חדשות
חדשות
ידע בסיסי ועקרון עבודה של טרנזיסטור
2022-12-07 1097
1. מבנה וסיווג של טרנזיסטור

המאפיין המשותף שלו הוא שיש לו שלוש אלקטרודות, וזה מקור הקיצור "טרנזיסטור". באופן כללי, הפנים של ה טרנזיסטור הוא מבנה תלת-שכבתי המורכב ממוליכים למחצה מסוג P וממוליכים למחצה מסוג N, המחולקים לסוג NPN וסוג PNP לפי הסדר ההיררכי.
המבנה התלת-שכבתי הנ"ל הוא שלושת האזורים של טרנזיסטור. השכבה הדקה יותר באמצע היא אזור הבסיס, ושתי השכבות האחרות הן מסוג N או מסוג P. ביניהם, השכבה בעלת גודל קטן יחסית וריכוז נשא רוב גבוה יחסית. אזור הפולט והשכבה השנייה היא אזור הקולט. מאפיין מבני פנימי זה של טרנזיסטור הוא התנאי הפנימי עבור טרנזיסטור כדי להיות מסוגל להגביר.
כל אחד משלושת האזורים מוביל לשלוש אלקטרודות, שהן בסיס (b), פולט (e) וקולטן (c).
כפי שמוצג באיור ב, המבנה התלת-שכבתי יכול ליצור שני צומת PN, הנקראים צומת פולט וצומת האספן. כיוון החץ ב- טרנזיסטור סמל מציין את כיוון צומת הפולט.
ישנם שני צמתים PN עם מוליכות חד כיוונית במבנה הפנימי של טרנזיסטור, אז כמובן שזה יכול לשמש כאלמנט מיתוג, אבל באותו הזמן, את טרנזיסטור הוא גם אלמנט הגברה. המראה שלו הוא שמקדם את הפיתוח המהיר של הטכנולוגיה האלקטרונית.

2. אפקט ההגברה הנוכחי של טרנזיסטור
מקור מתח ה-DC Vcc צריך להיות גדול מ-Vbb, כך שהמעגל יעמוד בתנאי ההגברה החיצוניים: צומת הפולט מוטה קדימה, והאספן מוטה לאחור. שינוי ההתנגדות המתכווננת Rb, זרם הבסיס IB, זרם האספן Ic וזרם הפולט IE ישתנו כולם, וניתן להסיק את המסקנות הבאות מתוצאות המדידה:
(1) IE = IB + IC (לפי המשפט הנוכחי של קירכהוף)
(2) IC ≈ IB ×? (? נקרא גורם ההגברה הנוכחי, שיכול לאפיין את יכולת ההגברה הנוכחית של טרנזיסטור)
(3) △ IC ≈ △ IB ×?
ניתן לראות מהאמור לעיל כי ה טרנזיסטור הוא מכשיר אנלוגי עם הגברה זרם.

3. עקרון ההגברה של
טרנזיסטור
הבא משתמש ב-NPN טרנזיסטור כדוגמה להמחשת חוק תנועת הספק הפנימי שלו ועקרון ההגברה הנוכחי,
1. דיפוזיה של אלקטרונים מאזור הפולט לאזור הבסיס: מכיוון שצומת הפולט נמצא בהטיה קדימה, רוב הנשאים (אלקטרונים חופשיים) באזור הפולט ממשיכים להתפזר לאזור הבסיס, ולהתחדש ברציפות של אלקטרונים מהכוח אספקה, ויוצרים את זרם הפולט IE.
2. דיפוזיה וריקומבינציה של אלקטרונים בשטח הבסיס: מכיוון ששטח הבסיס דק מאוד, ריכוז הרוב (החור) הוא נמוך מאוד, כך שרק חלק קטן מהאלקטרונים שהתפזרו מהפולט יכול להשתלב מחדש עם חורי שטח הבסיס. להיווצר זרם הבסיס IB קטן יחסית, ורוב האלקטרונים הנותרים יכולים להתפזר לקצה צומת הקולט.
3. אזור הקולט אוסף אלקטרונים שהתפזרו מאזור הקולט: עקב ההטיה ההפוכה של צומת הקולט, ניתן למשוך אל אזור הקולט אלקטרונים שמתפזרים מאזור הפולט לאזור הבסיס ומגיעים לקצה אזור הקולט, ובכך יוצרים IC גדול יותר של זרם האספן.

4. מאפייני קלט ופלט של
טרנזיסטור
מאפיין הקלט של טרנזיסטור הכוונה לעקומת הקשר בין זרם הבסיס IB למתח הבסיס-פולט UBE כאשר מתח הקולט-פולט UCE קבוע.
עבור צינורות סיליקון, כאשר UCE עולה על 1V, צומת האספן הגיע למספיק הטיה הפוכה כדי למשוך את רוב האלקטרונים שהתפזרו מאזור הפולט לאזור הבסיס אל אזור האספן. אם UCE מוגדל בזמן זה, כל עוד UBE נשאר ללא שינוי (מספר האלקטרונים הנפלטים מאזור הפליטה לאזור הבסיס קבוע), IB בעצם יישאר ללא שינוי. כלומר, כאשר UCE עולה על 1V, עקומות מאפייני הקלט חופפות בעצם.
ניתן לראות מהאיור שכמו מאפיין המתח-אמפר של הדיודה, מאפיין הקלט של טרנזיסטור יש גם אזור מת. רק כאשר UBE גדול ממתח האזור המת, זרם הבסיס IB של ה טרנזיסטור יופיע. בדרך כלל מתח השטח המת של צינור הסיליקון הוא בערך 0.5V, וזה של צינור הגרמניום הוא בערך 0.1V. בתנאי עבודה רגילים, מתח צומת הפולט UBE של צינור הסיליקון NPN הוא 0.6 עד 0.7V, ומתח צומת הפולט UBE של צינור הגרמניום PNP הוא -0.2 עד -0.3V.
מאפיין הפלט של טרנזיסטור הכוונה לעקומת הקשר בין זרם הקולט IC למתח הקולט-פולט UCE כאשר זרם הבסיס IB קבוע. תחת IB שונה, ניתן לקבל עקומות שונות, כך שמאפייני הפלט של טרנזיסטור הם קבוצה של עקומות. בדרך כלל עקומת המאפיין של הפלט מחולקת לשלושה אזורי עבודה:
1. אזור הגדלה: החלק הכמעט אופקי של עקומת המאפיין הפלט הוא אזור ההגדלה. באזור ההגברה, IC = IB ×?, מכיוון שמקדמי ההגברה הנוכחיים שווים בערך תחת IBs שונים, אזור ההגברה נקרא גם האזור הליניארי. בשביל ה טרנזיסטור כדי לעבוד באזור ההגברה, צומת הפולט חייב להיות בהטיה קדימה, וצומת האספן צריך להיות בהטיה הפוכה. עבור צינורות סיליקון, יש ליצור UBE>0 ו-UBC<0.
2. אזור חיתוך: השטח שמתחת לעקומה של IB = 0 נקרא אזור החתך. למעשה, עבור צינור הסיליקון NPN, כאשר UBE<0.5V, הוא מתחיל להתנתק, אך על מנת להפוך את טרנזיסטור מנותק באופן אמין, UBE≤0V משמש לעתים קרובות. בשלב זה, גם צומת הפולט וגם צומת הקולט נמצאים בהטיה הפוכה.
3. אזור הרוויה: החלק התלול של עקומת המאפיין הפלט הוא אזור הרוויה. בשלב זה, לשינוי של IB יש השפעה מועטה על IC, וה-? של אזור ההגברה אינו ישים עוד לאזור הרוויה. באזור הרוויה, UCE

whatsapp

מוקד שירות

tel: +86 755 83044319

WhatsApp

Whatsapp:+8618073002950