Transistorun bir keçid olaraq işləməsi

Bu tranzistor dərsliyində biz tranzistorun keçid kimi işləməsini öyrənəcəyik. Keçid və Gücləndirmə, Transistorların və Transistorun iki tətbiq sahəsidir, çünki bir keçid bir çox rəqəmsal dövrənin əsasını təşkil edir. Biz tranzistorun müxtəlif iş rejimlərini (Aktiv, Doyma və Kəsmə), tranzistorun keçid kimi necə işlədiyini (həm NPN, həm də PNP) və keçid kimi tranzistordan istifadə edən bəzi praktik tətbiq sxemlərini öyrənəcəyik. Transistorların Aktiv Modu Kəsmə Rejimi Doyma Modu Bir Anahtar olaraq Transistor Bir NPN Transistoru Bir Anahtar olaraq NPN Transistorunun Bir Nümunəsi kimi NPN Transistorunun Bir Keçid kimi PNP Transistorunun Bir Örnək Transistorunun Üç Transistorlu Transistoru Üçün Transistorlu Transistoru Üçün Transistorlu Aktyora çevirmək üçün təbəqə, tez-tez siqnal gücləndirmə və kommutasiya əməliyyatlarında istifadə olunan üç terminallı yarımkeçirici cihaz. Əhəmiyyətli elektron cihazlardan biri olan transistor, quraşdırılmış sistemlər, rəqəmsal sxemlər və idarəetmə sistemləri kimi geniş tətbiq sahələrində istifadə tapdı. Transistorları həm rəqəmsal, həm də analoq sahələrdə tapa bilərsiniz, çünki onlar keçid dövrələri kimi fərqli tətbiqlərdə istifadə olunur. , gücləndirici sxemlər, enerji təchizatı sxemləri, rəqəmsal məntiq sxemləri, gərginlik tənzimləyiciləri, osilator sxemləri və s. Bu məqalə əsasən transistorun keçid hərəkətinə cəmlənir və tranzistorun bir keçid olaraq qısa bir izahını verir. BJT haqqında iki qeyd var Transistorların əsas ailələri: Bipolyar Qovşaq Transistorları (BJT) və Sahə Təsiri Transistorları (FETs). Bipolar Qovşaq Transistoru və ya sadəcə BJT üç qatlı, üç terminallı və iki qovşaqlu yarımkeçirici cihazdır. Ortaq bir orta təbəqə ilə arxa-arxaya bağlanan iki PN qovşağından ibarətdir. 'Transistor' termini dediyimiz zaman çox vaxt BJT-yə aiddir. Çıxış cərəyanının giriş cərəyanı ilə idarə olunduğu cari idarə olunan bir cihazdır. Bipolyar adı iki növ yük daşıyıcısının, yəni Elektronların və Deliklərin BJT-də cərəyan keçirdiyini göstərir, burada dəliklər müsbət yük daşıyıcıları və elektronlar mənfi yük daşıyıcılarıdır. Tranzistorun üç bölgəsi var, yəni baza, emitent və kollektor. Emitör ağır bir şəkildə bağlanmış bir terminaldır və bazaya elektron yayır. Əsas terminala yüngülcə qatqı vurulur və emitentin enjekte etdiyi elektronları kollektora ötürür. Kollektor terminalı orta dərəcədə dopinqlidir və bazadan elektron toplayır. Bu kollektor digər iki bölgə ilə müqayisədə daha böyükdür, buna görə də daha çox istilik yayır.BJT -lər iki növdür: NPN və PNP. Hər ikisi də eyni şəkildə işləyir, lakin qərəzlilik və enerji təchizatı polaritesi baxımından fərqlənir. PNP tranzistorunda, N tipli material iki P tipli material arasında sıxışdırılır, NPN tranzistoru vəziyyətində isə P tipli material iki N tipli material arasında sıxışdırılır. və ümumi baza konfiqurasiyaları. MOSFET -in bir keçid olaraq işləməsini axtarırsınızsa, əvvəlcə MOSFET -in əsaslarını öyrənin.Transistorların İşləmə rejimi İrəli və ya geri kimi qərəzli şərtlərdən asılı olaraq, tranzistorların üç əsas iş rejimi var: kəsmə, aktiv və Doyma bölgələri Aktiv rejim Bu rejimdə tranzistor ümumiyyətlə cərəyan gücləndiricisi kimi istifadə olunur. Aktiv rejimdə, iki qovşaq fərqli şəkildə qərəzlidir, yəni emitter-baza qovşağı irəli, kollektor-baza qovşağı isə əks-qərəzlidir. Bu rejimdə, emitent və kollektor arasındakı cərəyan axını və cərəyan miqdarı baza cərəyanına mütənasibdir. Bu rejimdə həm kollektor baza qovşağı, həm də emitent baza qovşağı tərs qərəzlidir. Hər iki PN qovşağı tərs qərəzli olduğu üçün kiçik sızma cərəyanları istisna olmaqla demək olar ki, heç bir cərəyan yoxdur (adətən bir neçə nano amper və ya piko amper sırası ilə). Bu rejimdə BJT söndürülür və əslində açıq bir dövrədir. Kəsmə Bölgəsi əsasən keçid və rəqəmsal məntiq sxemlərində istifadə olunur. Doyma rejimi Bu iş rejimində həm emitent bazası, həm də kollektor baza qovşaqları irəli qərəzlidir. Cərəyan, demək olar ki, sıfır müqavimətlə kollektordan emitentə sərbəst axır. Bu rejimdə tranzistor tam olaraq açılır və əslində yaxın bir dövrədir. Doyma Bölgəsi də əsasən keçid və rəqəmsal məntiq sxemlərində istifadə olunur. Aşağıdakı rəqəm BJT -nin çıxış xüsusiyyətlərini göstərir. Aşağıdakı şəkildə, kəsmə bölgəsi çıxış kollektor cərəyanı sıfır, sıfır əsas giriş cərəyanı və maksimum kollektor gərginliyi olduqda işləmə şərtlərinə malikdir. Bu parametrlər böyük bir tükənmə qatına səbəb olur və bu da tranzistordan cərəyanın keçməsinə imkan vermir. Buna görə də, tranzistor tamamilə OFF vəziyyətindədir.Bənzər şəkildə, doyma bölgəsində bir tranzistor, maksimum kollektor cərəyanı və minimum kollektor-emitör gərginliyi ilə nəticələnən maksimum baza cərəyanı tətbiq ediləcək şəkildə qərəzlidir. Bu, tükənmə təbəqəsinin kiçik olmasına və tranzistordan maksimum cərəyan axmasına imkan yaradır. Buna görə də, tranzistor tam olaraq ON vəziyyətindədir, buna görə də yuxarıdakı müzakirədən, deyə bilərik ki, tranzistorlar kəsmə və doyma bölgələrində tranzistor işləyərək ON/OFF bərk hal açarı kimi işlədilə bilər. Bu tip keçid tətbiqi LEDləri, mühərrikləri, lampaları, solenoidləri və s. İdarə etmək üçün istifadə olunur. Bu tip bərk hal kommutasiya şərti rölelerle müqayisədə əhəmiyyətli etibarlılıq və daha aşağı qiymət təklif edir. Həm NPN, həm də PNP tranzistorları açar kimi istifadə edilə bilər. Tətbiqlərin bəziləri kommutasiya cihazı kimi güc tranzistorundan istifadə edir, o zaman yüksək güclü tranzistoru idarə etmək üçün başqa siqnal səviyyəli tranzistordan istifadə etmək lazım gələ bilər. NPN Transistoru Switch kimiTranzistor kommutasiya əməliyyatının baza terminalında tətbiq olunan gərginliyə əsasən ifa olunur. Baza ilə emitent arasında kifayət qədər gərginlik (VIN> 0.7 V) tətbiq edildikdə, kollektordan emitentə gərginlik təxminən 0 -a bərabərdir. Buna görə tranzistor qısa bir dövrə rolunu oynayır. Kollektor cərəyanı VCC / RC tranzistordan axır.Bənzər şəkildə, girişdə heç bir gərginlik və ya sıfır gərginlik tətbiq edilmədikdə, tranzistor kəsmə bölgəsində işləyir və açıq dövrə kimi çıxış edir. Bu tip keçid əlaqələrində yük (burada bir yük olaraq LED istifadə olunur) keçid çıxışına istinad nöqtəsi ilə bağlanır. Beləliklə, tranzistor açıldıqda, yük vasitəsilə cərəyan mənbədən yerə axacaq. NPN Transistorunun bir keçid nümunəsi Aşağıdakı nümunəni nəzərdən keçirin, burada əsas müqavimət RB = 50 KΩ, kollektor müqaviməti RC = 0.7 KΩ, VCC 5V və beta dəyəri 125 -dir. Bazada 0V ilə 5V arasında dəyişən bir giriş siqnalı verilir. Şəkildə göstərildiyi kimi 0 və 5V olan iki vəziyyətdə VI dəyişərək kollektordakı çıxışı görəcəyik. IC = VCC / RC, VCE = 0 olduqda IC = 5V / 0.7 KΩ IC = 7.1 mA Əsas Cərəyan IB = IC / β IB = 7.1 mA / 125 IB = 56.8 µA Yuxarıdakı hesablamalardan, kollektorun maksimum və ya pik dəyəri VCE sıfıra bərabər olduqda dövrədəki cərəyan 7.1mA -dır. Və bu kollektor cərəyanı üçün müvafiq baza cərəyanı 56.8 µA -dır, buna görə də aydındır ki, əsas cərəyan 56.8 mikro amperdən artıq olduqda, tranzistor doyma rejiminə keçir. giriş. Bu, əsas cərəyanın sıfır olmasına səbəb olur və emitent topraklandığı üçün emitent baza qovşağı irəliyə meyilli deyildir. Buna görə tranzistor OFF vəziyyətdədir və kollektorun çıxış gərginliyi 5V -ə bərabərdir. VI = 0V, IB = 0 və IC =0, VC = VCC – (IC * RC) = 5V – 0 = 5V olduqda nəzərə alın ki, tətbiq olunan giriş gərginliyi 5 voltdur, onda əsas cərəyanı Kirchhoffun gərginlik qanununu tətbiq etməklə müəyyən etmək olar. Zaman VI = 5V, IB = (VI - VBE) / RB Silikon tranzistor üçün VBE = 0.7 V Beləliklə, 5 µA -dan çox olan IB = (0.7V - 50V) / 86 KΩ = 56.8 µA cərəyan 56.8 mikroamperdən çox olarsa, girişdə 5V tətbiq edildikdə tranzistor doymuş vəziyyətə gətiriləcək, yəni tam AÇIQ vəziyyətdədir. Beləliklə, kollektordakı çıxış təxminən sıfıra çevrilir.PPN Transistoru SwitchPNP tranzistoru bir keçid əməliyyatı üçün NPN ilə eyni işləyir, ancaq cari bazadan axır. Bu tip keçid mənfi torpaq konfiqurasiyaları üçün istifadə olunur. PNP tranzistoru üçün baza terminali emitentə görə həmişə mənfi qərəzlidir.Bu keçiddə əsas gərginlik daha çox mənfi olduqda cərəyan axır. Sadəcə, aşağı gərginlik və ya daha çox mənfi gərginlik, əks halda tranzistoru qısa qapanma halına gətirərsə, açıq dövrə olacaq.Bu baxımdan yük bir keçid nöqtəsinə tranzistor keçidinə bağlanır. Transistor açıldıqda, cərəyan tranzistordan yükə və nəhayət yerə axır.NN tranzistor keçid dövrəsinə bənzər bir PNP Transistor nümunəsi, PNP dövrə girişi də bazadır, lakin emitentə bağlıdır. sabit gərginlik və kollektor, şəkildə göstərildiyi kimi yük vasitəsilə yerə bağlanır.Bu konfiqurasiyada, baza mənfi tərəfdə və emitentin giriş təchizatının müsbət tərəfində birləşdirilərək emitentə görə mənfi tərəfli olur. Beləliklə, VBE gərginliyi mənfi, Kollektora görə isə emitörün tədarük gərginliyi pozitivdir (VCE pozitiv) .Odur ki, tranzistor emitentinin aparılması üçün həm kollektor, həm də baza baxımından daha müsbət olmalıdır. Başqa sözlə, baz emitentə nisbətən daha mənfi olmalıdır.Baza və kollektor cərəyanlarının hesablanması üçün aşağıdakı ifadələr istifadə olunur. IC = IE - IB IC = β * IB IB = IC / β Yuxarıdakı nümunəni nəzərdən keçirək ki, yük 100 milli amper cərəyan tələb edir və tranzistor 100 beta dəyərinə malikdir. Sonra tranzistorun doyması üçün lazım olan cərəyan Minimum əsas cərəyan = kollektor cərəyanı / β = 100 mA / 100 = 1mA Buna görə də, əsas cərəyan 1 mA olduqda, tranzistor tam AÇIK olacaq. Lakin tranzistorun zəmanətli doyması üçün praktiki olaraq 30 faiz daha çox cərəyan tələb olunur. Beləliklə, bu nümunədə tələb olunan əsas cərəyan 1.3mA -dır. Daha əvvəl bəhs olunan LED -ləri dəyişdirmək üçün Transistorun SwitchTransistor kimi Praktiki Nümunələri, tranzistor bir keçid olaraq istifadə edilə bilər. Aşağıdakı sxem, İşıq Diodunu (LED) dəyişdirmək üçün bir tranzistorun necə istifadə edildiyini göstərir.Baza terminalındakı açar açıq olduqda, tranzistor kəsmə vəziyyətində olduğu üçün bazadan heç bir cərəyan axmır. Buna görə də, tranzistor açıq dövrə rolunu oynayır və LED sönür. Şalter bağlandıqda baza cərəyanı tranzistordan axmağa başlayır və sonra LED-in açılması ilə nəticələnən doyma vəziyyətinə keçir. baza və LED vasitəsilə. Əsas cərəyan yolundakı müqaviməti dəyişərək LED -in intensivliyini dəyişmək də mümkündür. Röleyi idarə etmək üçün tranzistor Bir tranzistor istifadə edərək rölin işini idarə etmək də mümkündür. Kiçik bir dövrə quruluşu ilə, rölin bobinini enerji ilə təmin edə bilən, ona bağlı olan xarici yük idarə oluna bilər.Röle bobinini enerjiləşdirmək üçün bir tranzistorun işini bilmək üçün aşağıdakı dövrəni nəzərdən keçirin. Baza tətbiq edilən giriş, tranzistoru doyma bölgəsinə sürükləyir və nəticədə dövrə qısa dövrə olur. Beləliklə, röle bobini enerjiləşir və röle kontaktları işə düşür. İnduktiv yüklərdə, xüsusən mühərriklərin və indüktörlərin keçidində, gücün birdən -birə çıxarılması bobin boyunca yüksək potensial saxlaya bilər. Bu yüksək gərginlik istirahət dövrəsinə xeyli ziyan vura bilər. Bu səbəbdən, dövrəni induktiv yükün induksiyalı gərginliyindən qorumaq üçün induktiv yükə paralel olaraq dioddan istifadə etməliyik. Motorun tranzistorunu idarə etmək üçün bir tranzistor da DC motorun sürətini bir istiqamətdə idarə etmək və tənzimləmək üçün istifadə edilə bilər. Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi tranzistoru vaxtında dəyişdirmək. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, DC mühərriki də induktiv bir yükdür, buna görə də dövrəni qorumaq üçün sərbəst dönən bir diod yerləşdirməliyik. Bölgələrdə, motoru dəfələrlə aça və söndürə bilərik, tranzistoru dəyişən tezliklərdə dəyişdirərək motorun dayanma sürətindən tam sürətə qədər tənzimlənməsi də mümkündür. Bir keçid tezliyini idarəetmə cihazından və ya mikrokontrolör kimi IC -dən əldə edə bilərik. Bir tranzistorun bir keçid olaraq necə istifadə ediləcəyi barədə aydın bir fikiriniz varmı? Ümid edirik ki, müvafiq şəkillər və nümunələrlə təqdim olunan məlumatlar bütün Transistor keçid konsepsiyasını aydınlaşdırır. Bundan əlavə, hər hansı bir şübhə, təklif və şərhiniz varsa, aşağıda yaza bilərsiniz.

Mesaj yaz 

Message siyahısı