Mitä transistori tekee yksinkertaisin sanoin. Kytkentäkaavio yhteisellä pohjalla. Kenttätransistorien tyypit

Kerran radiovastaanotinta kutsuttiin transistoriksi, mutta artikkelissamme emme puhu radiovastaanottimesta. Joten mikä on transistori ja miten se toimii.

On olemassa materiaaliluokka, jota kutsutaan puolijohteiksi niiden ominaisuuksien vuoksi. Niiden erottuva piirre on johtavuus - ne voivat olla sekä sähkövirran että eristeiden johtimia, ts. eristimet ja älä suorita sähköä.

Tästä materiaalista valmistetaan transistorit, jota käytetään laajalti teollisuudessa ja joka toimii pohjana lähes kaikille moderni elektroniikka.

Käsittelemättä valmistustekniikkaa, transistorien tyyppejä ja niiden sovelluksia, toteamme vain, että transistoreja on erilaisia, esim. npn transistori. Se sai tämän nimen käytetyn materiaalin ja johtavuuden tyypin vuoksi. Se, mitä on sanottu, riittää toistaiseksi, emmekä lähde nyt perehtymään valmistustekniikkaan ja transistorien valikoimaan.

Miten transistori toimii? Se on suunniteltu ohjaamaan sähkövirtaa, se on rakenteellisesti valmistettu metalli- tai muovikotelossa ja siinä on kolme liitintä, joita kutsutaan emitteriksi, pohjaksi, kollektoriksi. Nappien nimi kertoo jo niiden tarkoituksen: emitteri emittoi elektroneja, kanta ohjaa niitä ja kollektori kerää ne. Kaikki nämä prosessit tapahtuvat transistorin sisällä.

Ymmärtääksesi, kuinka transistori toimii, harkitse paljon yksinkertaisempaa esimerkkiä - vesihanaa.

Siinä on myös kolme ulostuloa - yksi, jossa vesi virtaa hanaan, yksi, jossa se virtaa ulos hanasta ja kolmas on venttiili, joka ohjaa hanan toimintaa. Kun venttiili on auki, vesi virtaa vapaasti hanan läpi, kun venttiili on kiinni, vesi ei virtaa. Tämä on jäljitelmä yhdestä transistorin toimintavaihtoehdosta. Tätä toimintatapaa kutsutaan näppäintilaksi - transistori on auki - se vuotaa tai on kiinni, jolloin virtaa ei kulje. Transistorin avaamiseksi pohjaan syötetään jännite, jos on jännite, niin transistori on auki, jos ei, niin se on suljettu. Kaikki tapahtuu kuin se olisi auki - vesi virtaa, venttiili on kiinni - vettä ei ole.

Edellä käsiteltiin transistorin toimintaa, kun sitä käytetään avaimena: joko suljettuna tai auki. On kuitenkin muitakin toimintatapoja. Katsotaanpa vesihanaa jälleen esimerkkinä. Jos avaamme venttiiliä hieman, vesi hanasta virtaa jatkuvasti ja vedenpaine määräytyy sen mukaan, kuinka pitkälle hana avataan.

Transistorilla on suunnilleen sama toimintatila. Jännite syötetään sen pohjaan, se avautuu ja virta kulkee sen läpi. Muuttamalla pohjan jännitettä voit säätää transistorin läpi kulkevan virran määrää. Täydellinen analogia hanan venttiilin asennon kanssa: avoimempi - enemmän vettä virtaa (eli transistorin virtaa); vähemmän avoin - vähemmän vettä virtaa (transistorin virta). Tätä transistorin toimintatapaa kutsutaan vahvistukseksi käytettäessä alhainen jännite, syötetään alustaan, on mahdollista ohjata merkittävää kollektorista poistettua virtaa.

Lopuksi on huomattava, että transistorit voivat olla eri tyyppejä, kaikki määräytyy valmistuksessa käytetyn materiaalin mukaan. Ne voivat vaihdella teholtaan ja voivat ohjata ja kulkea merkittäviä sähkövirtavirtoja. Transistorit voivat olla erilaisia design. On olemassa muitakin transistoreiden toimintatapoja, jotka eroavat tarkasteltavista. Mutta perusidea transistorin toiminnasta on annettu edellä.

Kaikki ilmoitettu on likimääräistä, mutta silti antaa sinun ymmärtää transistorin toiminnan. Itse asiassa transistorin toiminta on paljon monimutkaisempaa. Syödä erikoisparametreja, jonka avulla voit laskea ja asettaa kaavoilla vaadittu tila työtä, mutta tämä on täysin eri aihe keskustelulle ja toiselle artikkelille.

Kerran transistorit vaihdettiin elektroniset putket. Tämä johtuu siitä, että niillä on pienemmät mitat, korkea luotettavuus ja alhaisemmat tuotantokustannukset. Nyt bipolaaritransistoritovat peruselementtejä kaikissa vahvistuspiireissä.

Se on puolijohdeelementti, jolla on kolmikerroksinen rakenne, joka muodostaa kaksi elektronireikäliitoskohtaa. Siksi transistori voidaan esittää kahtena peräkkäisenä diodina. Riippuen siitä, mitkä ovat tärkeimmät varauksen kantajat, ne erottavat p-n-p Ja n-p-n transistorit.

Pohja– puolijohdekerros, joka on transistorin suunnittelun perusta.

Lähettäjä kutsutaan puolijohdekerrokseksi, jonka tehtävänä on ruiskuttaa varauksen kantajia pohjakerrokseen.

Keräilijä kutsutaan puolijohdekerrokseksi, jonka tehtävänä on kerätä läpi kulkevia varauksenkuljettajia pohjakerros.

Tyypillisesti emitteri sisältää paljon Suuri määrä päämaksut kuin perusmaksut. Tämä on transistorin toiminnan pääedellytys, koska tässä tapauksessa, kun emitteriliitos on eteenpäin esijännitetty, virran määräävät emitterin pääkantajat. Säteilijä pystyy suorittamaan päätehtävänsä - ruiskuttamaan kantajia pohjakerrokseen. He yleensä yrittävät tehdä emitterin käänteisvirran mahdollisimman pieneksi. Emitter-enemmistön kantoaaltojen kasvu saavutetaan käyttämällä suurta seostusainepitoisuutta.

Tee pohja mahdollisimman ohueksi. Tämä johtuu maksujen kestosta. Varauksenkuljettajien tulee kulkea pohjan poikki ja yhdistyä mahdollisimman vähän uudelleen pääkantaajien kanssa saavuttaakseen keräilijän.

Jotta keräilijä voisi paremmin kerätä alustan läpi kulkevaa mediaa, he yrittävät tehdä siitä leveämmän.

Transistorin toimintaperiaate

Katsotaanpa esimerkki p-n-p transistori.

Poissaollessa ulkoisia rasituksia, kerrosten välille muodostuu potentiaaliero. Risteyksiin asennetaan mahdolliset esteet. Lisäksi, jos emitterissä ja kollektorissa olevien reikien määrä on sama, mahdolliset esteet ovat yhtä leveitä.

Jotta transistori toimisi oikein, emitteriliitoksen on oltava eteenpäin esijännitetty ja kollektoriliitoksen on oltava käänteinen.. Tämä sopii yhteen aktiivinen tila transistorin toiminta. Tällaisen yhteyden muodostamiseen tarvitaan kaksi lähdettä. Lähde jännitteellä Ue on kytketty positiivisella napalla emitteriin ja negatiivisella napalla kantaan. Lähde jännitteellä Uк kytketään negatiivisella napalla kollektoriin ja positiivisella napalla kantaan. Lisäksi Uе< Uк.

Jännitteen Ue vaikutuksesta emitteriliitos on biasoitu eteenpäin. Kuten tiedetään, kun elektroni-aukko-siirtymä on eteenpäin biasoitu, ulkoinen kenttä on suunnattu vastapäätä siirtymäkenttää ja siten pienentää sitä. Suurin osa kantajista alkaa kulkea siirtymän läpi emitterissä on 1-5 reikää ja pohjassa 7-8 elektronia. Ja koska emitterissä olevien reikien määrä on suurempi kuin elektronien lukumäärä pohjassa, emitterin virta johtuu pääasiassa niistä.

Emitterivirta on emitterivirran reikäkomponentin ja alustan elektronisen komponentin summa.

Koska vain reikäkomponentti on hyödyllinen, elektroniikkakomponentista pyritään tekemään mahdollisimman pieni. Laadulliset ominaisuudet emitteriliitos on ruiskutussuhde.

He yrittävät tuoda ruiskutuskertoimen lähemmäksi yhtä.

Pohjaan menneet reiät 1-5 kerääntyvät emitteriliitoksen rajalle. Tällöin emitterin läheisyyteen syntyy suuri reikien pitoisuus ja kollektoriliitoksen lähelle pieni pitoisuus, minkä seurauksena reikien diffuusioliike emitteristä kollektoriliitokseen alkaa. Mutta lähellä kollektorin risteystä, reikien keskittyminen säilyy yhtä kuin nolla, koska heti kun reiät saavuttavat risteyksen, ne kiihtyvät sen sisäisen kentän vaikutuksesta ja ne poistuvat (vedetään) keräilijään. Tämä kenttä hylkii elektroneja.

Kun reiät ylittävät pohjakerroksen, ne yhdistyvät uudelleen siellä olevien elektronien kanssa, kuten esimerkiksi reikä 5 ja elektroni 6. Ja koska reikiä tulee jatkuvasti, ne muodostavat ylimääräisen positiivisen varauksen, joten sisään on tultava myös elektroneja, jotka vedetään. kantapään läpi ja muodostavat kantavirran Ibr. Tämä tärkeä ehto transistorin toiminta – pohjassa olevien reikien pitoisuuden tulee olla suunnilleen yhtä suuri kuin elektronien pitoisuus. Toisin sanoen Alustan sähköinen neutraalisuus on varmistettava.

Keräimeen saapuvien reikien määrä on pienempi kuin emitteristä lähtevien reikien määrä pohjassa olevien rekombinoitujen reikien määrällä. Tuo on, Kollektorivirta eroaa emitterin virrasta kantavirran määrällä.

Täältä se näkyy siirtokerroin operaattorit, joita he myös yrittävät tuoda lähemmäs 1:tä.

Transistorin kollektorivirta koostuu reikäkomponentista Icr ja käänteinen virta keräilijä

Käänteinen kollektorivirta syntyy kollektoriliitoksen käänteisen esijännityksen seurauksena, joten se koostuu reiän 9 ja elektronin 10 vähemmistökantajasta. Juuri siksi, että käänteisvirta muodostuu vähemmistökannettajista, se riippuu vain lämmönmuodostusprosessista, eli lämpötilassa. Siksi sitä usein kutsutaan lämpövirta.

Transistorin laatu riippuu lämpövirran suuruudesta, mitä pienempi se on, sitä parempi transistori.

Kollektorivirta on kytketty emitteriin virransiirtokerroin.

Transistorin virrat voidaan esittää seuraavasti

Sitä kutsutaan transistoriksi puolijohdelaite, joka voi vahvistaa, muuntaa ja tuottaa sähköisiä signaaleja. Ensimmäinen toimiva bipolaarinen transistori keksittiin vuonna 1947. Sen valmistusmateriaali oli germanium. Ja jo vuonna 1956 syntyi piitransistori.

Bipolaaritransistori käyttää kahden tyyppisiä varauksenkuljettajia - elektroneja ja reikiä, minkä vuoksi tällaisia ​​transistoreita kutsutaan bipolaariseksi. Bipolaaristen lisäksi on olemassa unipolaarisia (kenttävaikutteisia) transistoreita, jotka käyttävät vain yhden tyyppistä kantoaaltoa - elektroneja tai reikiä. Tässä artikkelissa keskustellaan.

Suurin osa piitransistorit niillä on n-p-n rakenne, mikä selittyy myös tuotantotekniikalla, vaikka on olemassa myös piitransistoreita p-n-p tyyppi, mutta niitä on hieman vähemmän kuin n-p-n rakenteet. Tällaisia ​​transistoreita käytetään osana komplementaarisia pareja (transistoreja erilainen johtavuus samoilla sähköparametreilla). Esimerkiksi KT315 ja KT361, KT815 ja KT814 sekä transistorin UMZCH KT819 ja KT818 lähtöasteessa. Tuoduissa vahvistimissa käytetään usein tehokasta täydentävää paria 2SA1943 ja 2SC5200.

P-n-p-rakenteen transistoreja kutsutaan usein suoran johtavuuden transistoreiksi ja rakenteiksi n-p-n päinvastoin. Jostain syystä tätä nimeä ei melkein koskaan esiinny kirjallisuudessa, mutta radioinsinöörien ja radioamatöörien keskuudessa sitä käytetään kaikkialla, kaikki ymmärtävät heti, mistä on kyse. me puhumme. Kuvassa 1 on esitetty kaavio transistoreista ja niiden graafisista symboleista.

Kuva 1.

Johtavuus- ja materiaalierojen lisäksi bipolaaritransistorit luokitellaan tehon ja toimintataajuuden mukaan. Jos transistorin tehohäviö ei ylitä 0,3 W, tällaista transistoria pidetään pienitehoisena. Tehollaan 0,3...3 W transistoria kutsutaan keskitehotransistoriksi ja yli 3 W:n teholla tehoa pidetään suurena. Nykyaikaiset transistorit pystyvät haihduttamaan useiden kymmenien ja jopa satojen wattien tehoa.

Transistorit eivät vahvista sähköisiä signaaleja yhtä hyvin: taajuuden kasvaessa transistorikaskadin vahvistus pienenee ja tietyllä taajuudella pysähtyy kokonaan. Siksi, jotta ne toimisivat laajalla taajuusalueella, valmistetaan transistoreja erilaisilla taajuusominaisuuksilla.

Toimintataajuuden perusteella transistorit jaetaan matalataajuisiin - toimintataajuus enintään 3 MHz, keskitaajuisiin - 3...30 MHz, korkeataajuisiin - yli 30 MHz. Jos toimintataajuus ylittää 300 MHz, nämä ovat jo ultrakorkeataajuisia transistoreita.

Yleensä vakavissa paksuissa hakuteoksissa niitä on yli 100 erilaisia ​​parametreja transistorit, mikä osoittaa myös valtavan määrän malleja. Ja nykyaikaisten transistorien määrä on niin suuri, että niitä ei ole enää mahdollista sijoittaa kokonaan mihinkään hakukirjaan. JA kokoonpano kasvaa jatkuvasti, mikä antaa meille mahdollisuuden ratkaista lähes kaikki kehittäjien asettamat ongelmat.

On olemassa monia transistoripiirejä (muista vain kotitalouslaitteiden lukumäärä) vahvistusta ja muuntamista varten sähköiset signaalit, mutta kaikesta monimuotoisuudestaan ​​​​huolimatta nämä piirit koostuvat erillisistä kaskadeista, joiden perustana ovat transistorit. Vaaditun signaalivahvistuksen saavuttamiseksi on tarpeen käyttää useita sarjaan kytkettyjä vahvistusasteita. Ymmärtääksesi kuinka vahvistinasteet toimivat, sinun on perehdyttävä paremmin transistorin kytkentäpiireihin.

Transistori itsessään ei voi vahvistaa mitään. Sen parantavia ominaisuuksia ovat pienet muutokset tulosignaali(virta tai jännite) johtavat merkittäviin jännitteen tai virran muutoksiin kaskadin lähdössä ulkoisesta lähteestä tulevan energian kulutuksen vuoksi. Juuri tätä ominaisuutta käytetään laajalti analogisissa piireissä - vahvistimissa, televisiossa, radiossa, viestinnässä jne.

Esityksen yksinkertaistamiseksi tässä tarkastellaan n-p-n-transistoreihin perustuvia piirejä. Kaikki, mitä näistä transistoreista sanotaan, koskee yhtä lailla pnp-transistorit. Riittää vain muuttaa virtalähteiden napaisuutta ja saada toimiva piiri, jos sellainen on.

Tällaisia ​​järjestelmiä on yhteensä kolme: järjestelmä, jossa yhteinen säteilijä(OE), piiri yhteisellä kollektorilla (OC) ja piiri yhteinen perusta(NOIN). Kaikki nämä kaaviot on esitetty kuvassa 2.

Kuva 2.

Mutta ennen kuin siirryt näiden piirien tarkasteluun, sinun tulee tutustua siihen, kuinka transistori toimii näppäintila. Tämän johdannon pitäisi helpottaa sen ymmärtämistä tehostustilassa. Tavallaan avainkaavio voidaan pitää eräänlaisena piirinä, jossa on OE.

Transistorin toiminta avaintilassa

Ennen kuin tutkit transistorin toimintaa signaalinvahvistustilassa, on syytä muistaa, että transistoreita käytetään usein kytkentätilassa.

Tätä transistorin toimintatapaa on harkittu pitkään. Radio-lehden elokuun 1959 numerossa julkaistiin G. Lavrovin artikkeli "Semiconductor triode in switch mode". Artikkelin kirjoittaja ehdotti ohjauskäämin (OC) pulssien keston muuttamista. Nyt samanlainen menetelmä säätöä kutsutaan PWM:ksi ja sitä käytetään melko usein. Kuvassa 3 on kaavio aikakauslehdestä.

Kuva 3.

Mutta avaintilaa ei käytetä vain PWM-järjestelmissä. Usein transistori yksinkertaisesti käynnistää ja sammuttaa jotain.

Tässä tapauksessa relettä voidaan käyttää kuormana: jos tulosignaali annetaan, rele kytkeytyy päälle, jos ei, relesignaali sammuu. Releiden sijasta avaintilassa käytetään usein hehkulamppuja. Tämä tehdään yleensä osoittamaan: valo on joko päällä tai pois päältä. Tällaisen näppäinasteen kaavio on esitetty kuvassa 4. Näppäinasteita käytetään myös työskentelyyn LEDien tai optoerottimien kanssa.

Kuva 4.

Kuvassa kaskadi on ohjattu säännöllinen yhteydenpito, vaikka siinä voi olla digitaalinen siru tai . Auton hehkulamppu, tätä käytetään Zhiguli-autojen kojelaudan valaisemiseen. Kannattaa kiinnittää huomiota siihen, että ohjausjännite on 5V ja kytketyn kollektorin jännite 12V.

Tässä ei ole mitään outoa, koska jännitteillä ei ole mitään roolia tässä piirissä, vain virroilla on merkitystä. Siksi hehkulamppu voi olla vähintään 220 V, jos transistori on suunniteltu toimimaan sellaisilla jännitteillä. Kerääjän lähdejännitteen tulee myös vastata kuorman käyttöjännitettä. Tällaisten kaskadien avulla kuorma yhdistetään digitaaliset sirut tai mikro-ohjaimet.

Tässä piirissä kantavirta ohjaa kollektorivirtaa, joka virtalähteen energiasta johtuen on useita kymmeniä tai jopa satoja kertoja suurempi (kollektorin kuormituksesta riippuen) kuin perusvirta. On helppo nähdä, että virran vahvistus tapahtuu. Kun transistori toimii kytkentätilassa, kaskadin laskemiseen käytetään yleensä arvoa, jota kutsutaan viitekirjoissa "virtavahvistukseksi suuren signaalin tilassa" - viitekirjoissa sitä merkitään kirjaimella β. Tämä on kuorman määräämä kollektorivirran suhde pienimpään mahdolliseen perusvirtaan. Kuten matemaattinen kaava se näyttää tältä: β = Ik/Ib.

Useimmilla nykyaikaisilla transistoreilla kerroin β on pääsääntöisesti melko suuri, alkaen 50 ja enemmän, joten näppäinastetta laskettaessa sen voidaan olettaa olevan vain 10. Vaikka kantavirta osoittautuisikin suuremmiksi kuin laskettu. , niin transistori ei avaudu vahvemmin tämän ja avaintilan vuoksi.

Kuvassa 3 näkyvän hehkulampun sytyttämiseksi Ib = Ik/β = 100mA/10 = 10mA, tämä on minimi. Kun ohjausjännite on 5 V kantavastuksen Rb yli, miinus jännitehäviö osassa B-E, jää 5 V - 0,6 V = 4,4 V. Perusvastuksen resistanssi on: 4,4V / 10mA = 440 ohmia. Vakioalueelta valitaan vastus, jonka resistanssi on 430 ohmia. 0,6V jännite on B-E-liitoksen jännite, eikä sitä pidä unohtaa laskettaessa!

Sen varmistamiseksi, että transistorin kanta ei jää "roikkumaan ilmaan" ohjauskoskettimen avautuessa, B-E-liitos on yleensä ohitettu vastuksella Rbe, joka sulkee transistorin luotettavasti. Tätä vastusta ei pidä unohtaa, vaikka joissain piireissä sitä jostain syystä ei ole, mikä voi johtaa väärä hälytys kaskadi häiriöistä. Itse asiassa kaikki tiesivät tästä vastuksesta, mutta jostain syystä he unohtivat ja astuivat jälleen "haravalle".

Tämän vastuksen arvon on oltava sellainen, että koskettimen avautuessa kannan jännite ei olisi alle 0,6 V, muuten kaskadi on hallitsematon, ikään kuin jakso B-E vain oikosulussa. Käytännössä vastus Rbe asennetaan, jonka nimellisarvo on noin kymmenen kertaa suurempi kuin Rb. Mutta vaikka Rb-luokitus olisi 10K, piiri toimii melko luotettavasti: kanta- ja emitteripotentiaalit ovat yhtä suuret, mikä johtaa transistorin sulkeutumiseen.

Tällainen näppäinkaskadi, jos se toimii kunnolla, voi sytyttää hehkulampun täydellä teholla tai sammuttaa sen kokonaan. Tässä tapauksessa transistori voi olla täysin avoin (kyllästystila) tai täysin suljettu (katkaisutila). Välittömästi johtopäätös viittaa siihen, että näiden "rajatilojen" välillä on sellainen asia, kun hehkulamppu loistaa täydellä teholla. Onko tässä tapauksessa transistori puoliksi auki vai puoliksi kiinni? Se on kuin lasin täyttämisen ongelma: optimisti näkee lasin puoliksi täynnä, kun taas pessimisti näkee sen puoliksi tyhjänä. Tätä transistorin toimintatapaa kutsutaan vahvistukseksi tai lineaariseksi.

Transistorin toiminta signaalin vahvistustilassa

Melkein kaikki modernia elektroniikka koostuu mikropiireistä, joissa transistorit on "piilotettu". Riittää, kun valitset vain operaatiovahvistimen tilan tarvittavan vahvistuksen tai kaistanleveyden saamiseksi. Mutta tästä huolimatta diskreettien ("hajallaan") transistoreiden kaskadeja käytetään usein, ja siksi vahvistinvaiheen toiminnan ymmärtäminen on yksinkertaisesti välttämätöntä.

Yleisin transistorin liitäntä OK- ja OB-liitäntöihin verrattuna on yhteinen emitteri (CE) -piiri. Syynä tähän yleisyyteen on ennen kaikkea korkea jännitteen ja virran vahvistus. OE-kaskadin suurin vahvistus saavutetaan, kun puolet tehonsyöttöjännitteestä Epit/2 putoaa kollektorikuormalla. Vastaavasti toinen puolisko kuuluu transistorin K-E-osaan. Tämä saavutetaan perustamalla kaskadi, jota käsitellään jäljempänä. Tätä vahvistustilaa kutsutaan luokka A.

Kun OE-transistori kytketään päälle, kollektorin lähtösignaali on eri vaiheissa tulon kanssa. Haittapuolena voidaan mainita se tuloimpedanssi OE on pieni (enintään muutama sata ohmia), ja teho on kymmenien kOhmien sisällä.

Jos kytkentätilassa transistorille on ominaista virran vahvistus suuren signaalin tilassa β, niin vahvistustilassa käytetään "virtavahvistusta pienisignaalitilassa", joka on merkitty viitekirjoissa h21e. Tämä nimitys tulee transistorin esityksestä neljän terminaalin verkkona. Kirjain “e” tarkoittaa, että mittaukset tehtiin, kun transistori, jossa on yhteinen emitteri, käynnistettiin.

Kerroin h21e on pääsääntöisesti hieman suurempi kuin β, vaikka sitä voidaan käyttää myös laskelmissa ensimmäisenä approksimaationa. Parametrien β ja h21e hajautus on kuitenkin niin suuri jopa yhden tyyppiselle transistorille, että laskelmat ovat vain likimääräisiä. Tällaisten laskelmien jälkeen tarvitaan yleensä piirin konfigurointi.

Transistorin vahvistus riippuu pohjan paksuudesta, joten sitä ei voi muuttaa. Tästä johtuen suuri ero jopa samasta laatikosta otettujen transistorien vahvistuksissa (lue yksi erä). Pienitehoisilla transistoreilla tämä kerroin vaihtelee välillä 100...1000 ja suuritehoisilla 5...200. Miten ohuempi pohja, sitä suurempi kerroin.

Yksinkertaisin piiri OE-transistorin päälle kytkemiseksi on esitetty kuvassa 5. Tämä on vain pieni pala kuvasta 2, joka on esitetty artikkelin toisessa osassa. Tällaista piiriä kutsutaan kiinteäkantaiseksi virtapiiriksi.

Kuva 5.

Kaava on erittäin yksinkertainen. Tulosignaali syötetään transistorin kantaan kytkentäkondensaattorin C1 kautta ja vahvistettuna poistetaan transistorin kollektorista kondensaattorin C2 kautta. Kondensaattorien tarkoitus on suojata tulopiirejä tulosignaalin vakiokomponentilta (muista vain hiili- tai elektreettimikrofoni) ja tarjota tarvittava kaskadikaistanleveys.

Vastus R2 on kaskadin kollektorikuorma, ja R1 syöttää vakiobiasin kannalle. Tällä vastuksella he yrittävät varmistaa, että kollektorin jännite on Epit/2. Tätä tilaa kutsutaan tässä tapauksessa transistorin toimintapisteeksi, kaskadin vahvistus on maksimi.

Suunnilleen vastuksen R1 resistanssi voidaan määrittää yksinkertaisella kaavalla R1 ≈ R2 * h21e / 1,5...1,8. Kerroin 1,5...1,8 säädetään syöttöjännitteen mukaan: matalalla jännitteellä (enintään 9 V) kerroinarvo on enintään 1,5 ja 50 V:sta alkaen se lähestyy arvoa 1,8...2,0. Mutta todellakin, kaava on niin likimääräinen, että vastus R1 on useimmiten valittava, muuten ei saada vaadittua Epit/2-arvoa kollektorissa.

Kollektorivastus R2 on määritelty ongelman ehdoksi, koska kollektorivirta ja kaskadin vahvistus kokonaisuutena riippuvat sen arvosta: mitä suurempi vastuksen R2 resistanssi on, sitä suurempi vahvistus. Mutta sinun on oltava varovainen tämän vastuksen kanssa, kollektorivirran tulee olla pienempi kuin suurin sallittu tämän tyyppistä transistori.

Piiri on hyvin yksinkertainen, mutta tämä yksinkertaisuus antaa sille myös negatiivisia ominaisuuksia, ja sinun on maksettava tästä yksinkertaisuudesta. Ensinnäkin kaskadin vahvistus riippuu transistorin tietystä esiintymisestä: jos vaihdoit transistorin korjauksen aikana, valitse bias uudelleen ja tuo se toimintapisteeseen.

Toiseksi se riippuu ympäristön lämpötilasta - lämpötilan noustessa käänteinen kollektorivirta Iko kasvaa, mikä johtaa kollektorivirran kasvuun. Ja missä sitten on puolet syöttöjännitteestä kollektorissa Epit/2, samassa toimintapisteessä? Tämän seurauksena transistori lämpenee vielä enemmän, minkä jälkeen se epäonnistuu. Päästä eroon tästä riippuvuudesta, tai sen mukaan vähintään, vähennä se minimiin transistorin vaihe esitellä lisäelementtejä negatiivinen palaute - OOS.

Kuvassa 6 on piiri, jossa on kiinteä jännite kompensoinnit.

Kuva 6.

Vaikuttaa siltä, ​​​​että jännitteenjakaja Rb-k, Rb-e tarjoaa kaskadin vaaditun alkujännityksen, mutta itse asiassa tällaisella kaskadilla on kaikki kiinteällä virralla varustetun piirin haitat. Siten esitetty piiri on vain muunnelma kuvassa 5 esitetystä kiinteästä virtapiiristä.

Lämpötilastabiloidut piirit

Tilanne on hieman parempi käytettäessä kuvan 7 piirejä.

Kuva 7.

Kollektoristabiloidussa piirissä bias-vastus R1 ei ole kytketty virtalähteeseen, vaan transistorin kollektoriin. Tässä tapauksessa, jos käänteisvirta kasvaa lämpötilan noustessa, transistori avautuu voimakkaammin ja kollektorin jännite laskee. Tämä vähennys johtaa tukiasemaan R1:n kautta syötetyn esijännitteen pienenemiseen. Transistori alkaa sulkeutua, kollektorin virta laskee hyväksyttävään arvoon ja toimintapisteen asema palautuu.

On aivan selvää, että tällainen stabilointitoimenpide johtaa jonkin verran kaskadin vahvistuksen vähenemiseen, mutta tällä ei ole merkitystä. Puuttuva vahvistus lisätään yleensä lisäämällä vahvistusasteiden määrää. Mutta tällainen ympäristönsuojelu antaa sinun laajentaa merkittävästi kaskadin käyttölämpötila-aluetta.

Emitterin stabiloinnilla varustetun kaskadin piirisuunnittelu on hieman monimutkaisempi. Tällaisten kaskadien vahvistusominaisuudet pysyvät muuttumattomina jopa laajemmalla lämpötila-alueella kuin kollektoristabiloidun piirin. Ja toinen kiistaton etu on, että transistorin vaihtamisen yhteydessä sinun ei tarvitse valita uudelleen kaskadin toimintatiloja.

Emitterivastus R4, samalla kun se stabiloi lämpötilaa, vähentää myös kaskadivahvistusta. Tämä on DC:lle. Estääkseen vastuksen R4 vaikutuksen vahvistukseen vaihtovirta, vastus R4 on ohitettu kondensaattorilla Ce, joka vaihtovirralla edustaa merkityksetöntä vastusta. Sen arvon määrää vahvistimen taajuusalue. Jos nämä taajuudet ovat äänialueella, kondensaattorin kapasitanssi voi olla yksiköistä kymmeniin ja jopa satoihin mikrofaradeihin. Radiotaajuuksilla tämä on jo sadasosa tai tuhannesosa, mutta joissain tapauksissa piiri toimii hyvin ilman tätä kondensaattoria.

Ymmärtääksemme paremmin, kuinka emitterin stabilointi toimii, meidän on harkittava transistorin kytkentäpiiriä, jossa on yhteinen kollektori.

Piiri, jossa on yhteinen kollektori (OC), on esitetty kuvassa 8. Tämä piiri on osa kuvasta 2, artikkelin toisesta osasta, joka esittää kaikki kolme transistorien kytkentäpiiriä.

Kuva 8.

Kaskadin kuormana on emitterivastus R2, tulosignaali syötetään kondensaattorin C1 kautta ja lähtösignaali poistetaan kondensaattorin C2 kautta. Täällä voit kysyä, miksi tätä järjestelmää kutsutaan nimellä OK? Loppujen lopuksi, jos muistat OE-piirin, voit selvästi nähdä, että emitteri on kytketty piirin yhteiseen johtoon, johon nähden tulosignaali syötetään ja lähtösignaali poistetaan.

OK-piirissä kollektori on yksinkertaisesti kytketty virtalähteeseen, ja ensi silmäyksellä näyttää siltä, ​​​​että sillä ei ole mitään tekemistä tulo- ja lähtösignaalien kanssa. Mutta itse asiassa EMF-lähteellä (akulla) on hyvin pieni sisäinen vastus signaalille, se on käytännössä yksi piste, sama kosketin.

OK-piirin toimintaa voidaan tarkastella tarkemmin kuvassa 9.

Kuva 9.

Tiedetään, että piitransistoreille jännite siirtymä b-e on välillä 0,5...0,7V, joten voit ottaa sen keskimäärin 0,6 V, jos et aio tehdä laskelmia prosentin kymmenesosien tarkkuudella. Siksi, kuten kuvasta 9 voidaan nähdä, ulostulojännite on aina pienempi kuin Ub-e:n tuloarvo, nimittäin sama 0,6 V. Toisin kuin OE-piiri, tämä piiri ei invertoi tulosignaalia, se yksinkertaisesti toistaa sen ja jopa vähentää sitä 0,6 V:lla. Tätä piiriä kutsutaan myös emitteriseuraajaksi. Miksi tällaista järjestelmää tarvitaan, mitä hyötyä siitä on?

OK-piiri vahvistaa virtasignaalia h21e kertaa, mikä osoittaa, että piirin tuloresistanssi on h21e kertaa suurempi kuin emitteripiirin resistanssi. Toisin sanoen voit syöttää jännitteen suoraan kantaan (ilman rajoittavaa vastusta) ilman pelkoa transistorin palamisesta. Ota vain pohjanasta ja liitä se +U-virtaväylään.

Korkean tuloimpedanssin avulla voit liittää suuren impedanssin (impedanssin) tulolähteen, kuten pietsosähköisen poimintimen. Jos tällainen poiminta on kytketty kaskadiin OE-piirin mukaisesti, tämän vaiheen alhainen tuloimpedanssi yksinkertaisesti "istuttaa" poiminnan signaalin - "radio ei soita".

OK-piirin erottuva piirre on, että sen kollektorivirta Ik riippuu vain tulosignaalilähteen kuormitusresistanssista ja jännitteestä. Tässä tapauksessa transistorin parametreilla ei ole tässä mitään merkitystä. Tällaisten järjestelmien sanotaan olevan 100-prosenttisesti suojattu. palautetta jännitteen mukaan.

Kuten kuvasta 9 näkyy, emitterikuorman virta (eli emitterivirta) Iн = Iк + Ib. Ottaen huomioon, että kantavirta Ib on mitätön verrattuna kollektorivirtaan Ik, voidaan olettaa, että kuormitusvirta on yhtä suuri kuin kollektorivirta Il = Ik. Kuorman virta on (Uin - Ube)/Rn. Tässä tapauksessa oletetaan, että Ube tunnetaan ja on aina yhtä suuri kuin 0,6 V.

Tästä seuraa, että kollektorivirta Ik = (Uin - Ube)/Rn riippuu vain tulojännitteestä ja kuormitusresistanssista. Kuormankestävyyttä voidaan muuttaa laajoissa rajoissa, ei kuitenkaan tarvitse olla erityisen innokas. Loppujen lopuksi, jos laitat Rn:n sijasta naulan - sata neliömetriä, mikään transistori ei kestä sitä!

OK-piirin ansiosta staattisen virransiirtokertoimen h21e mittaaminen on melko helppoa. Kuinka tämä tehdään, on esitetty kuvassa 10.

Kuva 10.

Ensin kuormitusvirta tulee mitata kuvan 10a mukaisesti. Tässä tapauksessa transistorin kantaa ei tarvitse kytkeä mihinkään, kuten kuvassa näkyy. Tämän jälkeen mitataan kantavirta kuvan 10b mukaisesti. Molemmissa tapauksissa mittaukset on tehtävä samoissa määrissä: joko ampeereina tai milliampeereina. Virtalähteen jännitteen ja kuorman tulee pysyä samoina molemmissa mittauksissa. Staattisen virransiirtokertoimen selvittämiseksi riittää, että kuormavirta jaetaan perusvirralla: h21e ≈ In/Ib.

On huomattava, että kuormituksen kasvaessa virta h21e pienenee hieman ja syöttöjännitteen kasvaessa se kasvaa. Emitteriseuraajat rakennetaan usein käyttämällä push-pull-piiriä, jossa käytetään toisiaan täydentäviä transistoreja, mikä mahdollistaa laitteen lähtötehon kasvattamisen. Tällainen emitteriseuraaja on esitetty kuvassa 11.

Kuva 11.

Kuva 12.

Transistorien kytkeminen päälle yhteisen OB-kannan piirin mukaan

Tällainen piiri tarjoaa vain jännitevahvistuksen, mutta sillä on paremmat taajuusominaisuudet verrattuna OE-piiriin: samat transistorit voivat toimia korkeammilla jännitteillä. korkeat taajuudet. OB-piirin pääsovellus on UHF-kaistojen antennivahvistimet. Kaavio antennin vahvistin näkyy kuvassa 12.

Transistori jota kutsutaan puolijohdelaitteeksi, joka on suunniteltu vahvistamaan ja tuottamaan sähköiset värähtelyt. Joten mikä on transistori? - Se on kristalli, joka on sijoitettu johtimilla varustettuun koteloon. Kristalli on valmistettu puolijohdemateriaalista. Puolijohteet ovat sähköisiltä ominaisuuksiltaan väliasemassa johtimien ja ei-johtimien (eristeiden) välissä.

Pieni puolijohdemateriaalin kide (puolijohde) kykenee sopivan teknologisen käsittelyn jälkeen muuttamaan sähkönjohtavuuttaan hyvin laajalla alueella, kun siihen kohdistetaan heikkoja sähköisiä värähtelyjä ja jatkuvaa esijännitettä.

Kristalli asetetaan metalliseen tai muoviseen koteloon ja varustettu kolmella kovalla tai pehmeällä johdolla, jotka on kytketty kristallin vastaaviin alueisiin. Metallirunko joskus sillä on oma pääte, mutta paksuus on yhdistetty runkoon yhdellä transistorin kolmesta elektrodista.

Tällä hetkellä käytetään kahden tyyppisiä transistoreita - bipolaarinen ja kenttä. Bipolaaritransistorit ilmestyivät ensin ja yleistyivät. Siksi niitä kutsutaan yleensä yksinkertaisesti transistoreiksi. Kenttätransistorit ilmestyivät myöhemmin ja niitä käytetään edelleen harvemmin kuin kaksinapaisia.

Bipolaariset transistorit

Bipolaariset transistorit kutsutaan siksi, että niissä oleva sähkövirta muodostuu positiivisen ja negatiivisen napaisuuden sähkövarauksista. Positiivisia varauksenkuljettajia kutsutaan yleensä reikiksi, negatiivisia varauksia kuljettavat elektronit. Bipolaarisessa transistorissa käytetään germaniumista tai piistä valmistettua kristallia, jotka ovat tärkeimmät puolijohdemateriaalit, joita käytetään transistorien ja diodien valmistuksessa.

Siksi transistoreja kutsutaan samoin piitä, muu - germanium. Molemmilla bipolaarisilla transistoreilla on omat ominaisuutensa, jotka yleensä otetaan huomioon laitteita suunniteltaessa.

Kiteen valmistukseen käytetään erittäin puhdasta materiaalia, johon lisätään erityisiä tiukasti annosteltuja määriä; epäpuhtaudet. Ne määrittävät reikien (p-johtavuus) tai elektronien (n-johtavuus) aiheuttaman johtavuuden esiintymisen kiteessä. Tällä tavalla muodostetaan yksi transistorin elektrodeista, nimeltään kanta.

Jos nyt tuodaan peruskiteen pintaan erityisiä epäpuhtauksia jollakin teknologisella menetelmällä, muuttamalla pohjan johtavuustyyppi päinvastaiseksi niin, että lähellä vyöhykkeet n-p-n tai pnp, ja kytke johdot kuhunkin vyöhykkeeseen, muodostuu transistori.

Yhtä äärimmäisistä vyöhykkeistä kutsutaan emitteriksi eli varauksenkuljettajien lähteeksi ja toista on keräilijä, näiden kantajien kerääjä. Emitterin ja kollektorin välistä aluetta kutsutaan pohjaksi. Transistorin liittimille annetaan yleensä samanlaiset nimet kuin niiden elektrodit.

Transistorin vahvistusominaisuudet ilmenevät siinä, että jos nyt levitetään pieni määrä emitteriin ja kantaan sähköjännite- tulosignaali, silloin virta kulkee kollektori-emitteripiirissä toistaen muotoa tulovirta tulosignaali kannan ja emitterin välillä, mutta arvoltaan monta kertaa suurempi.

varten normaali operaatio transistori, ensinnäkin, sen elektrodeihin on syötettävä syöttöjännite. Tässä tapauksessa kannan jännitteen suhteessa emitteriin (tätä jännitettä kutsutaan usein biasjännitteeksi) tulisi olla useita kymmenesosia voltista ja kollektorissa emitteriin nähden - useita voltteja.

Sisällyttäminen joukkoon n-p-n ketju ja pnp-transistorit eroavat vain kollektorijännitteen napaisuudesta ja biasista. Saman rakenteen pii- ja germaniumtransistorit eroavat toisistaan ​​vain bias-jännitteen arvossa. Piillä se on noin 0,45 V enemmän kuin germaniumilla.

Riisi. 1

Kuvassa Kuvassa 1 on esitetty germaniumista ja piistä valmistettujen yhden ja toisen rakenteen transistoreiden graafiset symbolit ja tyypillinen bias-jännite. Transistorien elektrodit on merkitty sanojen ensimmäisillä kirjaimilla: emitteri - E, kanta - B, kollektori - K.

Bias-jännite (tai, kuten sanotaan, moodi) esitetään suhteessa emitteriin, mutta käytännössä transistorin elektrodien jännite ilmoitetaan suhteessa laitteen yhteiseen johtoon. Yhteinen johto laitteessa ja kaaviossa on johto, joka on galvaanisesti kytketty tuloon, lähtöön ja usein virtalähteeseen, eli yhteinen tuloon, lähtöön ja virtalähteeseen.

Transistorien vahvistus ja muut ominaisuudet ovat tunnusomaisia ​​useilla sähköiset parametrit, joista tärkeimpiä käsitellään alla.

Staattinen perusvirransiirtokerroin h 21E näyttää kuinka monta kertaa bipolaarisen transistorin kollektorivirta on suurempi kuin sen kannan virta, joka aiheutti tämän virran. Useimmille transistoreille tämän kertoimen numeerinen arvo voi vaihdella välillä 20 - 200. On olemassa transistoreja, joiden arvo on pienempi - 10...15 ja suurempi arvo - jopa 50...800 (näitä kutsutaan supervahvistustransistoreiksi).

Usein uskotaan, että hyviä tuloksia voidaan saada vain transistoreilla, joiden arvo on suuri h21e. Käytäntö kuitenkin osoittaa, että taitavalla laitteiden suunnittelulla on täysin mahdollista tulla toimeen transistoreilla, joiden h 2 l E on vain 12...20. Tästä on esimerkkinä useimmat tässä kirjassa kuvatut mallit.

Transistorin taajuusominaisuudet ottaa huomioon sen tosiasian, että transistori pystyy vahvistamaan sähköisiä signaaleja taajuudella, joka ei ylitä kunkin transistorin tiettyä rajaa. Taajuutta, jolla transistori menettää vahvistusominaisuudet, kutsutaan transistorin rajoittavaksi vahvistustaajuudeksi.

Jotta transistori saa aikaan merkittävän signaalin vahvistuksen, signaalin maksimitoimintataajuuden on oltava vähintään 10...20 kertaa pienempi kuin transistorin rajataajuus ft. Esimerkiksi varten tehokas vahvistus Matalataajuisille signaaleille (20 kHz asti) käytetään matalataajuisia transistoreita, joiden rajataajuus on vähintään 0,2...0,4 MHz.

Radioasemien signaalien vahvistamiseen pitkä- ja keskiaaltoalueilla (signaalin taajuus enintään 1,6 MHz) soveltuvat vain korkeataajuiset transistorit, joiden maksimitaajuus on vähintään 16...30 MHz.

Suurin sallittu tehohäviö- Tämä on suurin teho, jonka transistori voi haihduttaa pitkään ilman vikariskiä. Transistoreiden viitekirjoissa ilmoitetaan yleensä Yaktakh-kollektorin suurin sallittu teho, koska kollektori-emitteripiirissä vapautuu suurin teho ja suurin virta ja jännite vaikuttavat.

Perus- ja keräilijän virrat, joka virtaa transistorikiteen läpi, lämmitä se. Germaniumkide voi toimia normaalisti enintään 80 °C:n lämpötilassa ja piikide - enintään 120 °C. Kiteessä syntyvä lämpö siirtyy ympäristöön transistorin rungon kautta sekä ylimääräisen jäähdytyselementin (radiaattorin) kautta, joka syötetään lisäksi suuritehoisiin transistoreihin.

Käyttötarkoituksesta riippuen valmistetaan pieni-, keski- ja suuritehoisia transistoreita. Pienitehoisia käytetään pääasiassa matalien ja korkeiden taajuuksien heikkojen signaalien vahvistamiseen ja muuntamiseen, suuritehoisia - vahvistuksen loppuvaiheessa ja matalien ja korkeiden taajuuksien sähköisten värähtelyjen synnyttämiseen.

Bipolaarisen transistorin asteen vahvistusominaisuudet eivät riipu pelkästään sen tehosta, vaan myös siitä, mikä transistori on valittu, missä toimintatavassa vaihto- ja DC se toimii (erityisesti, mikä on kollektorin virta ja jännite kollektorin ja emitterin välillä), mikä on suhde toimintataajuus signaalin ja transistorin rajataajuuden.

Mikä on kenttätransistori

Kenttätransistori on puolijohdelaite, jossa kahden elektrodin välistä virtaa, joka muodostuu reikien tai elektronien varauksenkuljettajien suunnatusta liikkeestä, ohjataan kolmannen elektrodin jännitteen luomalla sähkökentällä.

Elektrodeja, joiden välillä ohjattu virta kulkee, kutsutaan lähteeksi ja nieluksi, ja lähteeksi katsotaan elektrodi, josta varauksen kantajat tulevat (virtaus).

Kolmatta, ohjauselektrodia kutsutaan portiksi. Lähteen ja nielun välistä puolijohdemateriaalin virtaa johtavaa osaa kutsutaan yleensä kanavaksi, tästä syystä näille transistoreille toinen nimi - kanavatransistorit. Hilalla olevan jännitteen vaikutuksesta lähteeseen nähden kanavan vastus muuttuu ja siten sen läpi kulkeva virta.

Varauksenkuljettajien tyypistä riippuen transistorit erotetaan toisistaan n-kanava tai p-kanava. N-kanavaisissa kanavissa kanavavirta määräytyy elektronien suunnatun liikkeen perusteella ja p-kanavaisissa reiät. Tämän ominaisuuden ansiosta kenttäefektitransistorit niitä kutsutaan joskus myös unipolaariseksi. Tämä nimi korostaa, että niissä olevan virran muodostavat vain yhden merkin kantoaaltoja, mikä erottaa kenttätransistorit kaksinapaisista.

Kenttätransistorien valmistukseen käytetään pääasiassa piitä, mikä johtuu niiden valmistustekniikan erityispiirteistä.

Kenttätransistorien perusparametrit

Tulokäyrän S jyrkkyys eli myötäsuuntaisen virransiirron Y 21 johtavuus ilmaisee, kuinka monta milliampeeria kanavan virta muuttuu, kun tulojännite hilan ja lähteen välillä muuttuu 1 V. Siksi tuloominaiskäyrän jyrkkyyden arvo on määritetty mA / V, aivan kuten radioputken ominaiskäyrän kaltevuus.

Nykyaikaisten kenttätransistoreiden transjohtavuus on kymmenesosista kymmeniin ja jopa satoihin milliampeerien volttia kohti. Ilmeisesti mitä suurempi transkonduktanssi, sitä suuremman vahvistuksen kenttätransistori voi tarjota. Mutta suuria arvoja jyrkkyys vastaa suurta kanavavirtaa.

Siksi käytännössä valitaan yleensä sellainen kanavavirta, jolla toisaalta saavutetaan vaadittu vahvistus ja toisaalta varmistetaan tarvittava tehokkuus virrankulutuksessa.

Kenttätransistorin, kuten myös bipolaaritransistorin taajuusominaisuuksille on tunnusomaista rajataajuuden arvo. Kenttätransistorit jaetaan myös matalataajuisiin, keskitaajuisiin ja korkeataajuisiin, ja myös korkean vahvistuksen saamiseksi maksimitaajuus signaalin tulee olla vähintään 10...20 kertaa pienempi kuin transistorin rajataajuus.

Kenttätransistorin suurin sallittu vakiotehohäviö määritetään täsmälleen samalla tavalla kuin kaksinapaisella. Teollisuus tuottaa pienen, keskisuuren ja suuren tehon kenttätransistoreja.

Kenttätransistorin normaalia toimintaa varten sen elektrodeilla on oltava jatkuva paine alkupoikkeama. Bias-jännitteen polariteetti määräytyy kanavan tyypin (n tai p) mukaan, ja tämän jännitteen arvon määrittää transistorin erityinen tyyppi.

Tässä on syytä huomauttaa, että kenttätransistoreiden joukossa on paljon enemmän erilaisia ​​kidemalleja kuin bipolaarisissa. Yleisin amatöörimalleissa ja -tuotteissa teollisuustuotanto vastaanotetut kenttätransistorit, joissa on niin sanottu sisäänrakennettu kanava ja p-n risteys.

Ne ovat vaatimattomia käytössä, toimivat laajalla taajuusalueella ja niillä on korkea tuloimpedanssi, joka saavuttaa useita megaohmeja matalilla taajuuksilla ja useita kymmeniä tai satoja kiloohmeja keski- ja korkeilla taajuuksilla sarjasta riippuen.

Vertailun vuoksi huomautamme, että bipolaaritransistoreilla on huomattavasti pienempi tuloresistanssi, yleensä lähellä 1...2 kOhm, ja vain komposiittitransistorin portailla voi olla suurempi tuloresistanssi. Tämä on kenttätransistoreiden suuri etu kaksinapaisiin transistoreihin verrattuna.

Kuvassa 2 esitetty symboleja kenttätransistorit, joissa on sisäänrakennettu kanava ja p-n-liitos, ja esijännitteen tyypilliset arvot on myös ilmoitettu. Liittimet on merkitty elektrodien nimien ensimmäisten kirjainten mukaan.

On tyypillistä, että p-kanavaisilla transistoreilla nielun jännitteen tulee olla negatiivinen suhteessa lähteeseen ja portissa lähteen suhteen - positiivinen ja n-kanavaisella transistorilla - päinvastoin.

Teollisissa laitteissa ja harvemmin radioamatöörilaitteissa käytetään myös kenttätransistoreja, joissa on eristetty hila. Tällaisilla transistoreilla on vielä suurempi tuloresistanssi ja ne voivat toimia erittäin korkeilla taajuuksilla. Mutta heillä on merkittävä haitta- Eristetyn portin alhainen sähkölujuus.

Sen rikkoutumiseen ja transistorin vikaantumiseen riittää jopa heikko varaus staattinen sähkö, joka on aina ihmiskehon päällä, vaatteissa, soittimissa.

Tästä syystä eristetyllä portilla varustettujen kenttätransistorien liittimet tulee sitoa yhteen pehmeällä paljaalla johdolla transistoreja asennettaessa, kädet ja työkalut tulee "maadoittaa" ja käyttää muita suojatoimenpiteitä.

Kirjallisuus: Vasilyev V.A. Vastaanottimet aloittelevalle radioamatöörille (MRB 1072).

Mitä nimi "transistori" tarkoittaa?

Transistori ei saanut heti niin tuttua nimeä. Aluksi sitä kutsuttiin analogisesti lampputekniikan kanssa puolijohdetriodi. Nykyaikainen nimi koostuu kahdesta sanasta. Ensimmäinen sana on "siirto" (tässä "muuntaja" tulee heti mieleen) tarkoittaa lähetintä, muuntajaa, kantajaa. Ja sanan toinen puoli muistuttaa sanaa "vastus" - osa sähköpiireistä, joiden pääominaisuus on sähkövastus.

Juuri tämä vastus löytyy Ohmin laista ja monista muista sähkötekniikan kaavoista. Siksi sana "transistori" voidaan tulkita vastusmuuntimeksi. Samoin kuin hydrauliikassa, nestevirtauksen muutoksia säätelee venttiili. Transistorin tapauksessa tällainen "salpa" muuttaa määrää sähkövaraukset, muodostaen sähkövirran. Tämä muutos ei ole muuta kuin muutos sisäinen vastus puolijohdelaite.

Sähköisten signaalien vahvistus

Yleisin suoritettu toimenpide transistorit, On sähköisten signaalien vahvistus. Mutta tämä ei ole täysin oikea ilmaus, koska heikko signaali mikrofonista se pysyy sellaisena.

Vahvistusta tarvitaan myös radio- ja televisiovastaanotossa: antennin, jonka teho on miljardisosat, heikko signaali on vahvistettava tarpeeksi, jotta se tuottaa ääntä tai kuvaa ruudulle. Ja tämä on jo useiden kymmenien ja joissakin tapauksissa satojen wattien teho. Siksi vahvistusprosessi jää käyttöön lisälähteitä virtalähteestä saatua energiaa, saat tehokkaan kopion heikosta tulosignaalista. Toisin sanoen pienitehoinen tulo vaikuttaa ohjaukseen voimakkaita virtoja energiaa.

Vahvistuminen muilla tekniikan ja luonnon osa-alueilla

Tällaisia ​​esimerkkejä ei löydy vain sähkökaaviot. Esimerkiksi kun painat kaasupoljinta, auton nopeus kasvaa. Samaan aikaan sinun ei tarvitse painaa kaasupoljinta kovin lujasti - moottorin tehoon verrattuna polkimella painamasi teho on mitätön. Nopeuden vähentämiseksi sinun on vapautettava poljin hieman ja heikennettävä tulovaikutusta. Tässä tilanteessa voimakas lähde energia on bensaa.

Sama vaikutus voidaan havaita hydrauliikassa: avautuessa solenoidiventtiili Esimerkiksi koneessa on hyvin vähän energiaa. Ja mekanismin mäntään kohdistuva öljynpaine voi luoda useiden tonnejen voiman. Tätä voimaa voidaan säätää, jos öljyputkessa on säädettävä venttiili, kuten tavallisessa keittiöhanassa. Sulki sen hieman - paine laski, voima väheni. Jos avasin sitä enemmän, paine nousi.

Venttiilin kääntäminen ei myöskään vaadi paljon vaivaa. SISÄÄN tässä tapauksessa ulkoinen lähde energia on pumppaamo kone Ja paljon vastaavia vaikutteita voidaan nähdä luonnossa ja tekniikassa. Mutta silti olemme enemmän kiinnostuneita transistorista, joten meidän on harkittava lisää...

Sähköiset signaalivahvistimet