Рубрики
Начинающим электрикам

Свойства биполярных транзисторов

В самом конце предшествующей части статьи было изготовлено «открытие». Смысл его в том, что маленький ток базы управляет огромным током коллектора. Как раз в этом и заключается основное

Свойства биполярных транзисторовВ самом конце предшествующей части статьи было изготовлено «открытие». Смысл его в том, что маленький ток базы управляет огромным током коллектора. Как раз в этом и заключается основное свойство транзистора, его способность к усилению электронных сигналов. Для того, чтоб продолжить предстоящее повествование, следует разобраться, как велика разница этих токов, и как происходит это управление.

Чтоб лучше вспомнить, о чем речь идет, на рисунке 1 показан n-p-n транзистор с присоединенными к нему источниками питания базисной и коллекторной цепей. Этот набросок уже был показан в предшествующей части статьи.

Маленькое замечание: все, что рассказывается о транзисторе структуры n-p-n полностью справедливо и для транзистора p-n-p. Исключительно в этом случае полярность источников питания следует поменять на оборотную. А в самом описании «электроны» поменять на «дырки», всюду, где они встречаются. Но в текущее время транзисторы структуры n-p-n более современны, более нужны, потому в главном рассказывается конкретно о их.

Свойства биполярных транзисторов

Набросок 1.

Маломощный транзистор. Напряжения и токи

Напряжение, прикладываемое к эмиттерному переходу (так принято именовать переход база — эмиттер), для маломощных транзисторов невелико, менее 0,2…0,7В, что позволяет сделать в цепи базы ток в несколько 10-ов микроампер. Зависимость тока базы от напряжения база — эмиттер именуется входной чертой транзистора, которая снимается при фиксированном напряжении коллектора.

К коллекторному переходу маломощного транзистора прикладывается напряжение порядка 5…10В (это для наших исследовательских работ), хотя может быть и больше. При таких напряжениях коллекторный ток может быть от 0,5 до нескольких 10-ов миллиампер. Ну, просто в рамках статьи ограничимся такими величинами, так как считается, что транзистор у нас маломощный.

Свойства передачи

Как уже было сказано чуток выше, небольшой ток базы управляет огромным током коллектора, как показано на рисунке 2. Следует направить внимание на то, что ток базы на графике указан в микроамперах, а ток коллектора в миллиамперах.

Свойства биполярных транзисторов

Набросок 2.

Если пристально проследить за поведением кривой, то можно увидеть, что для всех точек графика соотношение коллекторного тока к току базы идиентично. Для этого довольно направить внимание на точки А и Б, у каких соотношение коллекторного тока к базисному ровно 50. Это как раз и будет УСИЛЕНИЕ ПО ТОКУ, обозначается эмблемой h21э — коэффициент усиления по току.

h21э = Iк / Iб .

Зная это соотношение, несложно вычислить коллекторный ток Iк = Iб * h21э

Только ни при каких обстоятельствах не следует мыслить, что коэффициент усиления у всех транзисторов ровно 50, как на рисунке 2. По сути он, зависимо от типа транзистора, находится в границах от единиц до нескольких сотен и даже тыщ!

Если требуется выяснить коэффициент усиления для определенного транзистора, который лежит у Вас на столе, то сделать это довольно легко: современные мультиметры, обычно, имеют режим измерения h21э. Дальше будет поведано, как найти коэффициент усиления, пользуясь обыденным амперметром.

Зависимость тока коллектора от тока базы (набросок 2) именуется передаточной чертой транзистора. На рисунке 3 показано семейство передаточных черт транзистора, при включении его по схеме с ОЭ. Свойства снимаются при фиксированном напряжении коллектор — эмиттер.

Свойства биполярных транзисторов

Набросок 3. Семейство передаточных черт транзистора, при включении его по схеме с ОЭ

Если поглядеть на это семейство повнимательней, то можно сделать несколько выводов. Во-1-х, передаточная черта нелинейна, представляет собой кривую (хотя посреди кривой имеется линейный участок). Эта самая кривая и приводит к нелинейным искажениям, если транзистор употребляется для усиления сигнала, к примеру, звукового. Потому приходится рабочую точку транзистора «смещать» на линейный участок свойства.

Во вторых свойства, снятые при различных напряжениях Uкэ1 и Uкэ2 эквидистантны (равноудалены друг от друга). Это позволяет прийти к выводу, что коэффициент усиления транзистора (определяется углом наклона кривой к оси координат) не находится в зависимости от напряжения коллектор — эмиттер.

В третьих свойства начинаются не с начала координат. Это гласит о том, что даже при нулевом токе базы некий ток через коллектор протекает. Это как раз и есть исходный ток, о котором было поведано в предшествующей части статьи. Исходный ток у обеих кривых разный, что гласит о том, что он находится в зависимости от напряжения на коллекторе.

Как снять передаточную характеристику

Проще всего эту характеристику снять, если включить транзистор по схеме, показанной на рисунке 4.

Свойства биполярных транзисторов

Набросок 4.

Вращением ручки потенциометра R можно изменять совершенно небольшой ток базы Iб, что приведет и пропорциональному изменению огромного тока коллектора Iк. Таковой «творческий» процесс, как вращение ручки потенциометра невольно наводит на идея: «А нельзя ли как-нибудь этот процесс кручения ручки заавтоматизировать?» Оказывается можно.

Для этого довольно заместо потенциометра поочередно с батарей Eб-э подключить источник переменного напряжения, к примеру угольный микрофон, колебательный контур антенны либо сенсор приемника. Тогда это переменное напряжение и будет управлять коллекторным током транзистора, как показано на рисунке 5.

Свойства биполярных транзисторов

Набросок 5.

В данной схеме батарея Eб-э играет роль источника смещения рабочей точки транзистора, а усиливаться будет сигнал переменного напряжения. Если подать переменный сигнал, к примеру синусоиду, без смещения, то положительные полупериоды будут открывать транзистор, и, может быть, даже усиливаться.

Но отрицательные полупериоды транзистор просто закрывают, потому не только лишь не усилятся, но даже и не пройдут через транзистор. Это приблизительно так, как если б громкоговоритель подключить через диодик: заместо приятной музыки и голосов получится услышать непонятный хрип.

Но довольно нередко усиливают неизменный ток, при всем этом транзистор работает в главном режиме, наподобие реле. Такое применение более нередко встречается в работе цифровых схем. В последующей статье конкретно с главного режима, как более обычного и понятного мы и начнем рассмотрение разных режимов работы транзистора.

Схемы включения транзисторов

Свойства биполярных транзисторов

Набросок 6. Схемы включения транзисторов

До сего времени на всех рисунках транзистор представал пред нами как три квадратика с знаками n и p. На рисунке 6а транзистор показан как на реальной электронной схеме. Здесь же показана полярность подключения напряжения, наименования электродов, базисные и эмиттерные токи. А на рисунке 6б в виде конструкции из 2-ух диодов, что нередко применяется при проверке транзистора мультиметром.

P.S. Очень тщательно и доступно работа биполярных транзисторов в электрических схемах показана тут — Курс электроники для начинающих