1. แนวคิดพื้นฐานและหลักการของไตรโทน
ทรานซิสเตอร์ในฐานะสมาชิกคนสำคัญของตระกูลทรานซิสเตอร์มีบทบาทที่ขาดไม่ได้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์มันมีสามส่วนพื้นฐาน: ฐานตัวส่งและนักสะสมที่นี่เรามุ่งเน้นไปที่ทรานซิสเตอร์ NPN เป็นหลักลักษณะหลักของทรานซิสเตอร์ NPN สามารถอธิบายได้โดยวงจรที่เทียบเท่าซึ่งการเชื่อมต่อระหว่างฐานและตัวส่งสัญญาณเทียบเท่ากับไดโอดและการเชื่อมต่อระหว่างตัวสะสมและตัวส่งสัญญาณถือเป็นตัวต้านทานที่ปรับได้ความต้านทานของตัวต้านทานนี้แตกต่างกันไปอย่างกว้างขวางตั้งแต่ไม่กี่โอห์มจนถึงอินฟินิตี้ (สถานะวงจรเปิด)
ก่อนที่จะพูดคุยในเชิงลึกเราต้องชี้แจงสมการลักษณะของทรานซิสเตอร์ NPN: IC = βIbในสมการนี้ IB แสดงถึงกระแสจากฐานไปยังตัวส่งสัญญาณ IC คือกระแสจากตัวสะสมไปยังตัวส่งสัญญาณและβเป็นปัจจัยการขยายของ triodeหลายสิ่งนี้เป็นค่าคงที่ที่กำหนดขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตและค่าของมันมักจะอยู่ระหว่างสิบและหลายร้อยอย่างไรก็ตามควรสังเกตว่า triode บรรลุผลการขยายนี้โดยการปรับความต้านทานเทียบเท่า (RCE) ระหว่างตัวสะสมและตัวส่งสัญญาณเมื่อ RCE ถูกปรับให้เป็นค่าที่ต่ำมาก แต่ก็ยังไม่สามารถบรรลุ IC = βIBได้เราเรียกมันว่าสถานะ "ความอิ่มตัว"ในทางกลับกันเมื่อ RCE ถูกปรับให้เป็นค่าที่สูงมาก แต่ก็ยังไม่สามารถบรรลุ IC = βIBได้จะเรียกว่าสถานะ "ตัดออก"ตามหลักการแล้วทรานซิสเตอร์ควรทำงานในพื้นที่ขยายนั่นคือสถานะของ IC = βIB
2. การก่อสร้างและการวิเคราะห์ของ NPN Transistor ค่าคงที่แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้ากระแสไฟฟ้า
ในการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์การประยุกต์ใช้แหล่งกระแสไฟฟ้าคงที่เป็นสิ่งสำคัญการใช้วงจรการปล่อยตัวเก็บประจุแบบดั้งเดิมเป็นตัวอย่างคือ IC = UC/R โดยที่ UC แสดงถึงแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุลดลงเมื่อเวลาผ่านไปกระแสการปล่อยแบบดั้งเดิมจึงไม่คงที่อย่างไรก็ตามโดยการใช้ทรานซิสเตอร์ NPN เราสามารถสร้างวงจรการปล่อยกระแสคงที่
ในการออกแบบวงจรดังกล่าวกระแสการปลดปล่อยของตัวเก็บประจุนั้นเป็นอิสระจากแรงดันไฟฟ้าตัวอย่างเช่นสมมติว่าค่า VE ของวงจรคือ 4.3V (คำนวณเป็น 5V ลบ 0.7V) จากนั้นเราจะพบว่า IC (กระแสตัวสะสม) มีค่าเท่ากับ IE (กระแสตัวส่งสัญญาณ) ซึ่งคำนวณเป็น VE หารด้วยRe (ตัวต้านทานตัวต้านทาน)กระบวนการคำนวณนี้ขึ้นอยู่กับหลักฐานที่สำคัญ: triode จะต้องทำงานในพื้นที่ขยายนั่นคือ IC = βIBจะต้องพอใจเมื่อพิจารณาว่าค่าทั่วไปของβอยู่ในลำดับ 100 ครั้งเช่นสามารถพิจารณาได้ว่าเท่ากับ IC
3. กระบวนการแก้ปัญหาของวงจร triode
เมื่อออกแบบและวิเคราะห์วงจรทรานซิสเตอร์เรามักจะทำตามขั้นตอนต่อไปนี้: ก่อนอื่นสมมติว่าทรานซิสเตอร์ทำงานในภูมิภาคการขยายและเป็นไปตามเงื่อนไขของ IC = βIBและIC≈IE;จากนั้นจะอนุมาน uce (แรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อย) แบบผกผันตามผลการคำนวณ) มีเหตุผลที่จะตรวจสอบว่าสมมติฐานก่อนหน้านี้เป็นจริงหรือไม่ตัวอย่างเช่นสมมติว่าแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุคือ 10V เราสามารถคำนวณ UCE เป็น 5.7V ซึ่งจะทำให้ RCE มีค่า 5.7k ohmsซึ่งหมายความว่าโดยการปรับ RCE เป็น 5.7K โอห์มทรานซิสเตอร์สามารถรักษากระแสการปล่อยของตัวเก็บประจุที่ 1mAในทำนองเดียวกันเมื่อแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุคือ 8V, UCE คือ 3.7V และ RCE คือ 3.7K โอห์มเพื่อให้กระแสการปล่อยยังคงอยู่ที่ 1mA
อย่างไรก็ตามเมื่อแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่แน่นอนเช่น 3V เราจะพบว่าผลลัพธ์ที่คำนวณได้ของ UCE กลายเป็นค่าลบ (-1.3V) ซึ่งไม่มีเหตุผลเห็นได้ชัดสิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าแม้ว่า RCE จะลดลงถึง 0 โอห์มเงื่อนไขของ IC = βIBก็ไม่สามารถพึงพอใจได้ดังนั้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุลดลงต่ำกว่า 4.3V ทรานซิสเตอร์จะไม่ทำงานในพื้นที่ขยายอีกต่อไป แต่เข้าสู่พื้นที่อิ่มตัวเป็นที่น่าสังเกตว่าในการใช้งานจริงความต้านทานระหว่างตัวสะสมและตัวส่งสัญญาณไม่สามารถลดลงเหลือ0Ωดังนั้นค่าต่ำสุดของ UCE สามารถลดลงได้ประมาณ 0.2Vค่านี้เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าท่ออิ่มตัวลดลง uces
4. การประยุกต์ใช้ทรานซิสเตอร์ PNP ในวงจรการชาร์จแหล่งที่มาคงที่
แตกต่างจากทรานซิสเตอร์ NPN เพื่อใช้วงจรการชาร์จแหล่งที่มาคงที่เราต้องใช้ทรานซิสเตอร์ PNPหลักการและโครงสร้างการทำงานของทรานซิสเตอร์ PNP นั้นแตกต่างจาก NPN แต่มีบทบาทสำคัญในการตระหนักถึงวงจรการชาร์จแหล่งที่มาคงที่ในทรานซิสเตอร์ PNP ทิศทางของการไหลของกระแสไฟฟ้าตรงข้ามกับของทรานซิสเตอร์ NPN ซึ่งให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นในการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ประเภทต่าง ๆ