1. Grundläggande begrepp och principer för trioder
Transistor, som en nyckelmedlem i transistorfamiljen, spelar en oumbärlig roll i elektroniska kretsar.Den innehåller tre grundläggande delar: bas, emitter och samlare.Här fokuserar vi främst på NPN -transistorer.Kärnegenskaperna för en NPN -transistor kan beskrivas med en motsvarande krets, i vilken kopplingen mellan basen och emitteren motsvarar en diod, och kopplingen mellan samlaren och emitteren kan betraktas som ett justerbart motstånd.Motståndets motstånd varierar mycket, från några ohm till oändlighet (öppen kretsstillstånd).
Innan vi diskuterar djupet måste vi klargöra den karakteristiska ekvationen för NPN -transistorn: ic = ßIB.I denna ekvation representerar IB strömmen från basen till emitter, IC är strömmen från samlaren till emitter, och ß är amplifieringsfaktorn för trioden.Denna multipel är en konstant bestämd baserad på produktionsprocessen, och dess värde är vanligtvis mellan tiotals och hundratals.Det bör emellertid noteras att trioden uppnår denna förstärkningseffekt genom att justera motsvarande motstånd (RCE) mellan samlaren och emitter.När RCE justeras till ett extremt lågt värde men fortfarande inte kan uppnå IC = ßIB, kallar vi det ett "mättnad" -tillstånd;Omvänt, när RCE justeras till ett extremt högt värde men fortfarande inte kan uppnå IC = ßIB, kallas det ett "avstängt" tillstånd.Helst bör transistorn arbeta i amplifieringsregionen, det vill säga tillståndet för IC = ßIB.
2. Konstruktion och analys av NPN -transistor Konstant nuvarande källutsläppskrets
I elektronisk kretsdesign är tillämpningen av konstant nuvarande källor avgörande.Med en konventionell kondensatorutsläppskrets som ett exempel, urladdningsströmmen IC = UC/R, där UC representerar kondensatorns spänning.Eftersom kondensatorspänningen minskar med tiden är den traditionella urladdningsströmmen inte konstant.Men genom att använda NPN -transistorer kan vi bygga en konstant strömavladdningskrets.
I en sådan kretskonstruktion är kondensatorns urladdningsström oberoende av sin spänning.Till exempel, förutsatt att VE -värdet på kretsen är 4,3V (beräknat som 5V minus 0,7V), kan vi upptäcka att IC (samlarströmmen) är ungefär lika med IE (emitterströmmen), beräknad som VE dividerad avRe (emittermotstånd).Denna beräkningsprocess är baserad på en viktig premiss: trioden måste fungera i amplifieringsområdet, det vill säga IC = ßIB måste vara nöjd.Med tanke på att det allmänna värdet på ß är i storleksordningen 100 gånger, kan IE anses vara ungefär lika med IC.
3. Lösningsprocessen för triode -krets
När vi utformar och analyserar transistorkretsar följer vi vanligtvis följande steg: Antag först att transistorn fungerar i amplifieringsregionen och uppfyller villkoren för IC = ßIB och ICational;Då är omvänt härstammet (spänningen mellan samlaren och emitteren) baserat på beräkningsresultaten) är rimligt för att avgöra om de tidigare antagandena är sanna.Till exempel, förutsatt att spänningen över kondensatorn är 10V, kan vi beräkna UCE till 5,7V, vilket i sin tur ger RCE ett värde på 5,7 k ohm.Detta innebär att genom att justera RCE till 5,7 k ohm kan transistorn bibehålla kondensatorns urladdningsström vid 1mA.På samma sätt, när kondensatorspänningen är 8V, är UCE 3,7V och RCE är 3,7 000 ohm, så att urladdningsströmmen fortfarande upprätthålls vid 1mA.
Men när kondensatorspänningen sjunker under en viss tröskel, till exempel 3V, kommer vi att upptäcka att det beräknade resultatet av UCE blir ett negativt värde (-1.3V), vilket uppenbarligen är orimligt.Detta visar att även om RCE sjunker till 0 ohm, kan villkoret för IC = ßIB inte vara uppfyllt.Därför, när kondensatorspänningen sjunker under 4.3V, kommer transistorn inte längre att fungera i amplifieringsområdet utan kommer in i mättnadsområdet.Det är värt att notera att i praktiska tillämpningar kan motståndet mellan samlaren och emitteren inte reduceras till 0Ω, så det lägsta värdet på UCE kan i allmänhet endast reduceras till cirka 0,2 V.Detta värde kallas den mättade rörspänningsfallet.
4. Användning av PNP -transistor i konstant nuvarande källladdningskrets
Till skillnad från NPN -transistorer, för att implementera en konstant strömkällans laddningskrets, måste vi använda PNP -transistorer.Arbetsprincipen och strukturen för PNP -transistorn skiljer sig från NPN, men den spelar en viktig roll för att förverkliga den ständiga strömkällans laddningskrets.I en PNP -transistor är riktningen för strömflödet motsatt till en NPN -transistor, vilket ger större flexibilitet vid utformningen av olika typer av elektroniska kretsar.