Биполяр транзистор туралы қазақша реферат

Биполяр транзистор – үш электродты шала өткізгіш, транзистордың бір түрі. Электродтар үш тізбектей орналасқан қоспа өткізгішері кезектесетін үш тізбектей орналасқан шалаөткізгіш қабаттарына жалғанған. Осы кезектесу тәсіліне байланысты npn және pnp транзисторлары (n(negative) – қоспалы өткізгіштің электронды түрі, p(positive) – кемтіктік) болады. Биполяр транзисторда, басқа түрлеріне қарағанда, негізгі тасушылар электронар мен кемтіктер(«би» — «екі» сөзінен). Транзистордың сұлбасы екінші суретте көрсетілген.

Орталық қабатқа жалғанаған электродты база деп атайды, сыртқы қабаттарына жалғанғандар коллектор және эмиттер деп аталады. Қарапайым сұлбада коллектор мен эмиттер айырмашылығы көрінбейді. Негізінде коллектордың негізгі айырмашылығы — p-n өткелінің үлкен аумағы.сонымен қатар, транзистордың жұмысына оте аз аумақ қажет.

Биполяр нүктелік транзистор 1947 жылы ойлап табылған, келесі жылдары ол транзисторлы – транзистор, реззисторлы – транзистор және диодты – транзистор логикаларын қолданатын микросұлбаларды құруға арналған негізгі элемент ретінде есептелді. Активті режимде транзистордың эмиттерлі өткел тура бағытта жылжытылған (ашық), ал коллекторлы өткел кері бағытта жылжтылып қосылған. Анықтау үшін n-p-n транзисторын қарастырамыз, ал p-n-p транзисторы үшін барлығы да дәл осылай қайталанады, тек «электрондар» сөзі «кемтіктер» сөзіне ауысады және керісінше, сонымен қатар, барлық кернеулердің таңбалары керіге өзгереді. n-p-n транзисторда эмиттердегі негізге тасымалдаушылар, электрондар, эмиттер база  ашық өткелінен база аймағына өтеді. Осы электрондардың бір бөлігі базадағы негізгі тасымалдаушы зарядтармен (кемтіктер)  кері комбинацияланады,ал қалған бөлігі кері эмиттерге ауысады. Бірақ базаны өте жіңішке жасайтындықтан және салыстырмалы түрде әлсіз қоспаланғандықтан, эмиттердан инжектирленген электрондардың көптеген бөлігі коллектор аумағына ауысады[1]. Коллектор өткелінің кері жылжытқан күшті электр өрісі электрондарды ұстап алады, және оларды коллекторға қткізеді. Осылайша, база тогын құрайтын базаға кайта комбинациялауға кеткен шығындарды ескермегенде, коллектор тогы эмиттер тогына шамамен тең (Iэ=Iб+Iк). Эмиттер тогы мен коллектор тогын байланыстыратын α коэффициенті (Iк=αIэ) эмиттер тогын тарату коэффициенті деп аталады. Α коэффициентінің сандық мәні 0,9 – 0,999. Коэффициент қанша үлкен болса, транзистор  сонша көп ток береді. Бұл коэффициент коллектор – базадағы және база – эмиттердегі кернеулекрге аз тәуелділікте болады. Жұмыс кернеулерінің кең диапазонында коллектор тогы база тогына пропорционал, пропорционалдық коэффициенті β=α/(1-α)=(10..1000). Осылайша, базаның аз ғана тогын өзгерте отырып коллектордың үлкен мәндегі тогын басқаруға болады.

Биполяр транзистордың жұмыс режимі

Қалыпты активті режим

Эмиттер – база өткелі тура бағытта (ашық), ал коллектор – база өткелі кері бағытта қосылған (жабық).

UЭБ>0; UКБ<0;

Инверсті активті режим

Эмиттерлі өткел кері қосылуға, ал коллекторлы өткел тура қосылуға ие.

Толығу режимі

Екі p-n өткел де тура бағытта жылжытылған (екеуі де ашық).

Сұрыптау режимі

Берілген режимде екі p-n өткел де кері бағытта жылжытылған (екеуі де жабық).

Бөгеуілді режим

Берілген режимде транзистрдың базасы оның коллектрымен тұрақты ток арқылы қысқа ғана байланысқан немесе үлкен емес резистр арқылы, ал транзистордың коллекторлы немесе эмиттерлі тізбектеріне транзистор арқылы ток беретін резистр қосылады. Осындай қосылуда транзистор резисторға тізбектей жалғанаған диодқа айналады. Осындай түрдегі каскадтар сұлбасы сұлбада жалғанған элементтер аздығымен, жоғары жиілік бойынша  жақсы шешілуімен, жұмыс температурасының үлкен диапазонымен, транзистор параметрлерін айыра алмаушылығымен ерекшеленеді.

Қосылу сұлбалары

Транзистордыі кез-келген қосылу сұлбасы екі негізгі көрсеткішімен сипатталады. Олар:

Ток бойынша күшейту коэффициенті: Iвых/Iвх;

Кіріс кедергісі: Rвх=Uвх/Iвх

Ортақ базамен қосылу сұлбасы

Ток бойынша күшейту коэффициенті: Iвых/Iвх=Iк/Iэ=α[α<1];

Кіріс кедергісі: Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iэ.

Транзистордың кіріс тізбегі оның ашық эмиттерлі өткелі болып табылатындықтан, аз қуатты транзистор үшін ортақ базалы сұлбаның кіріс кедергісі өте аз және 100 Ом-нан аспайды.

Ортақ базалы сұлбаның кемшіліктері:

α<1 болғандықтан, ток бойынша аз күшейту;

кіріс кедергісі аз

қорек көзі үшін екі әр түрлі кернеу көзі.

Артықшылықтары:

Жақсы темперетуралық және жиіліктік қасиеттер;

Жоғары рұқсат етілген кернеу

Ортақ эмиттермен қосылу сұлбасы

Iвых=Iк

Iвх=Iб

Uвх=Uбэ

Uвых=Uкэ

Ток бойынша күшею коэффициенті: Iвых/Iвх=Iк/Iб=Iк(Iэ-Iк)=α/(1-α)=β[β>>1].

Кіріс кедергісі: Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iб

Артылықшылықтары:

Ток бойынша үлкен күшею коэффициенті

Кернеу бойынша үлкен  күшею коэффициенті

Қуаттың үлкен күшеюі

Шығысындағы ауыспалы кернеу кірісімен салыстырғанда инвертирленеді.

Кемшіліктері:

Ортақ база сұлбасымен салыстырғанда температуралық және жиіліктік қасиеттері нашар.

Ортақ коллектолы сұлба

Iвых=Iэ

Iвх=Iб

Uвх=Uбк

Uвых=Uкэ

Iвых/Iвх=Iэ/Iб=Iэ/(Iэ-Iк)=1(1-α)=β[β>>1]

Rвх=Uвх/Iвх=(Uбэ+Uкэ)/Iб

Артықшылықтары:

Кіріс кедергісі үлкен

Шығыс кедергісі аз

Кемшіліктері:

Кернеу бойынша күшею коэффициенті 1-ден аз

Осындай қосылуы бар сұлба «эмиттерлі қайталағыш» деп аталады.
Тағы рефераттар