1. Pagrindinės triodų sąvokos ir principai
Transistorius, kaip pagrindinis tranzistorių šeimos narys, vaidina nepakeičiamą vaidmenį elektroninėse grandinėse.Jame yra trys pagrindinės dalys: bazė, emiteris ir kolekcionierius.Čia daugiausia dėmesio skiriame NPN tranzistoriams.Pagrindines NPN tranzistoriaus charakteristikas galima apibūdinti lygiaverte grandine, kurioje ryšys tarp bazės ir emiterio yra lygi diodui, o kolektoriaus ir emiterio ryšys gali būti laikomas reguliuojamu rezistoriumi.Šio rezistoriaus atsparumas labai skiriasi nuo kelių omų iki begalybės (atviros grandinės būsena).
Prieš diskutuodami išsamiai, turime išsiaiškinti NPN tranzistoriaus būdingą lygtį: IC = βIB.Šioje lygtyje IB žymi srovę nuo bazės iki emiterio, IC yra srovė nuo kolektoriaus iki emiterio, o β yra triodo amplifikacijos koeficientas.Šis daugybinis yra nuolatinis nustatytas, remiantis gamybos procesu, o jo vertė paprastai yra tarp dešimties iki šimtų.Tačiau reikia pažymėti, kad triodas pasiekia šį amplifikacijos efektą, koreguodamas lygiavertį pasipriešinimą (RCE) tarp kolektoriaus ir emiterio.Kai RCE pritaikomas prie ypač mažos vertės, tačiau vis tiek negali pasiekti IC = βIB, mes tai vadiname „prisotinimo“ būsena;Ir atvirkščiai, kai RCE yra pritaikytas prie ypač didelės vertės, tačiau vis tiek negali pasiekti IC = βIB, jis vadinamas „nukirstos“ būsena.Idealiu atveju tranzistorius turėtų veikti amplifikacijos srityje, tai yra, IC = βIB būsenoje.
2. NPN tranzistoriaus pastovios srovės šaltinio išleidimo grandinės konstrukcija ir analizė
Projektuojant elektroninę grandinę, labai svarbu naudoti pastovius srovės šaltinius.Įprastinės kondensatoriaus iškrovos grandinės, kaip pavyzdį, išmetimo srovė IC = UC/R, kur UC žymi kondensatoriaus įtampą.Kadangi kondensatoriaus įtampa laikui bėgant mažėja, tradicinė iškrovos srovė nėra pastovi.Tačiau naudodamiesi NPN tranzistoriais, mes galime sukurti pastovią srovės išleidimo grandinę.
Tokioje grandinės konstrukcijoje kondensatoriaus išleidimo srovė nepriklauso nuo jo įtampos.Pavyzdžiui, darant prielaidą, kad grandinės VE vertė yra 4,3 V (apskaičiuota kaip 5 V minus 0,7 V), tada galime pastebėti, kad IC (kolektoriaus srovė) yra maždaug lygus IE (emiterio srovei), apskaičiuojama kaip padalinta pagalRe (emiterio rezistorius).Šis skaičiavimo procesas grindžiamas svarbia prielaida: Triodas turi veikti amplifikacijos srityje, tai yra, IC = βIB turi būti patenkintas.Atsižvelgiant į tai, kad bendroji β vertė yra 100 kartų, ty galima laikyti maždaug lygią IC.
3. Triodo grandinės sprendimo procesas
Projektuodami ir analizuodami tranzistorių grandines, mes paprastai laikomės šių veiksmų: pirmiausia darykite prielaidą, kad tranzistorius veikia amplifikacijos srityje ir atitinka IC = βIB ir IC≈ie sąlygas;Tuomet atvirkščiai išveskite UCE (įtampa tarp kolektoriaus ir emiterio) remiantis skaičiavimo rezultatais) yra pagrįsta nustatyti, ar ankstesnės prielaidos yra teisingos.Pvz., Darant prielaidą, kad įtampa visame kondensatoriuje yra 10 V, mes galime apskaičiuoti UCE kaip 5,7 V, o tai savo ruožtu suteikia RCE vertę 5,7k omų.Tai reiškia, kad sureguliuodamas RCE iki 5,7 k omų, tranzistorius gali išlaikyti kondensatoriaus iškrovos srovę esant 1mA.Panašiai, kai kondensatoriaus įtampa yra 8 V, UCE yra 3,7 V, o RCE - 3,7 k omų, taigi išleidimo srovė vis dar palaikoma esant 1mA.
Tačiau kai kondensatoriaus įtampa nukrenta žemiau tam tikros slenksčio, pavyzdžiui, 3 V, mes pastebėsime, kad apskaičiuotas UCE rezultatas tampa neigiama verte (-1,3 V), o tai akivaizdžiai nepagrįsta.Tai rodo, kad net jei RCE sumažės iki 0 omų, IC = βIB būklė negali būti patenkinta.Todėl, kai kondensatoriaus įtampa sumažės žemiau 4,3 V, tranzistorius nebeveiks amplifikacijos srityje, bet pateks į soties sritį.Verta paminėti, kad praktiškai pritaikant kolekcininko ir emiterio atsparumą negalima sumažinti iki 0Ω, todėl mažiausia UCE vertė paprastai gali būti sumažinta tik iki maždaug 0,2 V.Ši vertė vadinama prisotinto vamzdžio įtampos kritimo.
4. PNP tranzistoriaus taikymas pastovioje srovės šaltinio įkrovimo grandinėje
Skirtingai nuo NPN tranzistorių, kad įgyvendintume nuolatinę srovės šaltinio įkrovimo grandinę, turime naudoti PNP tranzistorius.PNP tranzistoriaus darbo principas ir struktūra skiriasi nuo NPN, tačiau jis vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį įgyvendinant nuolatinę srovės šaltinio įkrovimo grandinę.PNP tranzistoriuje srovės srauto kryptis yra priešinga NPN tranzistoriaus, kuris suteikia daugiau lankstumo kuriant įvairių tipų elektronines grandines.