показаны три режима работы NPN-транзистора. Те же три режима возможны при использовании транзистора PNP, но здесь они не показаны.

Рисунок 8  Три режима работы транзисторов: (а) с общей базой, (б) с общим эмиттером и (в) с общим коллектором.

В Рисунок 8a  входной сигнал вводится между эмиттером и базой, а выходной сигнал принимается между базой и коллектором.

Знаки + и – соответствуют напряжению, которое должно быть таким, чтобы соответствующие переходы имели правильное смещение.

 Очевидно, что напряжения и токи должны быть совместимы, чтобы базу можно было подключить как к входной, так и к выходной цепи. Тот же принцип применим к конфигурациям с общим эмиттером и общим коллектором.

Позже мы увидим, что правильное смещение и совместимость по напряжению достигаются за счет наличия соответствующих резисторов или других компонентов в цепях каждой из трех клемм.

Вы нашли apk для Android? Вы можете найти новые бесплатные игры и приложения для Android.

ECSTUFF4U для инженера-электронщика: режимы работы BJT

Биполярный переходной транзистор (BJT) представляет собой переходной транзистор. Он может работать в трех режимах. Работа транзистора в этих режимах указана ниже:

• Милый режим
• Режим насыщения
• Активный режим

1. Режим среза:

• В режиме среза как эмиттер-база, так и коллектор-база имеют обратное смещение.
• В условиях обратного смещения через устройство не протекает ток, поэтому ток в транзисторе отсутствует.
• Таким образом, в этом режиме транзистор находится в выключенном состоянии.
• В выключенном состоянии транзистора можно использовать операцию переключения для выключения приложения.

2. Режим насыщения:

• В режиме насыщения коллектор-база и эмиттер-база имеют прямое смещение.
• В условиях прямого смещения ток протекает через устройство, поэтому электрический ток протекает через транзистор.
• Таким образом, в этом режиме свободные электроны перетекают как от эмиттера устройства к базе, так и от коллектора к базе.
• В этом режиме к базе транзистора течет огромный ток, поэтому на этом этапе транзистор переходит в режим насыщения, и он будет находиться во включенном состоянии и действует как замкнутый переключатель.

Итак, наконец, мы заключаем, что выше два режима работы транзистора в качестве переключателя ВКЛ/ВЫКЛ.

3. Активный режим:

• В активном режиме одно соединение коллектора с базовым обратным режимом и другое соединение эмиттеров с базовым прямым смещением.
• Таким образом, в этом режиме его можно использовать для усиления тока.

Вывод: Таким образом, мы можем заключить, что транзистор работает как переключатель ВКЛ/ВЫКЛ, когда он находится в режимах насыщения и отсечки, тогда как в активном режиме он работает как усилитель тока.

Биполярный соединительный транзистор (BJT) представляет собой соединительный транзистор. Он может работать в трех режимах. Работа транзистора в этих режимах указана ниже:

• Милый режим
• Режим насыщения
• Активный режим

1. Режим среза:

• В режиме среза как эмиттер-база, так и коллектор-база имеют обратное смещение.
• В условиях обратного смещения через устройство не протекает ток, поэтому ток в транзисторе отсутствует.
• Таким образом, в этом режиме транзистор находится в выключенном состоянии.
• В выключенном состоянии транзистора можно использовать операцию переключения для выключения приложения.

2. Режим насыщения:

• В режиме насыщения коллектор-база и эмиттер-база имеют прямое смещение.
• В условиях прямого смещения ток протекает через устройство, поэтому электрический ток протекает через транзистор.
• Таким образом, в этом режиме свободные электроны перетекают как от эмиттера устройства к базе, так и от коллектора к базе.
• В этом режиме к базе транзистора течет огромный ток, поэтому на этом этапе транзистор переходит в режим насыщения, и он будет находиться во включенном состоянии и действует как замкнутый переключатель.

Итак, наконец, мы заключаем, что выше два режима работы транзистора в качестве переключателя ВКЛ/ВЫКЛ.

3. Активный режим:

• В активном режиме одно соединение коллектора с базовым обратным режимом и другое соединение эмиттеров с базовым прямым смещением.
• Таким образом, в этом режиме его можно использовать для усиления тока.