Τρόποι λειτουργίας διπολικού τρανζίστορ. Διπολικό τρανζίστορ

ΔΙΠΟΛΙΚΑ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ

Ένα διπολικό τρανζίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγών που αποτελείται από τρεις περιοχές με εναλλασσόμενους τύπους ηλεκτρικής αγωγιμότητας και έχει σχεδιαστεί για να ενισχύει ένα σήμα.

Τα διπολικά τρανζίστορ είναι συσκευές ημιαγωγών για καθολικούς σκοπούς και χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους ενισχυτές, γεννήτριες, συσκευές παλμών και μεταγωγής.

Διπολικά τρανζίστορμπορούν να ταξινομηθούν κατά υλικό: γερμάνιο και πυρίτιο.κατά τύπο αγωγιμότητας: τύπου pn-r και n- Π- n; όσον αφορά την ισχύ: χαμηλή (Πκούνια< 0,3W), μέσος όρος (R κούνια= 1,5W) και μεγάλο (Pκούνια> 1,5 W); κατά συχνότητα: χαμηλής συχνότητας, μεσαίας συχνότητας, υψηλής συχνότητας και φούρνο μικροκυμάτων.

Σε τέτοια τρανζίστορ, το ρεύμα καθορίζεται από την κίνηση των φορέων φορτίου δύο τύπων: ηλεκτρονίων και οπών. Από εδώ προέρχεται το όνομά τους: διπολικό.

Διπολικό τρανζίστορείναι μια πλάκα γερμανίου ή πυριτίου στην οποία δημιουργούνται τρεις περιοχές με διαφορετική ηλεκτρική αγωγιμότητα. Για τύπο τρανζίστορn-R- nη μεσαία περιοχή έχει αγωγιμότητα οπών και οι εξόχως εξωτερικές περιοχές έχουν ηλεκτρονική αγωγιμότητα.

Τρανζίστορ τύπου p-n-π έχουν μεσαία περιοχή με ηλεκτρονική αγωγιμότητα και οι ακραίες με αγωγιμότητα οπής.

Η μεσαία περιοχή του τρανζίστορ ονομάζεται βάση, μια ακραία περιοχή είναι ο πομπός και η δεύτερη είναι ο συλλέκτης. Έτσι, το τρανζίστορ έχει δύο R- n- μετάβαση: πομπός - μεταξύ του πομπού και της βάσης και συλλέκτης - μεταξύ της βάσης και του συλλέκτη.

Ο πομπός είναι η περιοχή του τρανζίστορ για την έγχυση φορέων φορτίου στη βάση. Συλλέκτης - μια περιοχή που σκοπός της είναι η εξαγωγή φορέων φορτίου από τη βάση. Η βάση είναι η περιοχή στην οποία οι φορείς φόρτισης που δεν αποτελούν την πλειοψηφία για αυτήν την περιοχή εγχέονται από τον πομπό.

Η συγκέντρωση των περισσότερων φορέων φορτίου στον πομπό είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από τη συγκέντρωση των πλειοψηφικών φορέωνφορτίο στη βάση, και στον συλλέκτη είναι ελαφρώς μικρότερο από τη συγκέντρωση στον πομπό. Επομένως, η αγωγιμότητα του εκπομπού είναι πολύ υψηλότερη από την αγωγιμότητα της βάσης και η αγωγιμότητα του συλλέκτη είναι μικρότερη από την αγωγιμότητα του εκπομπού.

Ανάλογα με το ποιος από τους ακροδέκτες είναι κοινός στα κυκλώματα εισόδου και εξόδου, υπάρχουν τρία κυκλώματα για τη σύνδεση του τρανζίστορ: με κοινή βάση (CB), κοινό πομπό (CE) και κοινό συλλέκτη (CC).

Το κύκλωμα εισόδου ή ελέγχου χρησιμεύει για τον έλεγχο της λειτουργίας του τρανζίστορ. Στο κύκλωμα εξόδου, ή ελεγχόμενο, λαμβάνονται ενισχυμένες ταλαντώσεις. Η πηγή των ενισχυμένων ταλαντώσεων περιλαμβάνεται στο κύκλωμα εισόδου, και το φορτίο ενεργοποιείται στην έξοδο.

Η αρχή της λειτουργίας ενός τρανζίστορ χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του τρανζίστορ p-n-p – τύπος που περιλαμβάνεται σε κύκλωμα με κοινή βάση (CB).

Εξωτερικές τάσεις δύο τροφοδοτικών EE και EΠρος τηνσυνδεδεμένο με το τρανζίστορ με τέτοιο τρόπο ώστε η διασταύρωση εκπομπού P1 να πολώνεται προς την εμπρός κατεύθυνση και η σύνδεση συλλέκτη P2 να ωθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Εάν εφαρμοστεί αντίστροφη τάση στη διασταύρωση συλλέκτη και το κύκλωμα εκπομπού είναι ανοιχτό, ρέει ένα μικρό αντίστροφο ρεύμα στο κύκλωμα συλλέκτηΕγώσυν. Προκύπτει υπό την επίδραση της αντίστροφης τάσης και δημιουργείται από την κατευθυντική κίνηση των φορέων μειοψηφίας φορτίου, των οπών βάσης και των ηλεκτρονίων συλλέκτη μέσω της διασταύρωσης του συλλέκτη. Το αντίστροφο ρεύμα διαρρέει το κύκλωμα: +EΠρος την, βάση-συλλέκτης, −EΠρος την.

Όταν ένα EE σταθερής τάσης συνδέεται στο κύκλωμα εκπομπού προς την εμπρός κατεύθυνση, το φράγμα δυναμικού της διασταύρωσης του εκπομπού μειώνεται. Αρχίζει η έγχυση οπών στη βάση.

Η εξωτερική τάση που εφαρμόζεται στο τρανζίστορ αποδεικνύεται ότι εφαρμόζεται κυρίως στις μεταβάσεις P1 και P2, επειδή έχουν υψηλή αντίσταση σε σύγκριση με την αντίσταση των περιοχών βάσης, εκπομπού και συλλέκτη. Επομένως, οι οπές που εγχέονται στη βάση κινούνται μέσω αυτής μέσω της διάχυσης. Σε αυτή την περίπτωση, οι οπές ανασυνδυάζονται με τα ηλεκτρόνια της βάσης. Δεδομένου ότι η συγκέντρωση του φορέα στη βάση είναι πολύ χαμηλότερη από ό,τι στον πομπό, πολύ λίγες οπές ανασυνδυάζονται. Με μικρό πάχος βάσης, σχεδόν όλες οι τρύπες θα φτάσουν στη διασταύρωση συλλέκτη P2. Στη θέση των ανασυνδυασμένων ηλεκτρονίων, τα ηλεκτρόνια από την πηγή ενέργειας Ε εισέρχονται στη βάσηΠρος την. Οι οπές που ανασυνδυάζονται με ηλεκτρόνια στη βάση δημιουργούν ένα ρεύμα βάσηςΕγώΣΙ.

Υπό την επίδραση της αντίστροφης τάσης ΕΠρος την,το φράγμα δυναμικού της διασταύρωσης συλλέκτη αυξάνεται και το πάχος της διασταύρωσης P2 αυξάνεται. Οι οπές που εισέρχονται στην περιοχή της διασταύρωσης του συλλέκτη πέφτουν στο πεδίο επιτάχυνσης που δημιουργείται στη διασταύρωση από την τάση του συλλέκτη και έλκονται από τον συλλέκτη, δημιουργώντας ένα ρεύμα συλλέκτηΕγώΠρος την. Το ρεύμα συλλέκτη διαρρέει το κύκλωμα: +EΠρος την, βάση-συλλέκτης, -ΕΠρος την.

Έτσι, στο βιπολική Υπάρχουν τρεις τύποι ρεύματος που ρέει σε ένα τρανζίστορ: πομπός, συλλέκτης και βάση.

Στο σύρμα, που είναι ο ακροδέκτης της βάσης, τα ρεύματα εκπομπού και συλλέκτη κατευθύνονται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Το ρεύμα βάσης είναι ίσο με τη διαφορά μεταξύ των ρευμάτων του εκπομπού και του συλλέκτη:ΕγώΒ = Εγώ E − ΕγώΠΡΟΣ ΤΗΝ.

Φυσικές διεργασίες σε τύπο τρανζίστορn-R- nπροχωρούν παρόμοια με τις διαδικασίες σε ένα τρανζίστορ τύπου pn-Ρ.

Συνολικό ρεύμα εκπομπούΕγώΤο E καθορίζεται από τον αριθμό των βασικών φορέων φορτίου που εγχέονται από τον πομπό. Το κύριο μέρος αυτών των φορέων φορτίου που φτάνει στον συλλέκτη δημιουργεί ένα ρεύμα συλλέκτηΕγώΠρος την. Ένα μικρό τμήμα φορέων φορτίου που εγχέονται στη βάση ανασυνδυάζονται στη βάση, δημιουργώντας ένα ρεύμα βάσηςΕγώΒ. Κατά συνέπεια, το ρεύμα εκπομπού θα χωριστεί σε ρεύματα βάσης και συλλέκτη, δηλ.ΕγώΕ = ΕγώΒ + ΕγώΠρος την.

Το ρεύμα εξόδου του τρανζίστορ εξαρτάται από το ρεύμα εισόδου. Επομένως, ένα τρανζίστορ είναι μια συσκευή ελεγχόμενη από ρεύμα.

Οι αλλαγές στο ρεύμα του εκπομπού που προκαλούνται από αλλαγές στην τάση διασταύρωσης εκπομπού μεταδίδονται πλήρως στο κύκλωμα του συλλέκτη, προκαλώντας αλλαγή στο ρεύμα του συλλέκτη. Και επειδή τάση τροφοδοσίας συλλέκτη ΕΠρος τηνσημαντικά περισσότερο από τον εκπομπό Εε, τότε η ισχύς που καταναλώνεται στο κύκλωμα συλλέκτη PΠρος την, θα υπάρχει σημαντικά μεγαλύτερη ισχύς στο κύκλωμα εκπομπού Pε. Έτσι, είναι δυνατός ο έλεγχος υψηλής ισχύος στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ με χαμηλή ισχύ που δαπανάται στο κύκλωμα εκπομπού, δηλ. υπάρχει αύξηση της ισχύος.

Κυκλώματα μεταγωγής για διπολικά τρανζίστορ

Το τρανζίστορ περιλαμβάνεται στο κύκλωμα έτσι ώστε ένας από τους ακροδέκτες του να είναι η είσοδος, ο δεύτερος να είναι η έξοδος και ο τρίτος να είναι κοινός στα κυκλώματα εισόδου και εξόδου. Ανάλογα με το ποιο ηλεκτρόδιο είναι κοινό, υπάρχουν τρία κυκλώματα για τη σύνδεση τρανζίστορ: OB, OE και OK. Για τρανζίστορn-R- nστα κυκλώματα μεταγωγής αλλάζει μόνο η πολικότητα των τάσεων και η κατεύθυνση των ρευμάτων. Για οποιοδήποτε κύκλωμα μεταγωγής τρανζίστορ, η πολικότητα των τροφοδοτικών πρέπει να επιλέγεται έτσι ώστε η διασταύρωση εκπομπού να είναι ενεργοποιημένη προς την εμπρός κατεύθυνση και η διασταύρωση συλλέκτη στην αντίστροφη κατεύθυνση.

Στατικά χαρακτηριστικά διπολικών τρανζίστορ

Ο στατικός τρόπος λειτουργίας του τρανζίστορ είναι ο τρόπος όταν δεν υπάρχει φορτίο στο κύκλωμα εξόδου.

Τα στατικά χαρακτηριστικά των τρανζίστορ είναι οι γραφικά εκφρασμένες εξαρτήσεις της τάσης και του ρεύματος του κυκλώματος εισόδου (χαρακτηριστικά ρεύματος εισόδου-τάσης) και του κυκλώματος εξόδου (χαρακτηριστικά ρεύματος εξόδου-τάσης). Ο τύπος των χαρακτηριστικών εξαρτάται από τη μέθοδο ενεργοποίησης του τρανζίστορ.

Χαρακτηριστικά ενός τρανζίστορ που συνδέεται σύμφωνα με το κύκλωμα OB

ΕγώΕ = φά(U EB) στο U KB = συνθ(ΕΝΑ).

ΕγώΚ = φά(U KB) στο ΕγώΕ = συνθ(σι).

Στατικά χαρακτηριστικά ενός διπολικού τρανζίστορ συνδεδεμένου σύμφωνα με το κύκλωμα OB.Τα χαρακτηριστικά ρεύματος-τάσης εξόδου έχουν τρεις χαρακτηριστικές περιοχές: 1 – ισχυρή εξάρτησηΕγώΠρος τηναπό UKB; 2 – ασθενής εξάρτησηΕγώΠρος τηναπό UKB; 3 – Βλάβη του συλλεκτικού κόμβου.Ένα χαρακτηριστικό των χαρακτηριστικών στην περιοχή 2 είναι η ελαφρά αύξηση τους με την αύξηση της τάσηςU KB.

Χαρακτηριστικά ενός τρανζίστορ συνδεδεμένου σύμφωνα με το κύκλωμα OE:

Το χαρακτηριστικό εισόδου είναι η εξάρτηση:

ΕγώΒ = φά(UΡυθμός U CE = συνθ(σι).

Το χαρακτηριστικό εξόδου είναι η εξάρτηση:

ΕγώΚ = φά(U CE) στο ΕγώΒ = συνθ(ΕΝΑ).

Τρόπος λειτουργίας διπολικού τρανζίστορ

Το τρανζίστορ μπορεί να λειτουργήσει σε τρεις τρόπους λειτουργίας ανάλογα με την τάση στις διασταυρώσεις του. Όταν λειτουργεί σε ενεργή λειτουργία, η τάση στη διασταύρωση του εκπομπού είναι άμεση και στη διασταύρωση συλλέκτη είναι αντίστροφη.

Η λειτουργία αποκοπής ή μπλοκαρίσματος επιτυγχάνεται με την εφαρμογή αντίστροφης τάσης και στις δύο διασταυρώσεις (και οι δύο p-n- οι διαβάσεις είναι κλειστές).

Εάν και στις δύο διασταυρώσεις η τάση είναι άμεση (και οι δύο p-n- οι μεταβάσεις είναι ανοιχτές), τότε το τρανζίστορ λειτουργεί σε λειτουργία κορεσμού.Στη λειτουργία αποκοπής και στη λειτουργία κορεσμού, δεν υπάρχει σχεδόν κανένας έλεγχος του τρανζίστορ. Στην ενεργή λειτουργία, αυτός ο έλεγχος πραγματοποιείται πιο αποτελεσματικά και το τρανζίστορ μπορεί να εκτελέσει τις λειτουργίες ενός ενεργού στοιχείου ενός ηλεκτρικού κυκλώματος - ενίσχυση, παραγωγή.

Στάδιο ενισχυτή διπολικού τρανζίστορ

Το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο κύκλωμα είναι το κύκλωμα μεταγωγής τρανζίστορ με κοινό πομπό.Τα κύρια στοιχεία του κυκλώματος είναι το τροφοδοτικό EΠρος την, ελεγχόμενο στοιχείο - τρανζίστορVTκαι αντίσταση RΠρος την. Αυτά τα στοιχεία αποτελούν το κύκλωμα εξόδου της βαθμίδας του ενισχυτή, στο οποίο, λόγω της ροής του ελεγχόμενου ρεύματος, δημιουργείται ενισχυμένη εναλλασσόμενη τάση στην έξοδο του κυκλώματος.Άλλα στοιχεία του κυκλώματος παίζουν υποστηρικτικό ρόλο. Πυκνωτής ΓRείναι διαχωριστικό. Ελλείψει αυτού του πυκνωτή στο κύκλωμα πηγής σήματος εισόδου, θα δημιουργηθεί συνεχές ρεύμα από την πηγή ισχύος EΠρος την.

Αντίσταση RΤο B, που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα βάσης, διασφαλίζει τη λειτουργία του τρανζίστορ απουσία σήματος εισόδου. Η λειτουργία ηρεμίας παρέχεται από το ρεύμα βάσης σε ηρεμίαΕγώσι = μι Προς την/ RΣΙ. Χρησιμοποιώντας μια αντίστασηRΠρος τηνδημιουργείται τάση εξόδου.RΠρος τηνεκτελεί τη λειτουργία της δημιουργίας μιας μεταβαλλόμενης τάσης στο κύκλωμα εξόδου λόγω της ροής του ρεύματος που ελέγχεται μέσω του κυκλώματος βάσης.

Για το κύκλωμα συλλέκτη της βαθμίδας του ενισχυτή, μπορούμε να γράψουμε την ακόλουθη εξίσωση ηλεκτρικής κατάστασης:

μι Προς την= Uke+ ΕγώΠρος τηνRΠρος την,

άθροισμα της πτώσης τάσης στην αντίστασηRk και τάση συλλέκτη-εκπομπούUkeΤο τρανζίστορ είναι πάντα ίσο με μια σταθερή τιμή - το emf της πηγής ισχύος EΠρος την.

Η διαδικασία ενίσχυσης βασίζεται στη μετατροπή ενέργειας μιας πηγής σταθερής τάσης EΠρος τηνσε ενέργεια AC τάσηστο κύκλωμα εξόδου αλλάζοντας την αντίσταση του ελεγχόμενου στοιχείου (τρανζίστορ) σύμφωνα με τον νόμο που καθορίζεται από το σήμα εισόδου.

Χαιρετισμούς, αγαπητοί φίλοι! Σήμερα θα μιλήσουμε για διπολικά τρανζίστορ και οι πληροφορίες θα είναι χρήσιμες κυρίως σε αρχάριους. Αν λοιπόν σας ενδιαφέρει τι είναι ένα τρανζίστορ, η αρχή λειτουργίας του και γενικά σε τι χρησιμεύει, τότε πάρε μια πιο άνετη καρέκλα και έλα πιο κοντά.

Ας συνεχίσουμε, και έχουμε περιεχόμενο εδώ, θα είναι πιο βολικό να πλοηγηθείτε στο άρθρο

Τύποι τρανζίστορ

Τα τρανζίστορ είναι κυρίως δύο τύπων: διπολικά τρανζίστορ και τρανζίστορ φαινομένου πεδίου. Φυσικά, ήταν δυνατό να εξεταστούν όλοι οι τύποι τρανζίστορ σε ένα άρθρο, αλλά δεν θέλω να μαγειρέψω χυλό στο κεφάλι σας. Επομένως, σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε αποκλειστικά τα διπολικά τρανζίστορ και θα μιλήσω για τα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου σε ένα από τα ακόλουθα άρθρα. Ας μην τα συγκεντρώνουμε όλα μαζί, αλλά προσέχουμε το καθένα ξεχωριστά.

Διπολικό τρανζίστορ

Το διπολικό τρανζίστορ είναι απόγονος των τριοδικών σωλήνων, αυτών που υπήρχαν στις τηλεοράσεις του 20ου αιώνα. Τα Triodes πέρασαν στη λήθη και έδωσαν τη θέση τους σε πιο λειτουργικά αδέρφια - τρανζίστορ, ή μάλλον διπολικά τρανζίστορ.

Με σπάνιες εξαιρέσεις, τα τρίοδα χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό για λάτρεις της μουσικής.

Τα διπολικά τρανζίστορ μπορεί να μοιάζουν με αυτό.

Όπως μπορείτε να δείτε, τα διπολικά τρανζίστορ έχουν τρεις ακροδέκτες και δομικά μπορούν να φαίνονται εντελώς διαφορετικά. Αλλά επάνω ηλεκτρικά διαγράμματαφαίνονται απλά και πάντα ίδια. Και όλο αυτό το γραφικό μεγαλείο μοιάζει κάπως έτσι.

Αυτή η εικόνα των τρανζίστορ ονομάζεται επίσης UGO (Συμβατικό γραφικό σύμβολο).

Επιπλέον, τα διπολικά τρανζίστορ μπορούν να έχουν διαφορετικούς τύπους αγωγιμότητας. Υπάρχουν τρανζίστορ τύπου NPN και τύπου PNP.

Η διαφορά μεταξύ ενός τρανζίστορ n-p-n και ενός τρανζίστορ p-n-p είναι μόνο ότι είναι «φορέας» ηλεκτρικού φορτίου (ηλεκτρόνια ή «οπές»). Εκείνοι. Για ένα τρανζίστορ pnp, τα ηλεκτρόνια μετακινούνται από τον πομπό στον συλλέκτη και οδηγούνται από τη βάση. Για ένα τρανζίστορ n-p-n, τα ηλεκτρόνια πηγαίνουν από τον συλλέκτη στον πομπό και ελέγχονται από τη βάση. Ως αποτέλεσμα, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι για να αντικαταστήσουμε ένα τρανζίστορ ενός τύπου αγωγιμότητας με ένα άλλο σε ένα κύκλωμα, αρκεί να αλλάξουμε την πολικότητα της εφαρμοζόμενης τάσης. Ή αλλάξτε ανόητα την πολικότητα της πηγής ρεύματος.

Τα διπολικά τρανζίστορ έχουν τρεις ακροδέκτες: συλλέκτη, πομπό και βάση. Νομίζω ότι θα είναι δύσκολο να μπερδευτείς με το UGO, αλλά σε ένα πραγματικό τρανζίστορ είναι πιο εύκολο από ποτέ να μπερδευτείς.

Συνήθως η έξοδος που προσδιορίζεται είναι από το βιβλίο αναφοράς, αλλά μπορείτε απλά. Οι ακροδέκτες του τρανζίστορ ακούγονται σαν δύο δίοδοι συνδεδεμένες σε ένα κοινό σημείο (στην περιοχή της βάσης του τρανζίστορ).

Στα αριστερά είναι μια εικόνα για ένα τρανζίστορ τύπου p-n-p· κατά τη δοκιμή, έχετε την αίσθηση (μέσω των μετρήσεων του πολύμετρου) ότι μπροστά σας υπάρχουν δύο δίοδοι που συνδέονται σε ένα σημείο με τις κάθοδοι τους. Για τρανζίστορ τύπου n-p-nΟι δίοδοι στο σημείο βάσης συνδέονται με τις ανόδους τους. Νομίζω ότι μετά από πειραματισμό με ένα πολύμετρο θα είναι πιο ξεκάθαρο.

Η αρχή της λειτουργίας ενός διπολικού τρανζίστορ

Τώρα θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε πώς λειτουργεί ένα τρανζίστορ. Δεν θα υπεισέλθω σε λεπτομέρειες της εσωτερικής δομής των τρανζίστορ καθώς αυτές οι πληροφορίες μόνο θα μπερδέψουν. Καλύτερα ρίξτε μια ματιά σε αυτό το σχέδιο.

Αυτή η εικόνα εξηγεί καλύτερα την αρχή λειτουργίας ενός τρανζίστορ. Σε αυτήν την εικόνα, ένα άτομο ελέγχει το ρεύμα συλλέκτη χρησιμοποιώντας έναν ρεοστάτη. Εξετάζει το ρεύμα βάσης· εάν το ρεύμα βάσης αυξάνεται, τότε το άτομο αυξάνει επίσης το ρεύμα συλλέκτη, λαμβάνοντας υπόψη το κέρδος του τρανζίστορ h21E. Εάν το ρεύμα βάσης πέσει, τότε το ρεύμα συλλέκτη θα μειωθεί επίσης - το άτομο θα το διορθώσει χρησιμοποιώντας ρεοστάτη.

Αυτή η αναλογία δεν έχει καμία σχέση με την πραγματική λειτουργία ενός τρανζίστορ, αλλά διευκολύνει την κατανόηση των αρχών λειτουργίας του.

Για τα τρανζίστορ, μπορούν να σημειωθούν κανόνες για να γίνουν πιο κατανοητά τα πράγματα. (Αυτοί οι κανόνες προέρχονται από το βιβλίο).

Ο συλλέκτης έχει πιο θετικό δυναμικό από τον πομπό
Όπως είπα ήδη, τα κυκλώματα βάσης-συλλέκτη και βάσης-εκπομπού λειτουργούν σαν δίοδοι
Κάθε τρανζίστορ χαρακτηρίζεται από περιοριστικές τιμές όπως ρεύμα συλλέκτη, ρεύμα βάσης και τάση συλλέκτη-εκπομπού.
Εάν τηρούνται οι κανόνες 1-3, τότε το ρεύμα συλλέκτη Ik είναι ευθέως ανάλογο με το ρεύμα βάσης Ib. Αυτή η σχέση μπορεί να γραφτεί ως τύπος.

Από αυτόν τον τύπο μπορούμε να εκφράσουμε την κύρια ιδιότητα ενός τρανζίστορ - ένα μικρό ρεύμα βάσης ελέγχει ένα μεγάλο ρεύμα συλλέκτη.

Τρέχον κέρδος.

Συμβολίζεται επίσης ως

Με βάση τα παραπάνω, το τρανζίστορ μπορεί να λειτουργήσει σε τέσσερις τρόπους:

Λειτουργία διακοπής τρανζίστορ— σε αυτή τη λειτουργία η διασταύρωση βάσης-εκπομπού είναι κλειστή, αυτό μπορεί να συμβεί όταν η τάση βάσης-εκπομπού είναι ανεπαρκής. Ως αποτέλεσμα, δεν υπάρχει ρεύμα βάσης και επομένως δεν θα υπάρχει ούτε ρεύμα συλλέκτη.
Τρανζίστορ ενεργή λειτουργία- αυτός είναι ο κανονικός τρόπος λειτουργίας του τρανζίστορ. Σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, η τάση βάσης-εκπομπού είναι επαρκής για να προκαλέσει το άνοιγμα της διασταύρωσης βάσης-εκπομπού. Το ρεύμα βάσης είναι αρκετό και το ρεύμα συλλέκτη είναι επίσης διαθέσιμο. Το ρεύμα συλλέκτη είναι ίσο με το ρεύμα βάσης πολλαπλασιασμένο με το κέρδος.
Λειτουργία κορεσμού τρανζίστορ -Το τρανζίστορ μεταβαίνει σε αυτή τη λειτουργία όταν το ρεύμα βάσης γίνει τόσο μεγάλο που η ισχύς της πηγής ενέργειας απλά δεν αρκεί για να αυξήσει περαιτέρω το ρεύμα συλλέκτη. Σε αυτή τη λειτουργία, το ρεύμα συλλέκτη δεν μπορεί να αυξηθεί μετά από αύξηση του ρεύματος βάσης.
Λειτουργία αντίστροφου τρανζίστορ— αυτή η λειτουργία χρησιμοποιείται εξαιρετικά σπάνια. Σε αυτή τη λειτουργία, ο συλλέκτης και ο πομπός του τρανζίστορ ανταλλάσσονται. Ως αποτέλεσμα τέτοιων χειρισμών, το κέρδος του τρανζίστορ υποφέρει πολύ. Το τρανζίστορ δεν σχεδιάστηκε αρχικά για να λειτουργεί σε μια τέτοια ειδική λειτουργία.

Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί ένα τρανζίστορ, πρέπει να δείτε συγκεκριμένα παραδείγματα κυκλωμάτων, οπότε ας δούμε μερικά από αυτά.

Τρανζίστορ σε λειτουργία διακόπτη

Ένα τρανζίστορ σε λειτουργία διακόπτη είναι μία από τις περιπτώσεις κυκλωμάτων τρανζίστορ με κοινό πομπό. Το κύκλωμα τρανζίστορ σε λειτουργία μεταγωγής χρησιμοποιείται πολύ συχνά. Αυτό το κύκλωμα τρανζίστορ χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, όταν είναι απαραίτητο να ελέγξετε ένα ισχυρό φορτίο χρησιμοποιώντας έναν μικροελεγκτή. Το πόδι του ελεγκτή δεν είναι ικανό να τραβήξει ένα ισχυρό φορτίο, αλλά το τρανζίστορ μπορεί. Αποδεικνύεται ότι ο ελεγκτής ελέγχει το τρανζίστορ και το τρανζίστορ ελέγχει ένα ισχυρό φορτίο. Λοιπόν, πρώτα πρώτα.

Η κύρια ιδέα αυτής της λειτουργίας είναι ότι το ρεύμα βάσης ελέγχει το ρεύμα συλλέκτη. Επιπλέον, το ρεύμα συλλέκτη είναι πολύ μεγαλύτερο από το ρεύμα βάσης. Εδώ μπορείτε να δείτε με γυμνό μάτι ότι το τρέχον σήμα ενισχύεται. Αυτή η ενίσχυση πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας την ενέργεια της πηγής ισχύος.

Το σχήμα δείχνει ένα διάγραμμα της λειτουργίας ενός τρανζίστορ σε λειτουργία μεταγωγής.

Για τα κυκλώματα τρανζίστορ, οι τάσεις δεν παίζουν μεγάλο ρόλο, μόνο τα ρεύματα έχουν σημασία. Επομένως, εάν ο λόγος του ρεύματος συλλέκτη προς το ρεύμα βάσης είναι μικρότερος από το κέρδος του τρανζίστορ, τότε όλα είναι εντάξει.

Σε αυτήν την περίπτωση, ακόμα κι αν έχουμε τάση 5 βολτ που εφαρμόζεται στη βάση και 500 βολτ στο κύκλωμα συλλέκτη, τότε δεν θα συμβεί τίποτα κακό, το τρανζίστορ θα αλλάξει υπάκουα το φορτίο υψηλής τάσης.

Το κύριο πράγμα είναι ότι αυτές οι τάσεις δεν υπερβαίνουν τις οριακές τιμές για ένα συγκεκριμένο τρανζίστορ (που ορίζονται στα χαρακτηριστικά του τρανζίστορ).

Από όσο γνωρίζουμε, η τρέχουσα τιμή είναι χαρακτηριστικό του φορτίου.

Δεν γνωρίζουμε την αντίσταση του λαμπτήρα, αλλά γνωρίζουμε ότι το ρεύμα λειτουργίας του λαμπτήρα είναι 100 mA. Για να ανοίξει το τρανζίστορ και να επιτρέψει τη ροή αυτού του ρεύματος, πρέπει να επιλέξετε το κατάλληλο ρεύμα βάσης. Μπορούμε να ρυθμίσουμε το ρεύμα βάσης αλλάζοντας την τιμή της αντίστασης βάσης.

Εφόσον η ελάχιστη τιμή του κέρδους του τρανζίστορ είναι 10, τότε για να ανοίξει το τρανζίστορ, το ρεύμα βάσης πρέπει να γίνει 10 mA.

Το ρεύμα που χρειαζόμαστε είναι γνωστό. Η τάση στην αντίσταση βάσης θα είναι Αυτή η τιμή τάσης στην αντίσταση οφείλεται στο γεγονός ότι 0,6V-0,7V πέφτουν στη διασταύρωση βάσης-εκπομπού και δεν πρέπει να ξεχνάμε να το λάβουμε υπόψη.

Ως αποτέλεσμα, μπορούμε εύκολα να βρούμε την αντίσταση της αντίστασης

Το μόνο που μένει είναι να επιλέξετε μια συγκεκριμένη τιμή από έναν αριθμό αντιστάσεων και έγινε.

Τώρα μάλλον πιστεύετε ότι ο διακόπτης τρανζίστορ θα λειτουργήσει όπως θα έπρεπε; Ότι όταν η αντίσταση βάσης είναι συνδεδεμένη στα +5 V ανάβει η λάμπα, όταν σβήσει η λάμπα σβήνει; Η απάντηση μπορεί να είναι ή όχι ναι.

Το θέμα είναι ότι υπάρχει μια μικρή απόχρωση εδώ.

Ο λαμπτήρας θα σβήσει όταν το δυναμικό της αντίστασης είναι ίσο με το δυναμικό γείωσης. Εάν η αντίσταση απλώς αποσυνδεθεί από την πηγή τάσης, τότε όλα δεν είναι τόσο απλά. Η τάση στην αντίσταση βάσης μπορεί ως εκ θαύματος να προκύψει ως αποτέλεσμα παρεμβολών ή κάποιου άλλου απόκοσμου κακού πνεύματος

Για να αποτρέψετε αυτό το αποτέλεσμα, κάντε τα εξής. Μια άλλη αντίσταση Rbe συνδέεται μεταξύ της βάσης και του πομπού. Αυτή η αντίσταση επιλέγεται με τιμή τουλάχιστον 10 φορές μεγαλύτερη από τη βασική αντίσταση Rb (Στην περίπτωσή μας, πήραμε μια αντίσταση 4,3 kOhm).

Όταν η βάση είναι συνδεδεμένη σε οποιαδήποτε τάση, το τρανζίστορ λειτουργεί όπως θα έπρεπε, η αντίσταση Rbe δεν παρεμβαίνει σε αυτό. Αυτή η αντίσταση καταναλώνει μόνο ένα μικρό μέρος του ρεύματος βάσης.

Στην περίπτωση που δεν εφαρμόζεται τάση στη βάση, η βάση έλκεται μέχρι το δυναμικό γείωσης, γεγονός που μας γλιτώνει από κάθε είδους παρεμβολές.

Έτσι, κατ 'αρχήν, καταλάβαμε τη λειτουργία του τρανζίστορ στη λειτουργία κλειδιού και, όπως μπορείτε να δείτε, ο βασικός τρόπος λειτουργίας είναι ένα είδος ενίσχυσης τάσης του σήματος. Εξάλλου, ελέγξαμε μια τάση 12 V χρησιμοποιώντας μια χαμηλή τάση 5 V.

Ακόλουθος εκπομπών

Ένας ακόλουθος εκπομπού είναι μια ειδική περίπτωση κυκλωμάτων τρανζίστορ κοινού συλλέκτη.

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα ενός κυκλώματος με κοινό συλλέκτη από ένα κύκλωμα με κοινό πομπό (επιλογή με διακόπτη τρανζίστορ) είναι ότι αυτό το κύκλωμα δεν ενισχύει το σήμα τάσης. Ότι έμπαινε από τη βάση έβγαινε από τον πομπό, με την ίδια τάση.

Πράγματι, ας πούμε ότι εφαρμόσαμε 10 βολτ στη βάση, ενώ ξέρουμε ότι στη διασταύρωση βάσης-εκπομπού πέφτουν κάπου 0,6-0,7 V. Αποδεικνύεται ότι στην έξοδο (στον πομπό, στο φορτίο Rн) θα υπάρχει μια βασική τάση μείον 0,6V.

Βγήκε 9,4V, με μια λέξη, σχεδόν όσο μπαινόβγαινε. Φροντίσαμε ότι αυτό το κύκλωμα δεν θα αυξήσει την τάση για εμάς.

«Τι νόημα έχει τότε να ανάβεις το τρανζίστορ έτσι;» ρωτάς. Αλλά αποδεικνύεται ότι αυτό το σύστημα έχει μια άλλη πολύ σημαντική ιδιότητα. Το κύκλωμα για τη σύνδεση ενός τρανζίστορ με έναν κοινό συλλέκτη ενισχύει το σήμα ως προς την ισχύ. Η ισχύς είναι το γινόμενο του ρεύματος και της τάσης, αλλά εφόσον η τάση δεν αλλάζει, η ισχύς αυξάνεται μόνο λόγω ρεύματος! Το ρεύμα φορτίου είναι το άθροισμα του ρεύματος βάσης συν το ρεύμα συλλέκτη. Αλλά αν συγκρίνετε το ρεύμα βάσης και το ρεύμα συλλέκτη, το ρεύμα βάσης είναι πολύ μικρό σε σύγκριση με το ρεύμα συλλέκτη. Αποδεικνύεται ότι το ρεύμα φορτίου είναι ίσο με το ρεύμα συλλέκτη. Και το αποτέλεσμα είναι αυτή η φόρμουλα.

Τώρα νομίζω ότι είναι ξεκάθαρο ποια είναι η ουσία του κυκλώματος ακολούθου εκπομπού, αλλά δεν είναι μόνο αυτό.

Ο οπαδός του εκπομπού έχει μια άλλη πολύτιμη ποιότητα - υψηλή αντίσταση εισόδου. Αυτό σημαίνει ότι αυτό το κύκλωμα τρανζίστορ δεν καταναλώνει σχεδόν καθόλου ρεύμα εισόδου και δεν δημιουργεί φορτίο στο κύκλωμα πηγής σήματος.

Για να κατανοήσουμε την αρχή της λειτουργίας ενός τρανζίστορ, αυτά τα δύο κυκλώματα τρανζίστορ θα είναι αρκετά επαρκή. Και αν πειραματιστείτε με ένα κολλητήρι στα χέρια σας, τότε η Θεοφάνεια απλά δεν θα σας κρατήσει σε αναμονή, γιατί η θεωρία είναι θεωρία και η πράξη είναι προσωπική εμπειρίαεκατοντάδες φορές πιο πολύτιμο!

Πού μπορώ να αγοράσω τρανζίστορ;

Όπως όλα τα άλλα εξαρτήματα ραδιοφώνου, τα τρανζίστορ μπορούν να αγοραστούν σε οποιοδήποτε κοντινό κατάστημα ανταλλακτικών ραδιοφώνου. Εάν ζείτε κάπου στα περίχωρα και δεν έχετε ακούσει για τέτοια καταστήματα (όπως έκανα πριν), τότε η τελευταία επιλογή παραμένει - παραγγείλετε τρανζίστορ από ένα ηλεκτρονικό κατάστημα. Εγώ ο ίδιος παραγγέλνω συχνά εξαρτήματα ραδιοφώνου μέσω ηλεκτρονικών καταστημάτων, επειδή κάτι μπορεί απλώς να μην είναι διαθέσιμο σε ένα κανονικό κατάστημα εκτός σύνδεσης.

Ωστόσο, εάν συναρμολογείτε μια συσκευή καθαρά για τον εαυτό σας, τότε δεν μπορείτε να ανησυχείτε για αυτό, αλλά να την εξαγάγετε από την παλιά και, ας πούμε, να δώσετε νέα ζωή στο παλιό στοιχείο ραδιοφώνου.

Λοιπόν φίλοι, αυτό είναι όλο για μένα. Σας είπα όλα όσα σχεδίασα σήμερα. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, τότε ρωτήστε τις στα σχόλια, εάν δεν έχετε ερωτήσεις, γράψτε σχόλια ούτως ή άλλως, η γνώμη σας είναι πάντα σημαντική για μένα. Παρεμπιπτόντως, μην ξεχνάτε ότι όποιος αφήσει ένα σχόλιο για πρώτη φορά θα λάβει ένα δώρο.

Επίσης, φροντίστε να εγγραφείτε σε νέα άρθρα, γιατί σας περιμένουν πολλά ενδιαφέροντα και χρήσιμα πράγματα.

Σας εύχομαι καλή τύχη, επιτυχία και ηλιόλουστη διάθεση!

Από α/α Vladimir Vasiliev

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Φίλοι, φροντίστε να εγγραφείτε στις ενημερώσεις! Με την εγγραφή σας, θα λαμβάνετε νέο υλικό απευθείας στο email σας! Και παρεμπιπτόντως, όλοι όσοι εγγραφούν θα λάβουν ένα χρήσιμο δώρο!

ΘΕΜΑ 4. ΔΙΠΟΛΙΚΑ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ

4.1 Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας

Ένα διπολικό τρανζίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγών που αποτελείται από τρεις περιοχές με εναλλασσόμενους τύπους ηλεκτρικής αγωγιμότητας και είναι κατάλληλη για ενίσχυση ισχύος.

Τα διπολικά τρανζίστορ που παράγονται σήμερα μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια:

Κατά υλικό: γερμάνιο και πυρίτιο.

Σύμφωνα με τον τύπο αγωγιμότητας των περιοχών: τύποι p-n-p και n-p-n.

Με ισχύ: χαμηλή (Pmax £ 0,3W), μεσαία (Pmax £ 1,5W) και υψηλή ισχύς(Rmax > 1,5W);

Ανά συχνότητα: χαμηλής συχνότητας, μεσαίας συχνότητας, υψηλής συχνότητας και φούρνος μικροκυμάτων.

Στα διπολικά τρανζίστορ, το ρεύμα καθορίζεται από την κίνηση των φορέων φορτίου δύο τύπων: ηλεκτρόνια και οπές (ή πλειοψηφία και μειοψηφία). Εξ ου και το όνομά τους - διπολικό.

Προς το παρόν, μόνο τρανζίστορ με επίπεδα διασταύρωση pnμι.

Η δομή ενός επίπεδου διπολικού τρανζίστορ φαίνεται σχηματικά στο Σχ. 4.1.

Είναι μια πλάκα γερμανίου ή πυριτίου στην οποία δημιουργούνται τρεις περιοχές με διαφορετική ηλεκτρική αγωγιμότητα. Για τύπο τρανζίστορ n-ρ-n μέσος όροςη περιοχή έχει τρύπα και οι εξωτερικές περιοχές έχουν ηλεκτρονική αγωγιμότητα.

Τα τρανζίστορ τύπου pnp έχουν μεσαία περιοχή με ηλεκτρονική αγωγιμότητα και εξωτερικές περιοχές με ηλεκτρική αγωγιμότητα οπών.

Η μεσαία περιοχή του τρανζίστορ ονομάζεται βάση, μια ακραία περιοχή είναι ο πομπός και η άλλη είναι ο συλλέκτης. Έτσι, το τρανζίστορ έχει δύο συνδέσεις p-n: τον πομπό - μεταξύ του πομπού και της βάσης και του συλλέκτη - μεταξύ της βάσης και του συλλέκτη. Η περιοχή της διασταύρωσης εκπομπών είναι μικρότερη από την περιοχή της διασταύρωσης συλλέκτη.

Ο πομπός είναι η περιοχή του τρανζίστορ του οποίου ο σκοπός είναι να εγχύει φορείς φορτίου στη βάση. Ένας συλλέκτης είναι μια περιοχή που σκοπός της είναι να εξάγει φορείς φορτίου από τη βάση. Η βάση είναι η περιοχή στην οποία ο εκπομπός εγχέει φορείς φορτίου που δεν αποτελούν την πλειοψηφία για αυτήν την περιοχή.

Η συγκέντρωση των κύριων φορέων φορτίου στον πομπό είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από τη συγκέντρωση των κύριων φορέων φορτίου στη βάση και η συγκέντρωσή τους στον συλλέκτη είναι κάπως μικρότερη από τη συγκέντρωση στον πομπό. Επομένως, η αγωγιμότητα του εκπομπού είναι αρκετές τάξεις μεγέθους υψηλότερη από την αγωγιμότητα της βάσης και η αγωγιμότητα του συλλέκτη είναι κάπως μικρότερη από την αγωγιμότητα του εκπομπού.

Τα συμπεράσματα εξάγονται από τη βάση, τον πομπό και τον συλλέκτη. Ανάλογα με το ποιος από τους ακροδέκτες είναι κοινός στα κυκλώματα εισόδου και εξόδου, υπάρχουν τρία κυκλώματα για τη σύνδεση του τρανζίστορ: με κοινή βάση (CB), κοινό πομπό (CE) και κοινό συλλέκτη (CC).

Το κύκλωμα εισόδου ή ελέγχου χρησιμεύει για τον έλεγχο της λειτουργίας του τρανζίστορ. Στο κύκλωμα εξόδου, ή ελεγχόμενο, λαμβάνονται ενισχυμένες ταλαντώσεις. Η πηγή των ενισχυμένων ταλαντώσεων περιλαμβάνεται στο κύκλωμα εισόδου και το φορτίο συνδέεται στο κύκλωμα εξόδου.

Ας εξετάσουμε την αρχή λειτουργίας ενός τρανζίστορ χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός τρανζίστορ τύπου pnp συνδεδεμένου σύμφωνα με ένα κύκλωμα με κοινή βάση (Εικ. 4.2).

Εικόνα 4.2 – Αρχή λειτουργίας ενός διπολικού τρανζίστορ (τύπου pnp)

Οι εξωτερικές τάσεις δύο πηγών ισχύος EE και Ek συνδέονται στο τρανζίστορ με τέτοιο τρόπο ώστε η διασταύρωση εκπομπού P1 να πολώνεται προς την εμπρός κατεύθυνση (ταση προς τα εμπρός) και η σύνδεση συλλέκτη P2 να πολώνεται προς την αντίστροφη κατεύθυνση (αντίστροφη τάση) .

Εάν εφαρμοστεί αντίστροφη τάση στη διασταύρωση του συλλέκτη και το κύκλωμα εκπομπού είναι ανοιχτό, τότε ένα μικρό αντίστροφο ρεύμα Iko (μονάδες μικροαμπέρ) ρέει στο κύκλωμα συλλέκτη. Αυτό το ρεύμα προκύπτει υπό την επίδραση της αντίστροφης τάσης και δημιουργείται από την κατευθυντική κίνηση των φορέων μειοψηφίας φορτίου, των οπών βάσης και των ηλεκτρονίων συλλέκτη μέσω της διασταύρωσης του συλλέκτη. Το αντίστροφο ρεύμα διαρρέει το κύκλωμα: +Ek, βάση-συλλέκτης, -Ek. Το μέγεθος του αντίστροφου ρεύματος συλλέκτη δεν εξαρτάται από την τάση του συλλέκτη, αλλά εξαρτάται από τη θερμοκρασία του ημιαγωγού.

Η εξωτερική τάση που εφαρμόζεται στο τρανζίστορ αποδεικνύεται ότι εφαρμόζεται κυρίως στις μεταβάσεις P1 και P2, επειδή έχουν υψηλή αντίσταση σε σύγκριση με την αντίσταση των περιοχών βάσης, εκπομπού και συλλέκτη. Επομένως, οι οπές που εγχέονται στη βάση κινούνται μέσω αυτής μέσω της διάχυσης. Σε αυτή την περίπτωση, οι οπές ανασυνδυάζονται με τα ηλεκτρόνια της βάσης. Δεδομένου ότι η συγκέντρωση του φορέα στη βάση είναι πολύ χαμηλότερη από ό,τι στον πομπό, πολύ λίγες οπές ανασυνδυάζονται. Με μικρό πάχος βάσης, σχεδόν όλες οι τρύπες θα φτάσουν στη διασταύρωση συλλέκτη P2. Στη θέση των ανασυνδυασμένων ηλεκτρονίων, τα ηλεκτρόνια από την πηγή ενέργειας Ek εισέρχονται στη βάση. Οι οπές που ανασυνδυάζονται με ηλεκτρόνια στη βάση δημιουργούν ένα ρεύμα βάσης IB.

Υπό την επίδραση της αντίστροφης τάσης Ek, το φράγμα δυναμικού της διασταύρωσης συλλέκτη αυξάνεται και το πάχος της ένωσης P2 αυξάνεται. Αλλά το πιθανό εμπόδιο της διασταύρωσης συλλέκτη δεν εμποδίζει τις τρύπες να περάσουν μέσα από αυτό. Οι οπές που εισέρχονται στην περιοχή της διασταύρωσης συλλέκτη πέφτουν σε ένα ισχυρό πεδίο επιτάχυνσης που δημιουργείται στη διασταύρωση από την τάση του συλλέκτη και εξάγονται (ανασύρονται) από τον συλλέκτη, δημιουργώντας ένα ρεύμα συλλέκτη Ik. Το ρεύμα συλλέκτη διαρρέει το κύκλωμα: +Ek, βάση-συλλέκτης, -Ek.

Έτσι, τρία ρεύματα ρέουν στο τρανζίστορ: ρεύμα εκπομπού, συλλέκτη και ρεύμα βάσης.

Στο σύρμα, που είναι ο ακροδέκτης της βάσης, τα ρεύματα εκπομπού και συλλέκτη κατευθύνονται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Επομένως, το ρεύμα βάσης είναι ίσο με τη διαφορά μεταξύ των ρευμάτων εκπομπού και συλλέκτη: IB = IE - IK.

Φυσικές διεργασίες σε τρανζίστορ τύπου n-p-nπροχωρήστε παρόμοια με τις διαδικασίες σε ένα τρανζίστορ pnp.

Το συνολικό ρεύμα εκπομπού IE καθορίζεται από τον αριθμό των κύριων φορέων φορτίου που εγχέονται από τον πομπό. Το κύριο μέρος αυτών των φορέων φορτίου που φτάνουν στον συλλέκτη δημιουργεί ένα ρεύμα συλλέκτη Ik. Ένα μικρό μέρος των φορέων φορτίου που εγχέονται στη βάση ανασυνδυάζονται στη βάση, δημιουργώντας ένα ρεύμα βάσης ΙΒ. Κατά συνέπεια, το ρεύμα εκπομπού θα χωριστεί σε ρεύματα βάσης και συλλέκτη, δηλ. IE = IB + Ik.

Το ρεύμα εκπομπού είναι το ρεύμα εισόδου, το ρεύμα συλλέκτη είναι το ρεύμα εξόδου. Το ρεύμα εξόδου είναι μέρος του ρεύματος εισόδου, δηλ.

(4.1)

όπου a είναι ο συντελεστής μεταφοράς ρεύματος για το κύκλωμα OB.

Δεδομένου ότι το ρεύμα εξόδου είναι μικρότερο από το ρεύμα εισόδου, ο συντελεστής α<1. Он показывает, какая часть инжектированных в базу носителей заряда достигает коллектора. Обычно величина a составляет 0,95¸0,995.

Σε ένα κοινό κύκλωμα εκπομπού, το ρεύμα εξόδου είναι το ρεύμα συλλέκτη και το ρεύμα εισόδου είναι το ρεύμα βάσης. Κέρδος ρεύματος για το κύκλωμα OE:

(4.2)

(4.3)

Κατά συνέπεια, το κέρδος ρεύματος για το κύκλωμα OE είναι δεκάδες μονάδες.

Οι αλλαγές στο ρεύμα του εκπομπού που προκαλούνται από αλλαγές στην τάση διασταύρωσης εκπομπού μεταδίδονται πλήρως στο κύκλωμα του συλλέκτη, προκαλώντας αλλαγή στο ρεύμα του συλλέκτη. Και επειδή Η τάση της πηγής ισχύος συλλέκτη Ek είναι σημαντικά μεγαλύτερη από τον εκπομπό Ee, τότε η ισχύς που καταναλώνεται στο κύκλωμα συλλέκτη Pk θα είναι σημαντικά μεγαλύτερη από την ισχύ στο κύκλωμα εκπομπού Re. Έτσι, είναι δυνατός ο έλεγχος υψηλής ισχύος στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ με χαμηλή ισχύ που δαπανάται στο κύκλωμα εκπομπού, δηλ. υπάρχει αύξηση της ισχύος.

4.2 Κυκλώματα για τη σύνδεση διπολικών τρανζίστορ

Το τρανζίστορ συνδέεται με το ηλεκτρικό κύκλωμα με τέτοιο τρόπο ώστε ένας από τους ακροδέκτες του (ηλεκτρόδιο) να είναι η είσοδος, ο δεύτερος να είναι η έξοδος και ο τρίτος να είναι κοινός στα κυκλώματα εισόδου και εξόδου. Ανάλογα με το ποιο ηλεκτρόδιο είναι κοινό, υπάρχουν τρία κυκλώματα μεταγωγής τρανζίστορ: OB, OE και OK. Αυτά τα κυκλώματα για ένα τρανζίστορ pnp φαίνονται στο Σχ. 4.3. Για ένα τρανζίστορ n-p-n στα κυκλώματα μεταγωγής, αλλάζει μόνο η πολικότητα των τάσεων και η κατεύθυνση των ρευμάτων. Για οποιοδήποτε κύκλωμα μεταγωγής τρανζίστορ (σε ενεργή λειτουργία), η πολικότητα των τροφοδοτικών πρέπει να επιλέγεται έτσι ώστε η διασταύρωση του εκπομπού να είναι ενεργοποιημένη προς την εμπρός κατεύθυνση και η διασταύρωση συλλέκτη στην αντίστροφη κατεύθυνση.

Εικόνα 4.3 – Κυκλώματα σύνδεσης για διπολικά τρανζίστορ: α) OB; β) ΟΕ; γ) ΟΚ

4.3 Στατικά χαρακτηριστικά διπολικών τρανζίστορ

Ο στατικός τρόπος λειτουργίας του τρανζίστορ είναι ο τρόπος όταν δεν υπάρχει φορτίο στο κύκλωμα εξόδου.

4.3.1 Χαρακτηριστικά ενός τρανζίστορ συνδεδεμένου σύμφωνα με το κύκλωμα OB

IE = f(UEB) με UKB = const (Εικ. 4.4, α).

IK = f(UKB) με IE = const (Εικ. 4.4, β).

Εικόνα 4.4 – Στατικά χαρακτηριστικά ενός διπολικού τρανζίστορ συνδεδεμένου σύμφωνα με το κύκλωμα OB

Τα χαρακτηριστικά ρεύματος-τάσης εξόδου έχουν τρεις χαρακτηριστικές περιοχές: 1 – ισχυρή εξάρτηση του Ik από το UKB (μη γραμμική αρχική περιοχή). 2 – ασθενής εξάρτηση του Ik από το UKB (γραμμική περιοχή). 3 – Βλάβη του συλλεκτικού κόμβου.

Ένα χαρακτηριστικό των χαρακτηριστικών στην περιοχή 2 είναι η ελαφρά αύξηση τους με την αύξηση της τάσης UKB.

4.3.2 Χαρακτηριστικά ενός τρανζίστορ συνδεδεμένου σύμφωνα με το κύκλωμα OE:

Το χαρακτηριστικό εισόδου είναι η εξάρτηση:

IB = f(UBE) με UKE = const (Εικ. 4.5, β).

Το χαρακτηριστικό εξόδου είναι η εξάρτηση:

IK = f(UKE) με IB = const (Εικ. 4.5, α).

Εικόνα 4.5 – Στατικά χαρακτηριστικά ενός διπολικού τρανζίστορ συνδεδεμένου σύμφωνα με το κύκλωμα OE

Το τρανζίστορ στο κύκλωμα OE παρέχει ενίσχυση ρεύματος. Κέρδος ρεύματος στο κύκλωμα ΟΕ:

Εάν ο συντελεστής a για τρανζίστορ είναι a = 0,9¸0,99, τότε ο συντελεστής b = 9¸99. Αυτό είναι το πιο σημαντικό πλεονέκτημα της σύνδεσης του τρανζίστορ σύμφωνα με το κύκλωμα OE, το οποίο, ειδικότερα, καθορίζει την ευρύτερη πρακτική εφαρμογή αυτού του κυκλώματος σύνδεσης σε σύγκριση με το κύκλωμα OB.

Από την αρχή λειτουργίας του τρανζίστορ, είναι γνωστό ότι δύο στοιχεία ρεύματος ρέουν μέσω του ακροδέκτη βάσης προς την αντίθετη κατεύθυνση (Εικ. 4.6): το αντίστροφο ρεύμα της διασταύρωσης συλλέκτη IKO και μέρος του ρεύματος εκπομπού (1 - α) ΔΗΛ. Από αυτή την άποψη, η μηδενική τιμή του ρεύματος βάσης (IB = 0) καθορίζεται από την ισότητα των καθορισμένων στοιχείων ρεύματος, δηλ. (1 − α)ΙΕ = ΙΚΟ. Το μηδενικό ρεύμα εισόδου αντιστοιχεί στο ρεύμα εκπομπού IE=IKO/(1−a)=(1+b)IKO και στο ρεύμα συλλέκτη

. Με άλλα λόγια, σε μηδενικό ρεύμα βάσης (IB = 0), ένα ρεύμα ρέει μέσω του τρανζίστορ στο κύκλωμα OE, που ονομάζεται αρχικό ή διαμπερές ρεύμα IKO(E) και ίσο με (1+ b) IKO.

Εικόνα 4.6 – Κύκλωμα σύνδεσης για τρανζίστορ με κοινό πομπό (κύκλωμα OE)

4.4 Βασικές παράμετροι

Για την ανάλυση και τον υπολογισμό κυκλωμάτων με διπολικά τρανζίστορ, χρησιμοποιούνται οι λεγόμενες h - παράμετροι του τρανζίστορ που συνδέεται σύμφωνα με το κύκλωμα ΟΕ.

Η ηλεκτρική κατάσταση ενός τρανζίστορ που συνδέεται σύμφωνα με το κύκλωμα OE χαρακτηρίζεται από τις τιμές IB, IBE, IK, UKE.

Το σύστημα παραμέτρων h − περιλαμβάνει τις ακόλουθες ποσότητες:

1. Αντίσταση εισόδου

h11 = DU1/DI1 σε U2 = σταθερ. (4.4)

αντιπροσωπεύει την αντίσταση του τρανζίστορ στο εναλλασσόμενο ρεύμα εισόδου στο οποίο εμφανίζεται βραχυκύκλωμα στην έξοδο, δηλ. απουσία τάσης εξόδου AC.

2. Συντελεστής ανάδρασης τάσης:

h12 = DU1/DU2at I1= κστ. (4.5)

δείχνει ποια αναλογία της τάσης AC εισόδου μεταφέρεται στην είσοδο του τρανζίστορ λόγω της ανάδρασης σε αυτό.

3. Συντελεστής ισχύος ρεύματος (συντελεστής μεταφοράς ρεύματος):

h21 = DI2/DI1at U2= συνεχ. (4.6)

δείχνει την ενίσχυση του εναλλασσόμενου ρεύματος από το τρανζίστορ σε λειτουργία χωρίς φορτίο.

4. Αγωγιμότητα εξόδου:

h22 = DI2/DU2 στο I1 = σταθερ. (4.7)

αντιπροσωπεύει την αγωγιμότητα για το εναλλασσόμενο ρεύμα μεταξύ των ακροδεκτών εξόδου του τρανζίστορ.

Αντίσταση εξόδου Rout = 1/h22.

Για ένα κοινό κύκλωμα πομπού, ισχύουν οι ακόλουθες εξισώσεις:

(4.8)

Για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση της διασταύρωσης συλλέκτη, είναι απαραίτητο η ισχύς που απελευθερώνεται σε αυτήν κατά τη διέλευση του ρεύματος συλλέκτη να μην υπερβαίνει μια ορισμένη μέγιστη τιμή:

(4.9)

Επιπλέον, υπάρχουν περιορισμοί στην τάση του συλλέκτη:

και ρεύμα συλλέκτη:

4.5 Τρόποι λειτουργίας διπολικών τρανζίστορ

Η λειτουργία αποκοπής ή μπλοκαρίσματος επιτυγχάνεται με την εφαρμογή αντίστροφης τάσης και στις δύο διασταυρώσεις (και οι δύο συνδέσεις p-n είναι κλειστές).

Εάν η τάση και στις δύο διασταυρώσεις είναι άμεση (και οι δύο συνδέσεις p-n είναι ανοιχτές), τότε το τρανζίστορ λειτουργεί σε λειτουργία κορεσμού.

Στη λειτουργία αποκοπής και στη λειτουργία κορεσμού, δεν υπάρχει σχεδόν κανένας έλεγχος του τρανζίστορ. Στην ενεργή λειτουργία, αυτός ο έλεγχος πραγματοποιείται πιο αποτελεσματικά και το τρανζίστορ μπορεί να εκτελέσει τις λειτουργίες ενός ενεργού στοιχείου ενός ηλεκτρικού κυκλώματος (ενίσχυση, παραγωγή κ.λπ.).

4.6 Πεδίο εφαρμογής

4.7 Η απλούστερη βαθμίδα ενισχυτή με χρήση διπολικού τρανζίστορ

Το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο κύκλωμα είναι η ενεργοποίηση ενός τρανζίστορ σύμφωνα με ένα κύκλωμα με κοινό πομπό (Εικ. 4.7)

Τα κύρια στοιχεία του κυκλώματος είναι το τροφοδοτικό Ek, το ελεγχόμενο στοιχείο - τρανζίστορ VT και η αντίσταση Rk. Αυτά τα στοιχεία αποτελούν το κύριο κύκλωμα (εξόδου) της βαθμίδας του ενισχυτή, στο οποίο, λόγω της ροής του ελεγχόμενου ρεύματος, δημιουργείται ενισχυμένη εναλλασσόμενη τάση στην έξοδο του κυκλώματος.

Τα υπόλοιπα στοιχεία παίζουν υποστηρικτικό ρόλο. Ο πυκνωτής Cp είναι ένας πυκνωτής διαχωρισμού. Ελλείψει αυτού του πυκνωτή στο κύκλωμα πηγής σήματος εισόδου, θα δημιουργηθεί συνεχές ρεύμα από την πηγή ισχύος Ek.

Εικόνα 4.7 – Διάγραμμα της απλούστερης βαθμίδας ενισχυτή σε ένα διπολικό τρανζίστορ σύμφωνα με ένα κύκλωμα κοινού εκπομπού

Η αντίσταση RB, συνδεδεμένη στο κύκλωμα βάσης, εξασφαλίζει τη λειτουργία του τρανζίστορ σε κατάσταση ηρεμίας, δηλ. απουσία σήματος εισόδου. Η κατάσταση ηρεμίας εξασφαλίζεται από το ρεύμα βάσης ηρεμίας IB » Ek/RB.

Με τη βοήθεια της αντίστασης Rk δημιουργείται τάση εξόδου, δηλ. Το Rк εκτελεί τη λειτουργία της δημιουργίας μιας μεταβαλλόμενης τάσης στο κύκλωμα εξόδου λόγω της ροής του ρεύματος σε αυτό, που ελέγχεται μέσω του κυκλώματος βάσης.

Ek = Uke + IkRk, (4.10)

Δηλαδή, το άθροισμα της πτώσης τάσης στην αντίσταση Rk και της τάσης συλλέκτη-εκπομπού Uke του τρανζίστορ είναι πάντα ίσο με μια σταθερή τιμή - το emf της πηγής ισχύος Ek.

Η διαδικασία ενίσχυσης βασίζεται στη μετατροπή της ενέργειας μιας πηγής σταθερής τάσης Ek σε ενέργεια εναλλασσόμενης τάσης στο κύκλωμα εξόδου αλλάζοντας την αντίσταση του ελεγχόμενου στοιχείου (τρανζίστορ) σύμφωνα με το νόμο που καθορίζεται από το σήμα εισόδου.

Όταν εφαρμόζεται μια εναλλασσόμενη τάση uin στην είσοδο της βαθμίδας του ενισχυτή, δημιουργείται μια συνιστώσα εναλλασσόμενου ρεύματος IB~ στο κύκλωμα βάσης του τρανζίστορ, που σημαίνει ότι το ρεύμα βάσης θα αλλάξει. Μια αλλαγή στο ρεύμα βάσης οδηγεί σε αλλαγή της τιμής του ρεύματος συλλέκτη (IK = bIB) και επομένως σε αλλαγή των τιμών τάσης σε όλη την αντίσταση Rk και Uke. Οι δυνατότητες ενίσχυσης οφείλονται στο γεγονός ότι η αλλαγή στις τιμές του ρεύματος συλλέκτη είναι b φορές μεγαλύτερη από το ρεύμα βάσης.

4.8 Υπολογισμός ηλεκτρικών κυκλωμάτων με διπολικά τρανζίστορ

Για το κύκλωμα συλλέκτη της βαθμίδας του ενισχυτή (Εικ. 4.7), σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Kirchhoff, ισχύει η εξίσωση (4.10).

Το χαρακτηριστικό βολτ-αμπέρ της αντίστασης συλλέκτη RK είναι γραμμικό και τα χαρακτηριστικά βολτ-αμπέρ του τρανζίστορ είναι μη γραμμικά χαρακτηριστικά συλλέκτη του τρανζίστορ (Εικ. 4.5, α) που είναι συνδεδεμένο σύμφωνα με το κύκλωμα OE.

Ο υπολογισμός ενός τέτοιου μη γραμμικού κυκλώματος, δηλαδή ο προσδιορισμός των IK, URK και UKE για διάφορες τιμές ρευμάτων βάσης IB και αντίστασης αντίστασης RK, μπορεί να πραγματοποιηθεί γραφικά. Για να γίνει αυτό, στην οικογένεια των χαρακτηριστικών του συλλέκτη (Εικ. 4.5, α) είναι απαραίτητο να αντλήσουμε από το σημείο EK στον άξονα της τετμημένης το χαρακτηριστικό βολτ-αμπέρ της αντίστασης RK, ικανοποιώντας την εξίσωση:

Uke = Ek − RkIk. (4.11)

Αυτό το χαρακτηριστικό χτίζεται σε δύο σημεία:

Uke = Ek με Ik = 0 στην τετμημένη και Ik = Ek/Rk με Uke = 0 στην τεταγμένη. Το χαρακτηριστικό I-V της αντίστασης συλλέκτη Rk που κατασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται γραμμή φορτίου. Τα σημεία στα οποία τέμνεται με τα χαρακτηριστικά του συλλέκτη παρέχουν μια γραφική λύση της εξίσωσης (4.11) για μια δεδομένη αντίσταση Rк και διάφορες τιμές του βασικού ρεύματος IB. Από αυτά τα σημεία μπορείτε να προσδιορίσετε το ρεύμα συλλέκτη Ik, το οποίο είναι το ίδιο για το τρανζίστορ και την αντίσταση Rk, καθώς και την τάση UKE και URK.

Το σημείο τομής της γραμμής φορτίου με ένα από τα χαρακτηριστικά στατικού ρεύματος-τάσης ονομάζεται σημείο λειτουργίας του τρανζίστορ. Αλλάζοντας το IB, μπορείτε να το μετακινήσετε κατά μήκος της γραμμής φόρτωσης. Η αρχική θέση αυτού του σημείου απουσία εναλλασσόμενου σήματος εισόδου ονομάζεται σημείο ηρεμίας - T0.

α) β)

Εικόνα 4.8 – Γραφικό-αναλυτικός υπολογισμός του τρόπου λειτουργίας ενός τρανζίστορ με χρήση χαρακτηριστικών εξόδου και εισόδου.

Το σημείο ηρεμίας (σημείο λειτουργίας) T0 καθορίζει την τρέχουσα ICP και την τάση UCP σε κατάσταση ηρεμίας. Χρησιμοποιώντας αυτές τις τιμές, μπορείτε να βρείτε την ισχύ RKP που απελευθερώνεται στο τρανζίστορ σε κατάσταση ηρεμίας, η οποία δεν πρέπει να υπερβαίνει τη μέγιστη μέγιστη ισχύ RK, η οποία είναι μία από τις παραμέτρους του τρανζίστορ:

RKP = IKP ×UKEP £ RK μέγ. (4.12)

Τα βιβλία αναφοράς συνήθως δεν παρέχουν μια οικογένεια χαρακτηριστικών εισόδου, αλλά μόνο χαρακτηριστικά για UKE = 0 και για μερικά UKE > 0.

Τα χαρακτηριστικά εισόδου για διάφορα UCE που υπερβαίνουν το 1V βρίσκονται πολύ κοντά το ένα στο άλλο. Επομένως, ο υπολογισμός των ρευμάτων και των τάσεων εισόδου μπορεί να γίνει κατά προσέγγιση χρησιμοποιώντας το χαρακτηριστικό εισόδου για UCE > 0, που λαμβάνεται από το βιβλίο αναφοράς.

Τα σημεία A, To και B μεταφέρονται σε αυτή την καμπύλη χαρακτηριστικά απόδοσης, και λαμβάνονται τα σημεία Α1, Τ1 και Β1 (Εικ. 4.8, β). Το σημείο λειτουργίας T1 καθορίζει την τάση βάσης DC UBES και σταθερό ρεύμαΒάσεις IBP.

Η αντίσταση της αντίστασης RB (εξασφαλίζει τη λειτουργία του τρανζίστορ σε κατάσταση ηρεμίας), μέσω της οποίας θα παρέχεται σταθερή τάση από την πηγή EK στη βάση:

(4.13)

Στην ενεργή (ενισχυτική) λειτουργία, το σημείο ανάπαυσης του τρανζίστορ To βρίσκεται περίπου στο μέσο του τμήματος γραμμής φορτίου AB και το σημείο λειτουργίας δεν εκτείνεται πέρα από το τμήμα AB.

Σελίδα 1 από 2

Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας ενός διπολικού τρανζίστορ

Ένα διπολικό τρανζίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγών που έχει δύο διασταυρώσεις ηλεκτρονίων-οπών που σχηματίζονται σε έναν ημιαγωγό μονοκρύσταλλο. Αυτές οι μεταβάσεις σχηματίζουν τρεις περιοχές στον ημιαγωγό με διάφοροι τύποιηλεκτρική αγωγιμότητα. Μια ακραία περιοχή ονομάζεται εκπομπός (Ε), η άλλη - ο συλλέκτης (Κ), η μέση - η βάση (Β). Μεταλλικά καλώδια συγκολλούνται σε κάθε περιοχή για να συνδέσουν το τρανζίστορ στο ηλεκτρικό κύκλωμα.
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του πομπού και του συλλέκτη είναι αντίθετη από την ηλεκτρική αγωγιμότητα της βάσης. Ανάλογα με τη σειρά εναλλαγής των p- και n-περιοχών, τρανζίστορ με δομή pnpκαι n-p-n. Υποθετικός γραφικά σύμβολα τρανζίστορ pnpκαι n-ρ-n διαφέρουν μόνο ως προς την κατεύθυνση του βέλους στο ηλεκτρόδιο που δείχνει τον πομπό.

Οι αρχές λειτουργίας των τρανζίστορ p-n-p και n-p-n είναι οι ίδιες, επομένως στο μέλλον θα εξετάσουμε μόνο τη λειτουργία ενός τρανζίστορ με δομή p-n-p.
Μια διασταύρωση ηλεκτρονίου-οπής που σχηματίζεται από έναν πομπό και μια βάση ονομάζεται ένωση εκπομπού και μια ένωση συλλέκτη και βάσης ονομάζεται ένωση συλλέκτη. Η απόσταση μεταξύ των συνδέσεων είναι πολύ μικρή: για τρανζίστορ υψηλής συχνότητας είναι μικρότερη από 10 μικρόμετρα (1 μm = 0,001 mm) και για τρανζίστορ χαμηλής συχνότητας δεν υπερβαίνει τα 50 μm.
Όταν το τρανζίστορ λειτουργεί, οι διασταυρώσεις του λαμβάνουν εξωτερικές τάσεις από την πηγή ισχύος. Ανάλογα με την πολικότητα αυτών των τάσεων, κάθε διασταύρωση μπορεί να ενεργοποιηθεί είτε προς την εμπρός είτε προς την αντίστροφη κατεύθυνση. Υπάρχουν τρεις τρόποι λειτουργίας του τρανζίστορ: 1) λειτουργία αποκοπής - και οι δύο μεταβάσεις και, κατά συνέπεια, το τρανζίστορ είναι εντελώς κλειστά. 2) λειτουργία κορεσμού - το τρανζίστορ είναι εντελώς ανοιχτό, 3) ενεργός τρόπος - αυτός είναι ένας τρόπος λειτουργίας ενδιάμεσος μεταξύ των δύο πρώτων. Οι τρόποι αποκοπής και κορεσμού χρησιμοποιούνται μαζί σε βασικά στάδια, όταν το τρανζίστορ είναι εναλλάξ εντελώς ανοιχτό ή τελείως κλειστό με τη συχνότητα των παλμών που φτάνουν στη βάση του. Οι καταρράκτες που λειτουργούν σε λειτουργία μεταγωγής χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα μεταγωγής (τροφοδοτικά μεταγωγής, στάδια εξόδου οριζόντιας σάρωσης τηλεοράσεων κ.λπ.). Τα στάδια εξόδου των ενισχυτών ισχύος μπορούν να λειτουργήσουν μερικώς σε λειτουργία διακοπής.
Τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται συχνότερα σε ενεργή λειτουργία. Αυτή η λειτουργία καθορίζεται εφαρμόζοντας μια μικρή τάση στη βάση του τρανζίστορ, η οποία ονομάζεται τάση πόλωσης (U cm).Το τρανζίστορ ανοίγει ελαφρά και το ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω των μεταπτώσεών του. Η αρχή λειτουργίας του τρανζίστορ βασίζεται στο γεγονός ότι ένα σχετικά μικρό ρεύμα που ρέει μέσω της διασταύρωσης εκπομπού (ρεύμα βάσης) ελέγχει ένα μεγαλύτερο ρεύμα στο κύκλωμα συλλέκτη. Το ρεύμα εκπομπού είναι το άθροισμα των ρευμάτων βάσης και συλλέκτη.

Τρόποι λειτουργίας ενός διπολικού τρανζίστορ

Λειτουργία αποκοπής Το τρανζίστορ λαμβάνεται όταν οι σύνδεσμοι εκπομπού και συλλέκτη p-n συνδέονται με εξωτερικές πηγές προς την αντίθετη κατεύθυνση. Σε αυτήν την περίπτωση, πολύ μικρά αντίστροφα ρεύματα εκπομπού ρέουν και μέσω των δύο συνδέσεων pn ( Εγώ EBO) Και συλλέκτης ( I KBO). Το ρεύμα βάσης είναι ίσο με το άθροισμα αυτών των ρευμάτων και, ανάλογα με τον τύπο του τρανζίστορ, κυμαίνεται από μονάδες microamps - μA (για τρανζίστορ πυριτίου) έως μονάδες milliamps - mA (για τρανζίστορ γερμανίου).

Εάν οι σύνδεσμοι εκπομπού και συλλέκτη p-n συνδέονται με εξωτερικές πηγές προς τα εμπρός, το τρανζίστορ θα βρίσκεται σε λειτουργία κορεσμού . Διάχυση ηλεκτρικό πεδίοΟι διασταυρώσεις εκπομπών και συλλέκτη θα εξασθενήσουν μερικώς από το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από εξωτερικές πηγές U EBΚαι U KB. Ως αποτέλεσμα, το φράγμα δυναμικού που περιόριζε τη διάχυση των κύριων φορέων φορτίου θα μειωθεί και θα αρχίσει η διείσδυση (έγχυση) οπών από τον πομπό και τον συλλέκτη στη βάση, δηλαδή, ρεύματα που ονομάζονται ρεύματα κορεσμού εκπομπών θα ρέουν μέσω του πομπός και συλλέκτης του τρανζίστορ ( I E.us) και συλλέκτης ( I K.us).

Χρησιμοποιείται για την ενίσχυση των σημάτων ενεργός τρόπος λειτουργίας του τρανζίστορ .
Όταν το τρανζίστορ λειτουργεί στην ενεργή λειτουργία, η διασταύρωση εκπομπού του είναι ενεργοποιημένη προς την εμπρός κατεύθυνση και η διασταύρωση συλλέκτη ενεργοποιείται στην αντίστροφη κατεύθυνση.

Υπό άμεση τάση UEBοπές εγχέονται από τον πομπό στη βάση. Μόλις μπουν στη βάση τύπου n, οι οπές γίνονται φορείς μειοψηφίας φορτίου σε αυτήν και, υπό την επίδραση των δυνάμεων διάχυσης, μετακινούνται (διαχέονται) στη διασταύρωση συλλέκτη p-n. Μερικές από τις οπές στη βάση γεμίζονται (ανασυνδυάζονται) με τα ελεύθερα ηλεκτρόνια που υπάρχουν σε αυτήν. Ωστόσο, το πλάτος της βάσης είναι μικρό - από αρκετές μονάδες έως 10 μικρά. Επομένως, το κύριο μέρος των οπών φτάνει στη διασταύρωση του συλλέκτη p-n και μεταφέρεται από το ηλεκτρικό του πεδίο στον συλλέκτη. Προφανώς, το ρεύμα συλλέκτη Εγώ Κ σελΔεν μπορεί να υπάρχει περισσότερο ρεύμα εκπομπού, καθώς μερικές από τις οπές ανασυνδυάζονται στη βάση. Να γιατί Εγώ K p = η 21Β Εγώε
Μέγεθος η 21Βονομάζεται στατικός συντελεστής μεταφοράς του ρεύματος εκπομπού. Για σύγχρονα τρανζίστορ η 21Β= 0,90...0,998. Δεδομένου ότι η διασταύρωση συλλέκτη διακόπτεται προς την αντίθετη κατεύθυνση (συχνά λέγεται - πολωμένη προς την αντίθετη κατεύθυνση), το αντίστροφο ρεύμα ρέει επίσης μέσα από αυτήν Εγώ BWC , που σχηματίζεται από μειοψηφικούς φορείς της βάσης (οπές) και συλλέκτη (ηλεκτρόνια). Επομένως, το συνολικό ρεύμα συλλέκτη ενός τρανζίστορ που συνδέεται σύμφωνα με ένα κύκλωμα με κοινή βάση

ΕγώΠρος την = η 21Β Εγώε +ΙBWC
Τρύπες που δεν έφτασαν στη διασταύρωση του συλλέκτη και ανασυνδυάστηκαν (γέμισαν) στη βάση του δίνουν θετικό φορτίο. Για να αποκατασταθεί η ηλεκτρική ουδετερότητα της βάσης, παρέχεται σε αυτήν ο ίδιος αριθμός ηλεκτρονίων από το εξωτερικό κύκλωμα. Η κίνηση των ηλεκτρονίων από το εξωτερικό κύκλωμα στη βάση δημιουργεί ένα ρεύμα ανασυνδυασμού σε αυτό I B.rec.Εκτός από το ρεύμα ανασυνδυασμού, το αντίστροφο ρεύμα συλλέκτη ρέει μέσω της βάσης προς την αντίθετη κατεύθυνση και το ρεύμα πλήρους βάσης
I B = I B.rek - I KBO
Στην ενεργή λειτουργία, το ρεύμα βάσης είναι δεκάδες και εκατοντάδες φορές μικρότερο από το ρεύμα συλλέκτη και το ρεύμα εκπομπού.

Κυκλώματα σύνδεσης διπολικών τρανζίστορ

Στο προηγούμενο διάγραμμα ηλεκτρικό κύκλωμα, που σχηματίζεται από την πηγή U EB, πομπός και βάση του τρανζίστορ, ονομάζεται είσοδος, και το κύκλωμα σχηματίζεται από την πηγή U KB, συλλέκτης και βάση του ίδιου τρανζίστορ, είναι η έξοδος. Η βάση είναι το κοινό ηλεκτρόδιο του τρανζίστορ για τα κυκλώματα εισόδου και εξόδου, επομένως η συμπερίληψή του ονομάζεται κύκλωμα με κοινή βάση ή για συντομία «Σχέδιο ΟΒ».

Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα κύκλωμα στο οποίο ο πομπός είναι το κοινό ηλεκτρόδιο για τα κυκλώματα εισόδου και εξόδου. Αυτό είναι ένα κοινό κύκλωμα εκπομπού, ή "Διάγραμμα ΟΕ".

Σε αυτό, το ρεύμα εξόδου, όπως και στο κύκλωμα OB, είναι το ρεύμα συλλέκτη Ι Κ, ελαφρώς διαφορετικό από το ρεύμα εκπομπού εγώ ε, και η είσοδος είναι το ρεύμα βάσης Ι Β, σημαντικά μικρότερο από το ρεύμα συλλέκτη. Επικοινωνία μεταξύ ρευμάτων Ι ΒΚαι Ι Κστο σχήμα ΟΕ καθορίζεται από την εξίσωση: Ι Κ= η 21 μι Ι Β + ΕγώΚΕΟ
Συντελεστής αναλογικότητας η 21 Το Ε ονομάζεται συντελεστής μεταφοράς ρεύματος στατικής βάσης. Μπορεί να εκφραστεί σε όρους στατικού συντελεστή μεταφοράς του ρεύματος εκπομπού η 21Β
η 21 Ε = η 21Β / (1 —η 21Β )
Αν η 21Βείναι εντός του εύρους 0,9...0,998, οι αντίστοιχες τιμές η 21 Το Ε θα είναι εντός 9...499.
Συστατικό Εγώ keo ονομάζεται το αντίστροφο ρεύμα συλλέκτη στο κύκλωμα OE. Η τιμή του είναι 1+ η 21 E φορές περισσότερο από Εγώ BWC, δηλ. Εγώ KEO =(1+ η 21 μι ) Εγώ KBO. Αντίστροφα ρεύματα Εγώ BWC και ΕγώΟι διευθύνοντες σύμβουλοι δεν εξαρτώνται από τις τάσεις εισόδου U EBΚαι U BEκαι ως αποτέλεσμα ονομάζονται μη ελεγχόμενα στοιχεία του ρεύματος συλλέκτη. Αυτά τα ρεύματα εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία περιβάλλονκαι προσδιορίστε τις θερμοκρασιακές ιδιότητες του τρανζίστορ. Έχει διαπιστωθεί ότι η αντίστροφη τρέχουσα τιμή ΕγώΤο BER διπλασιάζεται με αύξηση θερμοκρασίας 10 °C για το γερμάνιο και 8 °C για τα τρανζίστορ πυριτίου. Στο κύκλωμα OE, η θερμοκρασία αλλάζει στο ανεξέλεγκτο αντίστροφο ρεύμα ΕγώΤο KEO μπορεί να είναι δεκάδες και εκατοντάδες φορές υψηλότερο από τις αλλαγές θερμοκρασίας του ανεξέλεγκτου αντίστροφου ρεύματος Εγώ BWC και να διαταράξει πλήρως τη λειτουργία του τρανζίστορ. Ως εκ τούτου, σε κυκλώματα τρανζίστορ, χρησιμοποιούνται ειδικά μέτρα για τη θερμική σταθεροποίηση των καταρράκτη τρανζίστορ, συμβάλλοντας στη μείωση της επίδρασης των αλλαγών θερμοκρασίας στα ρεύματα στη λειτουργία του τρανζίστορ.
Στην πράξη, υπάρχουν συχνά κυκλώματα στα οποία το κοινό ηλεκτρόδιο για τα κυκλώματα εισόδου και εξόδου του τρανζίστορ είναι ο συλλέκτης. Αυτό είναι ένα κύκλωμα σύνδεσης με κοινό συλλέκτη, ή "ΟΚ κύκλωμα" (ακόλουθος εκπομπού) .

Ανεξάρτητα από το κύκλωμα σύνδεσης του τρανζίστορ, η εξίσωση που σχετίζεται με τα ρεύματα των ηλεκτροδίων του ισχύει πάντα για αυτό:
I e = I k + I B.

Συγκριτική αξιολόγηση κυκλωμάτων διπολικών τρανζίστορ

ΚΙ- τρέχον κέρδος

KU- κέρδος τάσης

ΚΠ- κέρδος ισχύος

Είναι ίσως δύσκολο σήμερα να φανταστεί κανείς τον σύγχρονο κόσμο χωρίς τρανζίστορ· σχεδόν σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή, από ραδιόφωνα και τηλεοράσεις, μέχρι αυτοκίνητα, τηλέφωνα και υπολογιστές, χρησιμοποιούνται με τον ένα ή τον άλλο τρόπο.

Υπάρχουν δύο τύποι τρανζίστορ: διπολικόςΚαι πεδίο. Τα διπολικά τρανζίστορ ελέγχονται από το ρεύμα και όχι από την τάση. Υπάρχουν υψηλής ισχύος και χαμηλής ισχύος, υψηλής συχνότητας και χαμηλής συχνότητας, p-n-p και n-p-n δομές... Τα τρανζίστορ διατίθενται σε διαφορετικές συσκευασίες και μεγέθη, που κυμαίνονται από τσιπ SMD (στην πραγματικότητα πολύ μικρότερα από ένα τσιπ) που έχουν σχεδιαστεί για επιφανειακή τοποθέτηση έως τρανζίστορ πολύ υψηλής ισχύος. Με βάση τη διαρροή ισχύος, υπάρχουν τρανζίστορ χαμηλής ισχύος έως 100 mW, τρανζίστορ μέσης ισχύος από 0,1 έως 1 W και τρανζίστορ υψηλής ισχύος άνω του 1 W.

Όταν οι άνθρωποι μιλούν για τρανζίστορ, συνήθως εννοούν τα διπολικά τρανζίστορ. Τα διπολικά τρανζίστορ είναι κατασκευασμένα από πυρίτιο ή γερμάνιο. Ονομάζονται διπολικοί επειδή η εργασία τους βασίζεται στη χρήση ηλεκτρονίων και οπών ως φορείς φορτίου. Τα τρανζίστορ στα διαγράμματα χαρακτηρίζονται ως εξής:

Μία από τις πιο εξωτερικές περιοχές της δομής του τρανζίστορ ονομάζεται πομπός. Η ενδιάμεση περιοχή ονομάζεται βάση και η άλλη ακραία περιοχή ονομάζεται συλλέκτης. Αυτά τα τρία ηλεκτρόδια σχηματίζουν δύο διασταύρωση p-n: μεταξύ βάσης και συλλέκτη - συλλέκτη, και μεταξύ βάσης και εκπομπού - εκπομπού. Όπως ένας κανονικός διακόπτης, ένα τρανζίστορ μπορεί να είναι σε δύο καταστάσεις - "on" και "off". Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι έχουν κινούμενα ή μηχανικά μέρη· αλλάζουν από το off στο on και το πίσω ξανά χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά σήματα.

Τα τρανζίστορ είναι σχεδιασμένα για να ενισχύουν, να μετατρέπουν και να δημιουργούν ηλεκτρικές ταλαντώσεις. Η λειτουργία ενός τρανζίστορ μπορεί να απεικονιστεί χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός υδραυλικού συστήματος. Φανταστείτε μια βρύση στο μπάνιο, το ένα ηλεκτρόδιο του τρανζίστορ είναι ο σωλήνας πριν από τη βρύση (μίξερ), το άλλο (δεύτερο) είναι ο σωλήνας μετά τη βρύση, όπου το νερό ρέει έξω και το τρίτο ηλεκτρόδιο ελέγχου είναι η βρύση με την οποία θα ανάψουμε το νερό.
Ένα τρανζίστορ μπορεί να θεωρηθεί ως δύο δίοδοι συνδεδεμένες σε σειρά, στην περίπτωση του NPN οι άνοδοι συνδέονται μεταξύ τους και στην περίπτωση του PNP οι κάθοδοι συνδέονται μεταξύ τους.

Υπάρχουν τρανζίστορ τύπων PNP και NPN, τα τρανζίστορ PNP ανοίγουν με τάση αρνητικής πολικότητας, NPN - με θετική. Στα τρανζίστορ NPN, οι κύριοι φορείς φορτίου είναι τα ηλεκτρόνια, ενώ στο PNP είναι οπές, οι οποίες είναι λιγότερο κινητές, κατά συνέπεια, τα τρανζίστορ NPN αλλάζουν ταχύτερα.

Uke = τάση συλλέκτη-εκπομπού
Ube = τάση βάσης-εκπομπού
Ic = ρεύμα συλλέκτη
Ib = ρεύμα βάσης

Ανάλογα με τις καταστάσεις στις οποίες βρίσκονται οι μεταβάσεις του τρανζίστορ, διακρίνονται οι τρόποι λειτουργίας του. Δεδομένου ότι το τρανζίστορ έχει δύο μεταβάσεις (εκπομπός και συλλέκτης), και καθεμία από αυτές μπορεί να είναι σε δύο καταστάσεις: 1) ανοιχτό 2) κλειστό. Υπάρχουν τέσσερις τρόποι λειτουργίας του τρανζίστορ. Ο κύριος τρόπος λειτουργίας είναι ο ενεργός τρόπος λειτουργίας, στον οποίο η διασταύρωση συλλέκτη βρίσκεται σε κλειστή κατάσταση και η διασταύρωση εκπομπού σε ανοιχτή κατάσταση. Τα τρανζίστορ που λειτουργούν σε ενεργό τρόπο χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα ενίσχυσης. Εκτός από την ενεργή λειτουργία, υπάρχει μια αντίστροφη λειτουργία, στην οποία η διασταύρωση εκπομπού είναι κλειστή και η διασταύρωση συλλέκτη είναι ανοιχτή, μια λειτουργία κορεσμού, στην οποία και οι δύο διασταυρώσεις είναι ανοιχτές και μια λειτουργία αποκοπής, στην οποία και οι δύο διασταυρώσεις είναι κλειστές.

Όταν ένα τρανζίστορ λειτουργεί με σήματα υψηλής συχνότητας, ο χρόνος εμφάνισης των κύριων διεργασιών (ο χρόνος μετακίνησης των φορέων από τον πομπό στον συλλέκτη) γίνεται ανάλογος με την περίοδο αλλαγής του σήματος εισόδου. Ως αποτέλεσμα, η ικανότητα του τρανζίστορ να ενισχύει ηλεκτρικά σήματα επιδεινώνεται καθώς αυξάνεται η συχνότητα.

Μερικές παράμετροι διπολικών τρανζίστορ

Συλλέκτης - πομπός σταθερής/παλμικής τάσης.
Σταθερή τάση συλλέκτη-βάσης.
Εκπομπός - βάση σταθερής τάσης.
Οριακή συχνότητα συντελεστή μεταφοράς ρεύματος βάσης
Σταθερό/παλμικό ρεύμα συλλέκτη.
Συντελεστής τρέχουσας μεταφοράς
Μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα
Αντίσταση εισόδου
Διαρροή ισχύος.
Θερμοκρασία της διασταύρωσης p-n.
Θερμοκρασία περιβάλλοντος κλπ...

Οριακή τάση Ukeo gr. είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση μεταξύ του συλλέκτη και του πομπού, με το κύκλωμα βάσης ανοιχτό και το ρεύμα συλλέκτη. Η τάση στον συλλέκτη είναι μικρότερη από το Ukeo gr. χαρακτηριστικό των παλμικών τρόπων λειτουργίας του τρανζίστορ σε ρεύματα βάσης διαφορετικά από το μηδέν και τα αντίστοιχα ρεύματα βάσης (για τρανζίστορ npnρεύμα βάσης >0, και για p-n-p αντίστροφα, Ib<0).

Τα διπολικά τρανζίστορ μπορούν να περιλαμβάνουν τρανζίστορ unjuunction, όπως το KT117. Ένα τέτοιο τρανζίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγών τριών ηλεκτροδίων με μία σύνδεση p-n. Ένα τρανζίστορ unjuunction αποτελείται από δύο βάσεις και έναν πομπό.

Πρόσφατα, τα σύνθετα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται συχνά σε κυκλώματα, ονομάζονται τρανζίστορ ζεύγους ή Darlington, έχουν πολύ υψηλό συντελεστή μεταφοράς ρεύματος, αποτελούνται από δύο ή περισσότερα διπολικά τρανζίστορ, αλλά τα έτοιμα τρανζίστορ παράγονται επίσης σε μία συσκευασία. όπως το TIP140. Είναι ενεργοποιημένα με έναν κοινό συλλέκτη, εάν συνδέσετε δύο τρανζίστορ, θα λειτουργήσουν ως ένα, η σύνδεση φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Η χρήση της αντίστασης φορτίου R1 σας επιτρέπει να βελτιώσετε ορισμένα χαρακτηριστικά του σύνθετου τρανζίστορ.

Μερικά μειονεκτήματα ενός σύνθετου τρανζίστορ: χαμηλή απόδοση, ειδικά η μετάβαση από την ανοιχτή στην κλειστή κατάσταση. Η μπροστινή πτώση τάσης στη διασταύρωση βάσης-εκπομπού είναι σχεδόν διπλάσια από αυτή ενός συμβατικού τρανζίστορ. Λοιπόν, φυσικά, θα χρειαστείτε περισσότερο χώρο στον πίνακα.

Έλεγχος διπολικών τρανζίστορ

Δεδομένου ότι το τρανζίστορ αποτελείται από δύο συνδέσμους, καθεμία από τις οποίες είναι μια δίοδος ημιαγωγών, μπορείτε να δοκιμάσετε το τρανζίστορ με τον ίδιο τρόπο που δοκιμάζετε μια δίοδο. Το τρανζίστορ ελέγχεται συνήθως με ένα ωμόμετρο· ελέγχονται και οι δύο συνδέσεις p-n του τρανζίστορ: συλλέκτης - βάση και πομπός - βάση. Για να ελέγξετε την άμεση αντίσταση των μεταβάσεων p-n-p του τρανζίστορ, ο αρνητικός ακροδέκτης του ωμόμετρου συνδέεται στη βάση και ο θετικός ακροδέκτης του ωμόμετρου συνδέεται εναλλάξ με τον συλλέκτη και τον πομπό. Για να ελέγξετε την αντίστροφη αντίσταση των συνδέσμων, ο θετικός ακροδέκτης του ωμόμετρου συνδέεται στη βάση. Κατά τον έλεγχο τρανζίστορ n-p-n, η σύνδεση γίνεται αντίστροφα: η αντίσταση προς τα εμπρός μετράται όταν συνδέεται στη βάση του θετικού ακροδέκτη του ωμόμετρου και η αντίστροφη αντίσταση μετράται όταν συνδέεται στη βάση του αρνητικού ακροδέκτη. Τα τρανζίστορ μπορούν επίσης να ελεγχθούν με ψηφιακό πολύμετρο σε λειτουργία δοκιμής διόδου. Για το NPN, συνδέουμε τον κόκκινο αισθητήρα «+» της συσκευής στη βάση του τρανζίστορ και εναλλάξ αγγίζουμε τον μαύρο αισθητήρα «-» στον συλλέκτη και τον πομπό. Η συσκευή θα πρέπει να παρουσιάζει κάποια αντίσταση, περίπου από 600 έως 1200. Στη συνέχεια αλλάζουμε την πολικότητα σύνδεσης των ανιχνευτών, σε αυτή την περίπτωση η συσκευή δεν πρέπει να δείχνει τίποτα. Για μια δομή PNP, η σειρά ελέγχου θα αντιστραφεί.

Θέλω να πω λίγα λόγια για τα τρανζίστορ MOSFET (τρανζίστορ φαινομένου πεδίου μετάλλου-οξειδίου-ημιαγωγού), (Ημιαγωγός οξειδίου μετάλλου (MOS)) - αυτά είναι τρανζίστορ πεδίου, που δεν πρέπει να συγχέονται με τα συνηθισμένα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου! Τα τρανζίστορ πεδίου έχουν τρεις ακροδέκτες: G - gate, D - drain, S - source. Υπάρχουν κανάλια Ν και κανάλια P· στην ονομασία αυτών των τρανζίστορ υπάρχει μια δίοδος Schottky, περνά ρεύμα από την πηγή στην αποστράγγιση και περιορίζει την τάση της πηγής αποστράγγισης.

Χρησιμοποιούνται κυρίως για μεταγωγή υψηλών ρευμάτων· ελέγχονται όχι από ρεύμα, όπως τα διπολικά τρανζίστορ, αλλά από την τάση και, κατά κανόνα, έχουν πολύ χαμηλή αντίσταση ανοιχτού καναλιού· η αντίσταση του καναλιού είναι σταθερή και δεν εξαρτάται από το ρεύμα. Τα τρανζίστορ MOSFET είναι ειδικά σχεδιασμένα για κυκλώματα κλειδιών, θα μπορούσε να πει κανείς ως αντικατάσταση ενός ρελέ, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις μπορούν επίσης να ενισχυθούν· χρησιμοποιούνται σε ισχυρούς ενισχυτές χαμηλής συχνότητας.

Τα πλεονεκτήματα αυτών των τρανζίστορ είναι τα εξής:
Ελάχιστη ισχύς ελέγχου και υψηλό κέρδος ρεύματος
Καλύτερα χαρακτηριστικά, όπως μεγαλύτερη ταχύτητα μεταγωγής.
Ανθεκτικό σε μεγάλες υπερτάσεις.
Τα κυκλώματα όπου χρησιμοποιούνται τέτοια τρανζίστορ είναι συνήθως πιο απλά.

Μειονεκτήματα:
Είναι πιο ακριβά από τα διπολικά τρανζίστορ.
Φοβούνται τον στατικό ηλεκτρισμό.
Τις περισσότερες φορές, τα MOSFET με κανάλι N χρησιμοποιούνται για τη μεταγωγή κυκλωμάτων ισχύος. Η τάση ελέγχου πρέπει να υπερβαίνει το όριο των 4 V, γενικά, χρειάζονται 10-12 V για αξιόπιστη ενεργοποίηση του MOSFET. Η τάση ελέγχου είναι η τάση που εφαρμόζεται μεταξύ της πύλης και της πηγής για την ενεργοποίηση του τρανζίστορ MOSFET.

Οι τιμές των περισσότερων παραμέτρων τρανζίστορ εξαρτώνται από τον πραγματικό τρόπο λειτουργίας και τη θερμοκρασία και με την αύξηση της θερμοκρασίας, οι παράμετροι του τρανζίστορ μπορεί να αλλάξουν. Το βιβλίο αναφοράς περιέχει, κατά κανόνα, τυπικές (μέσες) εξαρτήσεις των παραμέτρων του τρανζίστορ από το ρεύμα, την τάση, τη θερμοκρασία, τη συχνότητα κ.λπ.

Για να διασφαλιστεί η αξιόπιστη λειτουργία των τρανζίστορ, είναι απαραίτητο να ληφθούν μέτρα που αποκλείουν μακροπρόθεσμα ηλεκτρικά φορτία κοντά στο μέγιστο επιτρεπόμενο, για παράδειγμα, η αντικατάσταση ενός τρανζίστορ με ένα παρόμοιο αλλά χαμηλότερης ισχύος δεν αξίζει τον κόπο, αυτό ισχύει όχι μόνο για ισχύος, αλλά και σε άλλες παραμέτρους του τρανζίστορ. Σε ορισμένες περιπτώσεις, για να αυξηθεί η ισχύς, τα τρανζίστορ μπορούν να συνδεθούν παράλληλα, με τον πομπό συνδεδεμένο με τον πομπό, τον συλλέκτη με τον συλλέκτη και τη βάση με τη βάση. Οι υπερφορτώσεις μπορεί να προκληθούν από διάφορους λόγους, για παράδειγμα από υπέρταση· οι δίοδοι υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιούνται συχνά για προστασία από υπέρταση.

Όσον αφορά τη θέρμανση και την υπερθέρμανση των τρανζίστορ, το καθεστώς θερμοκρασίας των τρανζίστορ όχι μόνο επηρεάζει την τιμή των παραμέτρων, αλλά καθορίζει επίσης την αξιοπιστία της λειτουργίας τους. Θα πρέπει να προσπαθήσετε να διασφαλίσετε ότι το τρανζίστορ δεν υπερθερμαίνεται κατά τη λειτουργία· στα στάδια εξόδου των ενισχυτών, τα τρανζίστορ πρέπει να τοποθετούνται σε μεγάλα καλοριφέρ. Τα τρανζίστορ πρέπει να προστατεύονται από υπερθέρμανση όχι μόνο κατά τη λειτουργία, αλλά και κατά τη συγκόλληση. Κατά την επικασσιτέρωση και τη συγκόλληση, πρέπει να λαμβάνονται μέτρα για την αποφυγή υπερθέρμανσης του τρανζίστορ· συνιστάται να κρατάτε τα τρανζίστορ με τσιμπιδάκια κατά τη συγκόλληση για να τα προστατεύετε από υπερθέρμανση.