1. Pamatjēdzieni un triodes principi
Tranzistoram kā galvenajam tranzistoru saimes loceklim ir neaizstājama loma elektroniskajās shēmās.Tajā ir trīs pamata detaļas: bāze, emitētājs un kolekcionārs.Šeit mēs galvenokārt koncentrējamies uz NPN tranzistoriem.NPN tranzistora galvenās īpašības var aprakstīt ar ekvivalentu ķēdi, kurā savienojums starp pamatni un emitētāju ir līdzvērtīgs diodei, un savienojumu starp kolektoru un emitētāju var uzskatīt par regulējamu rezistoru.Šī rezistora pretestība ir ļoti atšķirīga, sākot no dažiem omiem līdz bezgalībai (atvērtā ķēdes stāvoklis).
Pirms padziļinātas diskusijas mums ir jānoskaidro NPN tranzistora raksturīgais vienādojums: IC = βib.Šajā vienādojumā IB apzīmē strāvu no pamatnes līdz emitētājam, IC ir strāva no kolektora līdz emitētājam, un β ir triode pastiprināšanas koeficients.Šis daudzkārtējs ir nemainīgs, kas noteikts, pamatojoties uz ražošanas procesu, un tā vērtība parasti ir starp desmitiem un simtiem.Tomēr jāatzīmē, ka triode sasniedz šo pastiprināšanas efektu, pielāgojot ekvivalento pretestību (RCE) starp kolektoru un emitētāju.Kad RCE tiek koriģēts uz ārkārtīgi zemu vērtību, bet joprojām nevar sasniegt IC = βib, mēs to saucam par "piesātinājuma" stāvokli;Un otrādi, ja RCE tiek pielāgots ārkārtīgi augstai vērtībai, bet joprojām nevar sasniegt IC = βib, to sauc par "robežu" stāvokli.Ideālā gadījumā tranzistoram vajadzētu darboties amplifikācijas reģionā, tas ir, IC = βibas stāvoklī.
2. NPN tranzistora konstantes strāvas avota izlādes shēmas uzbūve un analīze
Elektroniskās shēmas projektēšanā būtiska ir pastāvīga strāvas avotu pielietošana.Parastā kondensatora izlādes ķēdes ņemšana kā piemērs, izlādes strāva IC = UC/R, kur UC apzīmē kondensatora spriegumu.Tā kā kondensatora spriegums laika gaitā samazinās, tradicionālā izlādes strāva nav nemainīga.Tomēr, izmantojot NPN tranzistorus, mēs varam izveidot nemainīgu strāvas izlādes ķēdi.
Šādā ķēdes dizainā kondensatora izlādes strāva nav atkarīga no tā sprieguma.Piemēram, pieņemot, ka ķēdes VE vērtība ir 4,3 V (aprēķināta kā 5V mīnus 0,7 V), tad mēs varam secināt, ka IC (kolektora strāva) ir aptuveni vienāda ar IE (emitētāja strāvu), kas aprēķināta kā VE, kas dalīta arRe (emitētāja rezistors).Šis aprēķina process ir balstīts uz svarīgu pieņēmumu: triode jādarbojas amplifikācijas apgabalā, tas ir, IC = βib ir jāizpilda.Ņemot vērā, ka β vispārējā vērtība ir 100 reizes, ti, var uzskatīt par aptuveni vienādu ar IC.
3
Projektējot un analizējot tranzistora shēmas, mēs parasti veicam šādus soļus: vispirms pieņemsim, ka tranzistors darbojas pastiprināšanas reģionā un atbilst IC = βib un IC≈ie apstākļiem;Tad apgriezti secināt UCE (spriegumu starp kolektoru un emitētāju), pamatojoties uz aprēķina rezultātiem), ir pamatots, lai noteiktu, vai iepriekšējie pieņēmumi ir patiesi.Piemēram, pieņemot, ka spriegums visā kondensatorā ir 10 V, mēs varam aprēķināt, ka UCE ir 5,7 V, kas savukārt RCE piešķir vērtību 5,7K omi.Tas nozīmē, ka, pielāgojot RCE uz 5,7K omi, tranzistors var saglabāt kondensatora izlādes strāvu pie 1MA.Līdzīgi, ja kondensatora spriegums ir 8 V, UCE ir 3,7 V un RCE ir 3,7 k omi, tā ka izlādes strāva joprojām tiek uzturēta 1MA.
Tomēr, kad kondensatora spriegums nokrīt zem noteikta sliekšņa, piemēram, 3V, mēs secināsim, ka UCE aprēķinātais rezultāts kļūst par negatīvu vērtību (-1,3 V), kas acīmredzami ir nepamatots.Tas parāda, ka pat tad, ja RCE pazeminās līdz 0 omi, IC = βib stāvokli nevar izpildīt.Tāpēc, kad kondensatora spriegums ir zemāks par 4,3 V, tranzistors vairs nedarbosies pastiprināšanas reģionā, bet nonāks piesātinājuma reģionā.Ir vērts atzīmēt, ka praktiskos pielietojumos pretestību starp kolektoru un emitētāju nevar samazināt līdz 0Ω, tāpēc zemāko UCE vērtību parasti var samazināt tikai līdz aptuveni 0,2 V.Šo vērtību sauc par piesātinātās caurules sprieguma kritumu uces.
4. PNP tranzistora pielietojums pastāvīgā strāvas avota uzlādes shēmā
Atšķirībā no NPN tranzistoriem, lai ieviestu nemainīgu strāvas avota uzlādes shēmu, mums jāizmanto PNP tranzistori.PNP tranzistora darba princips un struktūra atšķiras no NPN, taču tam ir būtiska loma pastāvīgā strāvas avota uzlādes ķēdes realizēšanā.PNP tranzistorā strāvas plūsmas virziens ir pretējs NPN tranzistora virzienam, kas nodrošina lielāku elastību dažāda veida elektronisko ķēžu projektēšanā.