Característiques dels transistors bipolars

Al final de la part anterior de l'article es va fer un "descobriment". El seu significat és que un corrent base petit controla un corrent gran de col·lector. Aquesta és precisament la propietat principal. transistor, la seva capacitat per amplificar els senyals elèctrics. Per continuar amb la narració, cal comprendre quina és la diferència d’aquests corrents i com es produeix aquest control.

Per recordar millor el que s’està discutint, la figura 1 mostra un transistor n-p-n amb fonts d’alimentació per als circuits de base i col·lectors connectats a aquesta. Aquest dibuix ja s’ha mostrat. a la part anterior de l’article.

Una petita observació: tot el que es diu sobre el transistor de l'estructura n-p-n és cert per al transistor p-n-p. Només en aquest cas s’hauria de revertir la polaritat de les fonts d’energia. I a la descripció mateixa, els “electrons” s’han de substituir per “forats”, allà on es produeixin. Però, actualment, els transistors de l’estructura n-p-n són més moderns, més en demanda, per tant, es tracta sobretot d’ells.

Figura 1

Transistor de baixa potència. Tensions i corrents

La tensió aplicada a la unió d'emissor (com s'anomena comunament la unió emissor base) és baixa per a transistors de poca potència, no més de 0,2 ... 0,7V, la qual cosa permet crear un corrent de diverses desenes de microamps al circuit base. Corrent base versus tensió base - s’anomena emissor característica d’entrada del transistor, que s'elimina a una tensió de col·lector fixa.

Una tensió de l’ordre de 5 ... 10 V s’aplica a la unió del col·lector d’un transistor de poca potència (això és per a la nostra investigació), tot i que pot ser més. A tensions d’aquest tipus, el corrent del col·lector pot anar de 0,5 a diverses desenes de mil·límetres. Bé, just en el marc de l’article ens restringirem a aquestes quantitats, ja que es creu que el transistor és de poca potència.

Característiques de la transmissió

Com s'ha esmentat anteriorment, un petit corrent de base controla un corrent gran de col·lector, tal com es mostra a la figura 2. Cal tenir en compte que el corrent de base del gràfic està indicat en microamps i el corrent de col·lector en mil·límetres.

Figura 2

Si moniteu minuciosament el comportament de la corba, podeu veure que per a tots els punts del gràfic la relació del corrent del col·lector amb el corrent base és el mateix. Per fer-ho, n’hi ha prou amb parar atenció als punts A i B, per als quals la relació del corrent del col·lector amb el corrent base és exactament de 50. Aquesta serà l’ACCELERACIÓ ACTUAL, indicada amb el símbol h21e - guany actual.

h21e = Ik / Ib.

Sabent aquesta relació, no és difícil calcular el corrent de col·lector Ik = Ib * h21e

Però en cap cas hauria de pensar que el guany de tots els transistors és exactament 50, com a la figura 2. De fet, segons el tipus de transistor, va des d’unitats fins a diversos centenars i fins i tot milers!

Si necessiteu saber el guany d’un transistor específic que es troba a la vostra taula, ara és força senzill: els multímetres moderns, per regla general, tenen un mode de mesurament de h21e. A continuació, explicarem com determinar el guany amb un amperímetre convencional.

S'anomena dependència del corrent col·lector del corrent base (figura 2) resposta del transistor. La figura 3 mostra una família de característiques de transferència d’un transistor quan s’encén segons un circuit amb OE. Les característiques es prenen a una tensió fixa del col·lector-emissor.

Figura 3. Família de característiques de transferència del transistor, quan s’encén segons l’esquema amb OE

Si observeu més de prop aquesta família, podeu treure diverses conclusions.En primer lloc, la característica de transferència no és lineal, sinó que és una corba (encara que hi ha una secció lineal al centre de la corba). És aquesta corba que porta a distorsions no lineals si s'utilitza el transistor per amplificar un senyal, per exemple, un d'àudio. Per tant, hem de "desplaçar" el punt de funcionament del transistor a una porció lineal de la característica.

En segon lloc, les característiques preses a diferents voltatius Uke1 i Uke2 són equidistants (equidistants els uns dels altres). Això ens permet concloure que el guany del transistor (determinat per l’angle de la corba cap a l’eix de les coordenades) no depèn de la tensió del col·lector-emissor.

En tercer lloc, les característiques no comencen en l'origen. Això suggereix que, fins i tot en corrent de base zero, alguns corrents circulen pel col·lector. Aquest és exactament el corrent inicial, que es va descriure a la part anterior de l’article. El corrent inicial d’ambdues corbes és diferent, cosa que indica que depèn de la tensió del col·lector.

Com eliminar la característica de transferència

La manera més fàcil d’eliminar aquesta característica és si engegueu el transistor segons el circuit que es mostra a la figura 4.

Figura 4

Al girar el pom del potenciòmetre R, podeu canviar un corrent de base molt reduït Ib, el que comportarà un canvi proporcional en el corrent de col·lector gran Ik. Un procés tan “creatiu” com la rotació del pom d’un potenciòmetre suggereix involuntàriament: “És possible automatitzar d’alguna manera aquest procés de torsió d’un pom?” Resulta que pots.

Per fer-ho, en lloc d’un potenciòmetre, n’hi ha prou de connectar una font de tensió alterna, per exemple, un micròfon de carboni, un circuit oscil·lador d’una antena o un detector d’un receptor, de les bateries EB-e en sèrie. A continuació, aquesta tensió alterna controlarà el corrent de col·lector del transistor, tal com es mostra a la figura 5.

Figura 5

En aquest circuit, la bateria EB-e actua com a font de biaix del punt d’operació del transistor i s’amplificarà el senyal de tensió CA. Si apliqueu un senyal altern, per exemple un sinusoide, sense prejudicis, els semicicles positius obriran el transistor i possiblement fins i tot s’amplificaran.

Però els semitres negatius del transistor només es tanquen, de manera que no només no s’amplificarà, sinó que fins i tot no passarà pel transistor. És el mateix que si connecteu l’altaveu a través d’un díode: en lloc de música i veus agradables, podeu sentir sibilàncies incomprensibles.

Però molt sovint amplifiquen la corrent directa, mentre que el transistor funciona en mode clau, com un relé. Aquesta aplicació es troba més sovint en circuits digitals. En el següent article, serà amb el mode clau, com el més senzill i comprensible, que començarem a considerar els diversos modes de funcionament del transistor.

Circuits de commutació de transistors

Figura 6. Circuits de commutació de transistors

Fins ara, a totes les figures, el transistor apareixia abans que tres quadrats amb les lletres n i p. A la figura 6a, el transistor es mostra com en un circuit elèctric real. Immediatament es mostra la polaritat de la connexió de tensió, els noms dels elèctrodes, la corrent base i l'emissor. I a la figura 6b, en forma d’un disseny de dos díodes, que és sovint s'utilitza per provar un transistor amb un multímetre.