1. Conceptele și principiile de bază ale triodelor
Tranzistorul, ca membru cheie al familiei tranzistorului, joacă un rol indispensabil în circuitele electronice.Conține trei părți de bază: bază, emițător și colector.Aici, ne concentrăm în principal pe tranzistoarele NPN.Caracteristicile de bază ale unui tranzistor NPN pot fi descrise printr -un circuit echivalent, în care conexiunea dintre bază și emițător este echivalentă cu o diodă, iar conexiunea dintre colector și emițător poate fi considerată un rezistor reglabil.Rezistența acestei rezistențe variază mult, de la câțiva ohmi la infinit (stare de circuit deschis).
Înainte de a discuta în profunzime, trebuie să clarificăm ecuația caracteristică a tranzistorului NPN: IC = βib.În această ecuație, IB reprezintă curentul de la bază la emițător, IC este curentul de la colector la emițător, iar β este factorul de amplificare al triodei.Acest multiplu este o constantă determinată pe baza procesului de producție, iar valoarea sa este de obicei între zeci și sute.Cu toate acestea, trebuie menționat că Trioda atinge acest efect de amplificare prin ajustarea rezistenței echivalente (RCE) între colector și emițător.Când RCE este ajustat la o valoare extrem de scăzută, dar încă nu poate realiza IC = βib, îl numim o stare de „saturație”;În schimb, atunci când RCE este ajustat la o valoare extrem de ridicată, dar încă nu poate realiza IC = βIB, se numește stare „tăiată”.În mod ideal, tranzistorul ar trebui să funcționeze în regiunea de amplificare, adică starea IC = βIB.
2. Construcția și analiza circuitului de descărcare a sursei de curent constant al tranzistorului NPN
În proiectarea circuitului electronic, aplicarea surselor de curent constant este crucială.Luând ca exemplu un circuit de descărcare convențională de condensator, curentul de descărcare IC = UC/R, unde UC reprezintă tensiunea condensatorului.Deoarece tensiunea condensatorului scade în timp, curentul tradițional de descărcare nu este constant.Cu toate acestea, prin utilizarea tranzistoarelor NPN, putem construi un circuit constant de descărcare de curent.
Într -un astfel de proiectare a circuitului, curentul de descărcare al condensatorului este independent de tensiunea sa.De exemplu, presupunând că valoarea VE a circuitului este de 4,3V (calculată ca 5V minus 0,7V), atunci putem constata că IC (curentul de colector) este aproximativ egal cu IE (curentul emițător), calculat ca VE împărțit de cătreRe (rezistență emițător).Acest proces de calcul se bazează pe o premisă importantă: triodul trebuie să funcționeze în zona de amplificare, adică IC = βIB trebuie să fie satisfăcut.Având în vedere că valoarea generală a β este de ordinul de 100 de ori, IE poate fi considerată a fi aproximativ egală cu IC.
3. Procesul de soluție al circuitului triod
Atunci când proiectăm și analizăm circuitele tranzistorului, urmărim de obicei următorii pași: mai întâi presupunem că tranzistorul funcționează în regiunea de amplificare și îndeplinesc condițiile IC = βIB și IC≈IE;Apoi, deducerea invers a UCE (tensiunea dintre colector și emițător) pe baza rezultatelor calculului) este rezonabilă pentru a determina dacă presupunerile anterioare sunt adevărate.De exemplu, presupunând că tensiunea de pe condensator este de 10V, putem calcula UCE să fie 5,7V, ceea ce la rândul său oferă RCE o valoare de 5,7k ohmi.Aceasta înseamnă că, prin reglarea RCE la 5,7k ohmi, tranzistorul poate menține curentul de descărcare al condensatorului la 1mA.În mod similar, atunci când tensiunea condensatorului este 8V, UCE este de 3,7V și RCE este de 3,7k ohmi, astfel încât curentul de descărcare este încă menținut la 1mA.
Cu toate acestea, atunci când tensiunea condensatorului scade sub un anumit prag, cum ar fi 3V, vom constata că rezultatul calculat al UCE devine o valoare negativă (-1.3V), ceea ce este evident nerezonabil.Acest lucru arată că, chiar dacă RCE scade la 0 ohmi, condiția IC = βIB nu poate fi satisfăcută.Prin urmare, atunci când tensiunea condensatorului scade sub 4.3V, tranzistorul nu va mai funcționa în regiunea de amplificare, ci va intra în regiunea de saturație.Este demn de remarcat faptul că, în aplicații practice, rezistența dintre colector și emițător nu poate fi redusă la 0Ω, astfel încât cea mai mică valoare a UCE poate fi, în general, redusă la aproximativ 0,2V.Această valoare se numește căderea de tensiune a tubului saturat.
4. Aplicarea tranzistorului PNP în circuitul constant de încărcare a sursei curente de curent
Diferență de tranzistoarele NPN, pentru a implementa un circuit constant de încărcare a sursei curente, trebuie să folosim tranzistoare PNP.Principiul și structura de lucru a tranzistorului PNP sunt diferite de NPN, dar joacă un rol vital în realizarea circuitului constant de încărcare a sursei curente.Într -un tranzistor PNP, direcția fluxului de curent este opusă celui al unui tranzistor NPN, care oferă o mai mare flexibilitate în proiectarea diferitelor tipuri de circuite electronice.