1. Conceptos e principios básicos dos triodos
O transistor, como membro clave da familia do transistor, xoga un papel indispensable nos circuítos electrónicos.Contén tres partes básicas: base, emisor e coleccionista.Aquí, centrámonos principalmente nos transistores NPN.As características básicas dun transistor NPN poden ser descritas por un circuíto equivalente, no que a conexión entre a base e o emisor é equivalente a un diodo, e a conexión entre o colector e o emisor pode considerarse como un resistor axustable.A resistencia desta resistencia varía moito, desde algúns ohmios ata o infinito (estado de circuíto aberto).
Antes de discutir en profundidade, debemos aclarar a ecuación característica do transistor NPN: IC = βIB.Nesta ecuación, IB representa a corrente desde a base ata o emisor, IC é a corrente do coleccionista ata o emisor, e β é o factor de amplificación do triodo.Este múltiple é unha constante determinada en función do proceso de produción, e o seu valor adoita estar entre decenas e centos.Non obstante, cabe sinalar que o triodo consegue este efecto de amplificación axustando a resistencia equivalente (RCE) entre o colector e o emisor.Cando RCE se axusta a un valor extremadamente baixo, pero aínda non pode alcanzar IC = βIB, chamámoslle un estado de "saturación";Pola contra, cando RCE se axusta a un valor extremadamente alto, pero aínda así non pode alcanzar IC = βIB, chámase estado de "corte".O ideal sería que o transistor funcione na rexión de amplificación, é dicir, o estado de IC = βIB.
2. Construción e análise do circuíto de descarga de fonte de corrente constante de transistor NPN
No deseño de circuítos electrónicos, a aplicación de fontes de corrente constante é crucial.Tomando un circuíto de descarga convencional do condensador como exemplo, a corrente de descarga IC = UC/R, onde UC representa a tensión do condensador.Dado que a tensión do condensador diminúe co paso do tempo, a corrente de descarga tradicional non é constante.Non obstante, empregando transistores NPN, podemos construír un circuíto de descarga de corrente constante.
En tal deseño de circuítos, a corrente de descarga do condensador é independente da súa tensión.Por exemplo, supoñendo que o valor VE do circuíto é de 4,3V (calculado como 5V menos 0,7V), entón podemos atopar que IC (a corrente de colector) é aproximadamente igual a IE (a corrente do emisor), calculada como VE dividida porRe (resistencia do emisor).Este proceso de cálculo baséase nunha premisa importante: o triodo debe funcionar na área de amplificación, é dicir, IC = βIB debe estar satisfeito.Tendo en conta que o valor xeral de β está da orde de 100 veces, IE pode considerarse aproximadamente igual a IC.
3. Proceso de solución do circuíto de triode
Ao deseñar e analizar circuítos de transistor, normalmente seguimos os seguintes pasos: primeiro asume que o transistor traballa na rexión de amplificación e cumprimos as condicións de IC = βIB e IC≈ie;A continuación, deduce inversamente a UCE (a tensión entre o colector e o emisor) en función dos resultados do cálculo) é razoable para determinar se os presupostos anteriores son certos.Por exemplo, asumindo que a tensión a través do condensador é de 10V, podemos calcular a UCE como 5,7V, o que á súa vez dá a RCE un valor de 5,7K ohmios.Isto significa que axustando RCE a 5,7K OHMS, o transistor pode manter a corrente de descarga do condensador a 1MA.Do mesmo xeito, cando a tensión do condensador é de 8V, a UCE é de 3,7V e RCE é de 3,7K ohmios, de xeito que a corrente de descarga aínda se mantén a 1MA.
Non obstante, cando a tensión do condensador cae por baixo dun certo limiar, como 3V, atoparemos que o resultado calculado da UCE convértese nun valor negativo (-1,3V), que é obviamente razoable.Isto demostra que aínda que RCE cae a 0 ohmios, a condición de IC = βIB non se pode satisfacer.Polo tanto, cando a tensión do condensador baixa por baixo de 4.3V, o transistor xa non funcionará na rexión de amplificación senón que entrará na rexión de saturación.É de destacar que en aplicacións prácticas, a resistencia entre o colector e o emisor non se pode reducir a 0Ω, polo que o valor máis baixo da UCE normalmente só se pode reducir a aproximadamente 0,2V.Este valor chámase caída de tensión do tubo saturado.
4. Aplicación do transistor PNP en circuíto de carga de orixe de corrente constante
Diferentes dos transistores NPN, para implementar un circuíto de carga de fonte de corrente constante, debemos usar transistores PNP.O principio de traballo e a estrutura do transistor PNP son diferentes do NPN, pero xoga un papel fundamental na realización do circuíto de carga de orixe de corrente constante.Nun transistor PNP, a dirección do fluxo de corrente é oposta á dun transistor NPN, que proporciona unha maior flexibilidade no deseño de diferentes tipos de circuítos electrónicos.