1. Basisconcepten en principes van triodes
Transistor, als een belangrijk lid van de transistorfamilie, speelt een onmisbare rol in elektronische circuits.Het bevat drie basisonderdelen: basis, emitter en verzamelaar.Hier richten we ons vooral op NPN -transistoren.De kernkenmerken van een NPN -transistor kunnen worden beschreven door een equivalent circuit, waarbij de verbinding tussen de basis en de emitter equivalent is aan een diode, en de verbinding tussen de collector en de emitter kan worden beschouwd als een instelbare weerstand.De weerstand van deze weerstand varieert sterk, van enkele ohm tot oneindig (open circuitstatus).
Voordat we diepgaand bespreken, moeten we de karakteristieke vergelijking van de NPN -transistor verduidelijken: IC = βIB.In deze vergelijking vertegenwoordigt IB de stroom van de basis tot de emitter, IC is de stroom van de collector naar de emitter en β is de versterkingsfactor van de triode.Dit veelvoud is een constante bepaald op basis van het productieproces en de waarde ervan is meestal tussen tientallen en honderden.Er moet echter worden opgemerkt dat de triode dit versterkingseffect bereikt door de equivalente weerstand (RCE) tussen de collector en emitter aan te passen.Wanneer RCE wordt aangepast aan een extreem lage waarde, maar nog steeds geen IC = βIB kan bereiken, noemen we het een "verzadiging" -toestand;Omgekeerd, wanneer RCE wordt aangepast aan een extreem hoge waarde maar nog steeds geen IC = βIB kan bereiken, wordt dit een "cut-off" -toestand genoemd.In het ideale geval zou de transistor in het versterkingsgebied moeten werken, dat wil zeggen de toestand van IC = βIB.
2. Constructie en analyse van NPN -transistorconstante stroombronafvoercircuit
In het ontwerp van het elektronisch circuit is de toepassing van constante stroombronnen cruciaal.Als voorbeeld een conventioneel condensator -ontladingscircuit neemt als voorbeeld, de ontladingsstroom IC = UC/R, waarbij UC de spanning van de condensator vertegenwoordigt.Omdat de condensatorspanning in de loop van de tijd afneemt, is de traditionele ontladingsstroom niet constant.Door NPN -transistoren te gebruiken, kunnen we echter een constant stroomafvoercircuit bouwen.
In een dergelijk circuitontwerp is de ontladingsstroom van de condensator onafhankelijk van zijn spanning.Ervan uitgaande dat de VE -waarde van het circuit 4,3V is (berekend als 5V min 0,7 V), kunnen we ontdekken dat IC (de collectorstroom) ongeveer gelijk is aan IE (de emitterstroom), berekend als ve gedeeld doorRe (emitterweerstand).Dit berekeningsproces is gebaseerd op een belangrijk uitgangspunt: de triode moet werken in het versterkingsgebied, dat wil zeggen dat IC = βIB moet worden voldaan.Gezien het feit dat de algemene waarde van β 100 keer in de orde is, kan dat wil zeggen dat het ongeveer gelijk is aan IC.
3. Oplossingsproces van Triode Circuit
Bij het ontwerpen en analyseren van transistorcircuits volgen we meestal de volgende stappen: nemen eerst aan dat de transistor in het versterkingsgebied werkt en voldoet aan de voorwaarden van IC = βIB en IC≈ie;Afleidend UCE omgekeerd (de spanning tussen de collector en de emitter) op basis van de berekeningsresultaten) is redelijk om te bepalen of de eerdere veronderstellingen waar zijn.Ervan uitgaande dat de spanning over de condensator bijvoorbeeld 10V is, kunnen we UCE berekenen als 5.7V, wat op zijn beurt RCE een waarde van 5,7k ohm geeft.Dit betekent dat door het aanpassen van RCE op 5,7k ohm, de transistor de ontladingsstroom van de condensator bij 1MA kan handhaven.Evenzo, wanneer de condensatorspanning 8V is, is UCE 3,7 V en RCE 3,7k ohm, zodat de ontladingsstroom nog steeds op 1MA wordt gehandhaafd.
Wanneer de condensatorspanning echter onder een bepaalde drempel daalt, zoals 3V, zullen we ontdekken dat het berekende resultaat van UCE een negatieve waarde (-1.3V) wordt, wat duidelijk onredelijk is.Dit laat zien dat zelfs als RCE daalt tot 0 ohm, aan de toestand van IC = βIB niet kan worden voldaan.Daarom, wanneer de condensatorspanning onder 4,3V daalt, werkt de transistor niet langer in het versterkingsgebied, maar gaat het verzadigingsgebied binnen.Het is vermeldenswaard dat in praktische toepassingen de weerstand tussen de collector en de emitter niet kan worden gereduceerd tot 0Ω, dus de laagste waarde van UCE kan in het algemeen alleen worden gereduceerd tot ongeveer 0,2 V.Deze waarde wordt de verzadigde buisspanningsdruppel UCE's genoemd.
4. Toepassing van PNP -transistor in het laadcircuit van constante stroombronbron
Anders dan NPN -transistoren, om een constante stroombronlaadcircuit te implementeren, moeten we PNP -transistoren gebruiken.Het werkingsprincipe en de structuur van de PNP -transistor verschillen van NPN, maar het speelt een cruciale rol bij het realiseren van het constante stroombronlaadcircuit.In een PNP -transistor is de richting van de stroomstroom tegengesteld aan die van een NPN -transistor, die een grotere flexibiliteit biedt bij het ontwerpen van verschillende soorten elektronische circuits.