BJT Transistors-Badanie historii elektroniki wskazuje, że wynalezienie tranzystorów było kluczowe dla ludzkości. Tranzystory zastąpiły nieporęczne, energochłonne i mało wydajne lampy próżniowe.
Obecnie używamy tranzystorów albo do wzmacniania, albo do przełączania w obwodach elektronicznych.
Sprawdź ten artykuł, aby dowiedzieć się więcej o tranzystorach bipolarnych, ich konfiguracjach i zastosowaniach.
Co to jest tranzystor BJT?
Rys. 1: Tranzystor mocy NPN.
Tranzystor z połączeniem bipolarnym (BJT) to sterowane prądem urządzenie półprzewodnikowe, które składa się z dwóch złączy n-p.
Posiada trzy zaciski; bazę, emiter i kolektor. W zależności od układu n-p, BJT wykorzystuje dziury lub elektrony jako podstawowe nośniki ładunku.
Podanie sygnału na zacisk bazowy ulega wzmocnieniu na zacisku kolektora tranzystora. Jednakże, aby wzmocnić sygnał, wymaga on pewnego napięcia stałego.
Konfiguracja tranzystorów BJT
Rys. 2: Elementy elektroniczne na płytce drukowanej
BJT jest trójkońcówkowym urządzeniem przełączającym lub wzmacniającym, krytycznym w obwodach elektronicznych. W zależności od podstawowego nośnika ładunku możliwe są dwie konfiguracje tranzystora bipolarnego.
Dlatego w tranzystorach bipolarnych mamy dwa wejścia, ale niemożliwe jest posiadanie dwóch wyjść, ponieważ jest to urządzenie trójkońcowe.
Jeden z terminali jest wspólny dla wejścia i wyjścia, aby pokonać dodatkowy terminal wyjściowy.
Poniższe trzy to możliwe konfiguracje BJT.
Tranzystory BJT: Konfiguracja wspólnego emitera
Tutaj stosujemy sygnał wejściowy pomiędzy złączem baza-emiter a wyjściem złącza kolektora i emitera. Dlatego emiter odwraca sygnał wejściowy.
Tranzystory BJT: Konfiguracja wspólnego kolektora
Ta konfiguracja aplikuje sygnał wejściowy pomiędzy złączem baza-kolektor, jednocześnie pobierając wyjście z rogu kolektor-emiter.
Konfiguracja wspólnej bazy (Common Base Configuration)
Konfiguracja Common Base wykorzystuje zacisk bazy zarówno dla sygnałów wejściowych jak i wyjściowych. BJT Transistors-Konfiguracja ze standardową bazą ma tylko wzmocnienie napięciowe, ale nie ma dochodu prądowego.
BJT Transistors-Charakterystyka BJT
Rys. 3: Schemat obwodu z tranzystorami
Trzy konfiguracje BJT powodują powstanie obwodów o różnych charakterystykach. Do najważniejszych cech należą impedancje wejściowe i wyjściowe, wzmocnienie prądowe i napięciowe.
| Charakterystyka | Wspólna baza | Wspólny emiter | Wspólny kolektor |
| Wzmocnienie mocy | Niski | Bardzo wysoki | Średni |
| Wzmocnienie prądowe | Niski | Średnie | Wysoki |
| Wzmocnienie napięciowe | Wysokie | Średnie | Niskie |
| Kąt fazowy | 0° | 180° | |
| Impedance wyjściowa | Bardzo wysoka | Wysoka | Niska |
| Impedancja wejściowa | Niska | Średnia | Wysoka |
Standardowa konfiguracja emiterowa jest najbardziej rozpowszechnioną konfiguracją BJT. W związku z tym, jej dobre przyrosty mocy, napięcia i prądu poprawiają wzmocnienie obwodu.
BJT Transistors-Rodzaje tranzystorów BJT
Rys. 4: Technik sprawdzający płytkę obwodu elektronicznego
Tranzystory z połączeniem bipolarnym klasyfikuje się według wiodących nośników ładunku w ich strukturze. W związku z tym mamy
PNP BJTs- tranzystory, w których głównymi nośnikami ładunku są dziury
NPN BJTs- Tranzystory wykorzystujące elektrony jako główne nośniki ładunku.
Tranzystory NPN są bardziej popularne niż PNP, ponieważ oferują lepsze wzmocnienie. Tranzystory NPN mają w swojej strukturze więcej elektronów, a elektrony mają większą ruchliwość niż dziury.
Transistor BJT: PNP Bipolar Junction Transistors.
Tranzystor PNP to tranzystor z połączeniem bipolarnym, które polega na domieszkowaniu materiału typu N pomiędzy dwoma materiałami półprzewodnikowymi typu P. W tranzystorach PNP emiter dostarcza dodatnie nośniki ładunku, które przechodzą przez bazę i trafiają na kolektor.
W ten sposób baza kontroluje liczbę nośników ładunku, które przechodzą z emitera do kolektora.
Tranzystory z połączeniem bipolarnym NPN
Tranzystor NPN to tranzystor z połączeniem bipolarnym, które polega na domieszkowaniu materiału półprzewodnikowego typu P pomiędzy dwoma materiałami typu N. W tym przypadku większość nośników ładunku stanowią elektrony swobodne.
Ujemne nośniki ładunku przechodzą z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa, gdy są wystarczająco wzbudzone. W związku z tym przez region półprzewodnika typu N będzie płynął pewien prąd.
Obszar roboczy tranzystora BJT
Rys. 5: Płytka obwodu elektronicznego
Tranzystory technicznie działają jako przełączniki lub urządzenia wzmacniające w obwodach elektronicznych. Tranzystory z połączeniem bipolarnym są trójkońcówkowymi urządzeniami aktywnymi, które mogą przewodzić lub nie, w zależności od polaryzacji bramki.
Przyjrzyjmy się zatem obszarom roboczym BJT
BJT Transistors-Region aktywny
Tutaj tranzystor pracuje jako wzmacniacz.
Ic = .Ib
jest stosunkiem prądów kolektora i bazy i zapewnia wzmocnienie prądowe dla tranzystora ze wspólnym emiterem.
BJT Transistors-Region nasycenia
Tranzystor jest w pełni włączony, a jego złącza baza-kolektor i baza-emiter są w trybie forwarding bias.
Ic = I(nasycenie)
BJT Transistors-Region wyłączenia
Tutaj tranzystor jest całkowicie wyłączony, przy czym jego napięcie bazy jest mniejsze od napięć kolektora i emitera.
Ic=0
Tranzystory BJT: Zastosowania BJT
Po pierwsze, tranzystory z połączeniem bipolarnym funkcjonują jako demodulatory lub detektory.
Po drugie, używane w obwodach wzmacniaczy jako wzmacniacze lub używane jako modulatory
Ponadto, obsługują oscylatory i multiwibratory
Poza tym, są krytycznymi obwodami obcinającymi dla kształtowania fal.
Ponadto, BJTs są również krytyczne w obwodach opóźnienia czasowego
Wreszcie, BJTs działa w elektronicznych obwodach przełączających
Wniosek
Bipolarne tranzystory złączowe są krytycznymi komponentami elektronicznymi, które wymagają głębokiego zrozumienia obwodu. W rezultacie, być może widziałeś je, ale nie rozumiałeś, jak działają.
Mamy nadzieję, że ten artykuł rozwiał niektóre tajemnice wokół BJT i otworzył drzwi, abyś mógł kontynuować swój projekt.
Aby uzyskać więcej informacji, wyjaśnień lub pomocy w zakresie elektroniki, skontaktuj się z naszymi ekspertami.