1. Concepts et principes de base des triodes
Le transistor, en tant que membre clé de la famille des transistors, joue un rôle indispensable dans les circuits électroniques.Il contient trois pièces de base: base, émetteur et collectionneur.Ici, nous nous concentrons principalement sur les transistors NPN.Les caractéristiques de base d'un transistor NPN peuvent être décrites par un circuit équivalent, dans lequel la connexion entre la base et l'émetteur est équivalente à une diode, et la connexion entre le collecteur et l'émetteur peut être considérée comme une résistance réglable.La résistance de cette résistance varie considérablement, de quelques ohms à l'infini (état de circuit ouvert).
Avant de discuter en profondeur, nous devons clarifier l'équation caractéristique du transistor NPN: ic = βib.Dans cette équation, IB représente le courant de la base à l'émetteur, IC est le courant du collecteur à l'émetteur, et β est le facteur d'amplification de la triode.Ce multiple est une constante déterminée en fonction du processus de production, et sa valeur est généralement entre les dizaines et les centaines.Cependant, il convient de noter que la triode atteint cet effet d'amplification en ajustant la résistance équivalente (RCE) entre le collecteur et l'émetteur.Lorsque RCE est ajusté à une valeur extrêmement faible mais ne peut toujours pas atteindre IC = βIB, nous l'appelons un état de «saturation»;Inversement, lorsque RCE est ajusté à une valeur extrêmement élevée mais ne peut toujours pas atteindre IC = βIB, il est appelé état de «coupure».Idéalement, le transistor devrait fonctionner dans la région d'amplification, c'est-à-dire l'état de IC = βIB.
2. Construction et analyse du circuit de décharge de source constant du transistor NPN
Dans la conception de circuits électroniques, l'application de sources de courant constantes est cruciale.Prenant un circuit de décharge conventionnel de condensateur à titre d'exemple, le courant de décharge IC = UC / R, où UC représente la tension du condensateur.Étant donné que la tension du condensateur diminue avec le temps, le courant de décharge traditionnel n'est pas constant.Cependant, en utilisant des transistors NPN, nous pouvons construire un circuit de décharge de courant constant.
Dans une telle conception de circuit, le courant de décharge du condensateur est indépendant de sa tension.Par exemple, en supposant que la valeur VE du circuit est de 4,3 V (calculée comme 5 V moins 0,7 V), alors nous pouvons constater que IC (le courant du collecteur) est approximativement égal à IE (le courant d'émetteur), calculé comme VE divisé parRe (résistance d'émetteur).Ce processus de calcul est basé sur une prémisse importante: le triode doit fonctionner dans la zone d'amplification, c'est-à-dire que IC = βIB doit être satisfait.Étant donné que la valeur générale de β est de l'ordre de 100 fois, IE peut être considérée comme approximativement égale à IC.
3. Processus de solution du circuit de triode
Lors de la conception et de l'analyse des circuits de transistor, nous suivons généralement les étapes suivantes: Supposons d'abord que le transistor fonctionne dans la région d'amplification et remplissons les conditions de IC = βib et ic≈ie;Ensuite, déduire inversement UCE (la tension entre le collecteur et l'émetteur) sur la base des résultats du calcul) est raisonnable pour déterminer si les hypothèses précédentes sont vraies.Par exemple, en supposant que la tension à travers le condensateur est 10V, nous pouvons calculer UCE comme 5,7 V, ce qui donne à son tour une valeur de 5,7 km.Cela signifie qu'en ajustant RCE à 5,7k ohms, le transistor peut maintenir le courant de décharge du condensateur à 1MA.De même, lorsque la tension du condensateur est de 8 V, l'UCE est 3,7 V et RCE est de 3,7 km, de sorte que le courant de décharge est toujours maintenu à 1 mA.
Cependant, lorsque la tension du condensateur tombe en dessous d'un certain seuil, comme 3V, nous constaterons que le résultat calculé de l'UCE devient une valeur négative (-1,3V), ce qui est évidemment déraisonnable.Cela montre que même si RCE tombe à 0 ohms, la condition d'Ic = βib ne peut pas être satisfaite.Par conséquent, lorsque la tension du condensateur tombe en dessous de 4,3 V, le transistor ne fonctionnera plus dans la région d'amplification mais entrera dans la région de saturation.Il convient de noter que dans les applications pratiques, la résistance entre le collecteur et l'émetteur ne peut pas être réduite à 0Ω, de sorte que la valeur la plus basse de l'UCE ne peut généralement être réduite qu'à environ 0,2 V.Cette valeur est appelée la chute de tension de tube saturée.
4. Application du transistor PNP dans le circuit de charge de source de courant constant
Différent des transistors NPN, pour implémenter un circuit de charge de source de courant constant, nous devons utiliser les transistors PNP.Le principe de travail et la structure du transistor PNP sont différents de NPN, mais il joue un rôle essentiel dans la réalisation du circuit de charge de source de courant constant.Dans un transistor PNP, la direction du flux de courant est opposée à celle d'un transistor NPN, qui offre une plus grande flexibilité dans la conception de différents types de circuits électroniques.