1. Grunnleggende konsepter og prinsipper for trioder
Transistor, som et sentralt medlem av transistorfamilien, spiller en uunnværlig rolle i elektroniske kretsløp.Den inneholder tre grunnleggende deler: base, emitter og samler.Her fokuserer vi hovedsakelig på NPN -transistorer.Kjerneegenskapene til en NPN -transistor kan beskrives med en ekvivalent krets, der forbindelsen mellom basen og emitteren tilsvarer en diode, og forbindelsen mellom samleren og emitteren kan betraktes som en justerbar motstand.Motstanden til denne motstanden varierer vidt, fra noen få ohm til uendelig (åpen kretstilstand).
Før vi diskuterer i dybden, må vi tydeliggjøre den karakteristiske ligningen til NPN -transistoren: IC = βIb.I denne ligningen representerer IB strømmen fra basen til emitteren, IC er strømmen fra samleren til emitteren, og β er amplifiseringsfaktoren til trioden.Dette multiplumet er en konstant bestemt basert på produksjonsprosessen, og verdien er vanligvis mellom titalls og hundrevis.Imidlertid skal det bemerkes at trioden oppnår denne forsterkningseffekten ved å justere den ekvivalente motstanden (RCE) mellom samleren og emitteren.Når RCE justeres til en ekstremt lav verdi, men fremdeles ikke kan oppnå IC = βIb, kaller vi det en "metning" -tilstand;Motsatt, når RCE er justert til en ekstremt høy verdi, men fremdeles ikke kan oppnå IC = βIB, kalles det en "cut-off" -tilstand.Ideelt sett bør transistoren arbeide i forsterkningsområdet, det vil si tilstanden til IC = βIb.
2. Konstruksjon og analyse av NPN -transistor Konstant strøm Kildeutladningskrets
I elektronisk kretsdesign er anvendelsen av konstante strømkilder avgjørende.Ved å ta en konvensjonell kondensatorutladningskrets som eksempel, representerer utladningsstrømmen IC = UC/R, hvor UC representerer spenningen til kondensatoren.Siden kondensatorspenningen avtar over tid, er den tradisjonelle utladningsstrømmen ikke konstant.Ved å bruke NPN -transistorer kan vi imidlertid bygge en konstant strømutladningskrets.
I en slik kretsdesign er utladningsstrømmen til kondensatoren uavhengig av spenningen.For eksempel, forutsatt at veverdien på kretsen er 4,3V (beregnet som 5V minus 0,7V), kan vi deretter finne at IC (samlerstrømmen) er omtrent lik IE (emitterstrømmen), beregnet som VE delt medRE (emittermotstand).Denne beregningsprosessen er basert på et viktig premiss: Trioden må fungere i forsterkningsområdet, det vil si IC = βIB må være tilfreds.Tatt i betraktning at den generelle verdien av β er i størrelsesorden 100 ganger, kan IE anses å være tilnærmet lik IC.
3. Løsningsprosess av triodekrets
Når vi designer og analyserer transistorkretser, følger vi vanligvis følgende trinn: Anta først at transistoren fungerer i forsterkningsregionen og oppfyller forholdene til IC = βIB og IC≈ie;Deretter trekker omvendt UCE (spenningen mellom samleren og emitteren) basert på beregningsresultatene) rimelig å avgjøre om de tidligere forutsetningene er sanne.For eksempel, forutsatt at spenningen over kondensatoren er 10V, kan vi beregne UCE til å være 5,7V, noe som igjen gir RCE en verdi på 5,7 000 ohm.Dette betyr at ved å justere RCE til 5,7 000 ohm, kan transistoren opprettholde utløpsstrømmen til kondensatoren ved 1MA.Tilsvarende, når kondensatorspenningen er 8V, er UCE 3,7V og RCE er 3,7K ohm, slik at utladningsstrømmen fremdeles opprettholdes ved 1MA.
Når kondensatorspenningen synker under en viss terskel, for eksempel 3V, vil vi imidlertid finne at det beregnede resultatet av UCE blir en negativ verdi (-1,3V), noe som åpenbart er urimelig.Dette viser at selv om RCE synker til 0 ohm, kan ikke tilstanden til IC = βIb tilfredsstilles.Derfor, når kondensatorspenningen synker under 4,3V, vil transistoren ikke lenger operere i forsterkningsområdet, men gå inn i metningsområdet.Det er verdt å merke seg at i praktiske anvendelser kan motstanden mellom samleren og emitteren ikke reduseres til 0Ω, så den laveste verdien av UCE kan generelt bare reduseres til omtrent 0,2V.Denne verdien kalles mettede rørspenningsfall.
4. Påføring av PNP -transistor i konstant strømladekrets
Ulike fra NPN -transistorer, for å implementere en konstant strømladekrets, må vi bruke PNP -transistorer.Arbeidsprinsippet og strukturen til PNP -transistoren er forskjellig fra NPN, men det spiller en viktig rolle i å realisere den konstante strømladekretsen.I en PNP -transistor er retningsretningen motsatt av en NPN -transistor, som gir større fleksibilitet i utformingen av forskjellige typer elektroniske kretsløp.