Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Все своими руками Параллельное включение транзисторов

Опубликовал admin | Дата 19 ноября, 2013

     Одним из наиболее распространенных требований при разработке или доработке источников питания является увеличение его выходного тока.

В таких источниках простое соединение одноименных выводов транзисторов обычно не дает практических результатов из-за неравномерного распределения тока между транзисторами. При повышении рабочей температуры неравномерное распределение тока между транзисторами становится еще большим до тех пор, пока практически весь ток нагрузки не потечет через один из транзисторов.

Предложенный вариант на рисунке 1 может быть реализован при условии, что параллельно соединенные транзисторы имеют совершенно идентичные характеристики и работают при одинаковой температуре. Такое условие практически не реализуемо из-за относительно больших разбросов характеристик биполярных транзисторов. Рис. 2 показывает, как осуществлять параллельное включение транзисторов в линейном источнике питания. При таком включении нужно стремиться использовать транзисторы с близкими параметрами Вст. Транзисторы большой мощности при этом должны устанавливаться на один теплоотвод. Для дополнительного выравнивания токов в данной схеме в цепях эмиттеров применены резисторы R1 и R2. Сопротивление резисторов следует выбирать исходя из падения напряжения на них в интервале рабочих токов, около 1 вольта или, по крайней мере, — не менее 0,7 вольта. Данная схема должна применяться с большой осторожностью, так как даже транзисторы одного типа и из одной партии выпуска имеют очень большой разброс по параметрам. Выход из строя одного из транзисторов неизбежно приведет к выходу из строя и других транзисторов в цепочке. При параллельном включении двух транзисторов максимальный суммарный ток коллектора не должен превышать 150 процентов от предельного тока коллектора одного из транзисторов! Количество транзисторов, включенных по этой схеме, может быть сколько угодно большим — все зависит от степени необходимой надежности устройств, в которых применяется такое включение транзисторов и допустимого КПД всего устройства, так как на резисторах выделяется отнюдь не маленькая тепловая мощность.

На схемах нарисованы р-n-p транзисторы, естественно все сказанное будет справедливо и для n-p-n транзисторов.

     Статический коэффициент усиления по току такого каскада равен коэффициенту усиления одного транзистора, так как общий ток управления равномерно распределяется между базами транзисторов. Значительно большее усиление можно получить, если включить транзисторы по схеме, показанной на рис. 3. Такое включение транзисторов напоминает известный составной транзистор, но отличается от него наличием резистора R, подбираемого экспериментально. Правильно выбранное сопротивление R обеспечивает равномерное распределение общего тока коллектора между транзисторами при одновременном увеличении общего коэффициента усиления. Увеличение коэффициента усиления объясняется тем, что весь ток управления сначала усиливается транзистором VT1, а затем часть тока эмиттера этого транзистора дополнительно усиливается транзистором VT2. Преимущества включения двух транзисторов по схеме рис. 3 были выявлены при сравнительной экспериментальной проверке обоих вариантов схем. Обе схемы были поочередно собраны на одних и тех же экземплярах транзисторов П217В. Общий ток коллектора устанавливался равным 2 А в обоих случаях. В случае параллельного включения транзисторов, (рис. 2) равномерное распределение тока между транзисторами, было достигнуто при сопротивление резисторов R1 и R2 равном 0,69 Ом. При этом ток базы равнялся 44 мА, напряжение между эмиттером и коллектором — 4В. Во втором случае (рис. 3) равномерное распределение тока между транзисторами удалось получить при сопротивлении резистора R, равное 0,2 Ом, а то же напряжение между эмиттером и коллектором (4В) — при токе базы 20 мА. Таким образом, схема рис. 3 имеет вдвое больший статический коэффициент усиления и обладает более высоким КПД. Такая схема может быть использована и для соединения транзисторов с различными видами приводимости (рис. 4), что невозможно осуществить при включении транзисторов по схеме рис. 2.

Усилитель по схеме рис. 4 был собран на транзисторах П306 и П701. Общий ток устанавливался равным 0.4 а. Сопротивление резистора R равно 8 ОМ. При токе базы, равном 7 мА, напряжение между эмиттером и коллектором составило 7В.
Используемые информационные источники
1. http://radiocon-net.narod.ru/page16.htm
2. РАДИО № 5 1972г

Обсудить эту статью на - форуме "Радиоэлектроника, вопросы и ответы".

Просмотров:35 906


Составные транзисторы. Схемы включения. | HomeElectronics

Транзисторы как силовые элементы многих радиоэлектронных устройств для нормальной работы должны выполнять следующие функции:

1. Обеспечивать управление заданным током нагрузки при большом усилении по мощности.

2. Обладать достаточной (с учётом заданной выходной мощности и диапазонов изменения входного и выходного напряжений) рассеиваемой мощностью.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

3. Иметь максимально допустимое напряжение коллектор – эмиттер, позволяющее без опасности пробоя обеспечивать необходимое падение напряжение на переходе коллектор – эмиттер при возможных значениях входного и выходного напряжений.

В некоторых случаях имеющиеся в наличии транзисторы не позволяют выполнить одно или несколько вышеописанных условий, тогда прибегают к помощи так называемых составных транзисторов. Схем составных транзисторов существует великое множество, но основных схем существует всего три.

Тандемное включение транзисторов (схемы Дарлингтона и Шиклаи)

Довольно часто возникает ситуация, когда необходимого коэффициента усиления одного транзистора не хватает. В этом случае транзисторы соединяют тандемно (то есть выходной ток первого транзистора является входным током для второго). Существует две схемы такого включения: схема Дарлингтона и схема Шиклаи. Отличие заключается лишь в том, что в схеме Дарлингтона используются транзисторы одинакового типа проводимости, а в схеме Шиклаи – разного типа проводимости.



Схема Дарлингтона



Схема Шиклаи

Данные пары – это просто два каскада эмиттерного повторителя. Иногда данные составные схемы транзисторов называют «супер-β» пары, так как они функционируют как один транзистор с высоким коэффициентом усиления.

Общий коэффициент передачи тока будет равен:


h21e(ОБЩ) = h21e(VT1)*h21e(VT2)

При использовании данных схем вполне возможна такая ситуация, когда нагрузка уменьшится до нуля (или некоторого минимального значения, близкого к нулю) или при повышении температуры базовый ток транзистора VT1 может стать равным нулю или даже переменить направление за счёт неуправляемого обратного тока коллектора. Во избежание запирания транзистора VT2 его режим следует стабилизировать с помощью резистора R1.

Величину сопротивления R1 можно определить по формуле:


R1 ≤ UE min/ICBO(VT1)

Параллельное включение транзисторов

Современные транзисторы позволяют реализовать электронные схемы расчитаные на широкие диапазоны изменений токов и напряжений, но в отдельных случаях для увеличения допустимой мощности рассеивания применяется параллельное включение транзисторов.



Схема параллельного включения транзисторов

Максимально допустимый ток протекающий через такой составной транзистор равен:


IKmax(общ) = IKmax(VT1) + IKmax(VT2)

При такой схеме включения транзисторов следует учитывать, что вследствие разброса параметров параллельно включённых транзисторов токи между ними распределяются неравномерно. Большая часть тока будет протекать через транзистор, имеющий больший коэффициент усиления. Рассеиваемые транзисторами мощности можно выровнять включением в их эмиттерные цепи дополнительных симметрирующих резисторов с небольшими сопротивлениями.

Так как на практике трудно подбирать такие сопротивление для каждого транзистора, в практических схемах в эмиттеры всех транзисторов ставят резисторы одного сопротивления. Сопротивление симметрирующих резисторов R1 и R2 можно определить по формуле


R1 = R2 ≈ 0,5n/IK,

где n – число параллельно соединенных транзисторов

IK — ток проходящий через коллектор.

Такой способ связан с ухудшением усилительных свойств транзисторов, однако его достоинством является возможность получения мощного силового элемента при использовании относительно маломощных транзисторов.

Последовательное включение транзисторов

Во время работы силового транзистора на его переходе коллектор – эмиттер падает напряжение, представляющее собой разность входного и выходного напряжений. В отдельных случаях эта разность может превышать максимально допустимое напряжений коллектор – эмиттер транзистора, имеющегося в распоряжении. В этом случае необходимо использовать последовательное соединение нескольких транзисторов.



Схема последовательного включения транзисторов

Эквивалентный транзистор будет иметь следующие параметры:


UCEmax(общ) = UCEmax(VT1) + UCEmax(VT2)

Для симметрирования напряжений, которые будут падать на переходе коллектор – эмиттер транзисторов вводят симметрирующие резисторы R1 и R2 сопротивление, которых можно определить по формуле


R1 = R2 < UCEmax/2IB,

где IB – ток базы составного регулирующего транзистора.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Увеличение мощности стабилизированных источников | Техника и Программы

Одним из наиболее распространенных требований при доработке источ­ников питания является увеличение выходного тока или мощности. Часто это может быть связано со стоимостью и трудностями при проектирова­нии и изготовлении нового источника. Рассмотрим несколько способов увеличения выходной мощности существующих источников.

Первое, что вообще приходит на ум, — параллельное включение мощных транзисторов. В линейном стабилизаторе это относилось бы к проходным транзисторам или, в некоторых случаях, к параллельным стабилизирующим транзисторам. В таких источниках простое соедине­ние одноименных выводов транзисторов обычно не дает практических результатов из-за неравномерного распределения тока между транзисто­рами. При повышении рабочей температуры неравномерное распределе­ние нагрузки становится еще большим до тех пор, пока практически весь ток нафузки не потечет через один из транзисторов. Предложен­ный вариант может быть реализован при условии, что параллельно со­единенные транзисторы имеют совершенно идентичные характеристики и работают при одинаковой температуре. Такое условие практически не реализуемо из-за относительно больших разбросов в характеристиках биполярных транзисторов.

С другой стороны, если в линейном стабилизаторе используются мощные МОП-транзисторы, простое их запараллеливание работать бу­дет, потому что эти устройства имеют температурные коэффициенты другого знака по сравнению с мощными биполярными транзисторами и не будут подвергаться сильному нафеву или перераспределению тока. Но МОП-транзисторы использовались чаще в ИИП, чем в линейных стабилизаторах (наше рассмотрение этих не импульсных стабилизаторов дает некоторое понимание проблем параллельного включения транзис­торов и в импульсных стабилизаторах).

Рис. 17.24 показывает, как осуществлять параллельное включение транзисторов в линейном или импульсном источнике питания. Резисто­ры с небольшим сопротивлением, включенные в цепи эмиттеров бипо­лярных транзисторов, обеспечивают индивидуальное смещение между базой и эмиттером, что препятствует возможности увеличения доли тока, протекающего через какой-либо из транзисторов. Хотя примене­ние этих так называемых балластных эмиттерных резисторов очень эффективно при опасном перераспределении токов или повышении тем­пературы, следует использовать самое минимальное сопротивление ре­зисторов, которое достаточно для этой цели. В противном случае будет рассеиваться заметная мощность, что особенно нежелательно в импуль­сных стабилизаторах, где основным достоинством является высокий к.п.д. Не удивительно поэтому, что балластные эмиттерные резисторы имеют сопротивления порядка 0,1 Ома, 0,05 Ома или меньше, а факти­ческая величина будет, конечно, зависеть прежде всего от тока эмиттера конкретного источника. В качестве оценки можно принять величину 1//, где / – максимальный ток эмиттер (или коллектора).

Вместо эмиттерных резисторов, иногда можно выравнить распреде­ление тока в параллельно соединенных биполярных транзисторах, включая несколько более высокоомные резисторы в цепь базы. Они обычно имеют сопротивление от 1 до 10 Ом. Хотя полное рассеяние мощности в этом случае меньше, но эффективность ниже, чем при ис­пользовании эмиттерных резисторов.

Рис. 17.24. Способ параллельного включения мощных биполярных транзисторов. Любая попытка отдельного транзистора пропускать больший ток или перегреться предотвращается благодаря напряжению смещения на его эмиттерном резисторе.

В импульсном стабилизаторе недостаточно просто позаботиться о распределении тока в описанных статических условиях; во внимание не­обходимо также принять динамику процесса переключения. Это требует большего внимания к согласованности транзисторных характеристик. Практически обнаружено, что два мощных транзистора одного и того же типа и названия могут вести себя при переключении по-разному, один из них может быть несколько медленнее, чем другой. Хотя опасность такого расхождения можно свести на нет введением балластных эмит­терных резисторов, их сопротивления, возможно, придется выбирать до­статочно высокими по сравнению со случаем, когда характеристики транзисторов близки. Однако даже если динамические характеристики отдельных транзисторов в параллельном соединении достаточно близки.

влияние неравной длины проводников или неидентичная разводка могут вызывать существенные различия в рассеиваемой мощности.

Чаще всего оказывается, что можно удвоить выходную мощность, соединив параллельно два биполярных транзистора и, скорее всего, не потребуется модернизировать задающий каскад. Однако в других случа­ях, вероятно, будет необходим больший ток от задающего устройства. Таким образом, при трех, четырех или большем числе выходных транзи­сторов в задающем каскаде также потребуется параллельное соединение транзисторов. Иногда оказывается, что в задающем устройстве целесо­образнее применить транзистор с большей номинальной мощностью.

Мощные МОП-транзисторы можно включать параллельно без балласт­ных резисторов. Часто четыре или больше таких транзисторов могут рабо­тать от задающего каскада, который работал с одним транзистором. Однако метод, показанный на рис. 17.25, рекомендуется для предупреждения пара­зитных колебаний в диапазоне метровых и дециметровых волн. С феррито-выми бусинками может потребоваться некоторое экспериментирование. Ча­сто эффективное затухание обеспечивается введением двух или трех витков провода. Другой метод предлагает использовать небольшие пленочные рези-стсфы с сопротивлением от 100 до 1000 Ом в цепи затвора. Стабилитроны, показанные на рис. 17.25, включены в структуры специально разработанных МОП-транзисторов. Другие МОП-транзисторы не имеют такой защиты зат­вора, но метод параллельного включения остается тем же самым.

Рис. 17.25. Способ параллельного включения мощных МОП-тран­зисторов. Это простой путь увеличить нагрузочную способность по току как импульсных, так и линейных стабилизаторов. Ферритовая бусинка в цепи затвора подавляет высокочастотную паразитную гене­рацию. Стабилитроны находятся внутри транзисторов. Siliconix.

Мощный импульсный каскад на МОП-транзисторе может применяться также в последовательной схеме, чтобы обеспечить более высокое напря­жение на выходе. Схема такого устройства изображена на рис. 17.26 для двух транзисторов, но их количество может быть и больше. Интересной чертой этого метода является то, что входной сигнал подается только на один МОП-транзистор. Происходит это потому, что на затворе другого

МОП-траНзистора имеется напряжение +15 В относительно земли; этот МОП-транзистор готов проводить, как только цепь его истока оказывается замкнутой запускаемым МОП-транзистором. Такая конструкция позволяет удвоить мощность, подводимую к нагрузке по сравнению с той которую можно получить от одного МОП-Транзистора; в то же самое время каждый МОП-транзистор работает в пределах номинального напряжения между стоком и истоком. /?С-цепь в цепи затвора верхнего МОП-транзистора осу­ществляет динамическую балансировку напряжений на затворах двух МОП-транзисторов. В первом приближении R\C\ должно равняться В2С2,

Рис. 17.26. Последовательное соединение мощных МОП-транзисторов для удвоенного рабочего напряжения. Этот метод можно распрост­ранить на большее число мощных МОП-транзисторов. Обратите вни­мание, что сигнал запуска поступает только на один затвор. Хотя пока­занный специализированный мощный МОП-транзистор имеет внутренний стабилитрон, большинство других его не имеют. Siliconex.

Поскольку появились мощные высоковольтные МОП-транзисторы, последовательная конфигурация не используется как раньше, когда эти транзисторы только стали конкурентоспособными с биполярными тран­зисторами. Кроме того, свойственная им легкость работы в параллель­ном режиме исключает трудности при расчете схем. Параллельная кон­фигурация проще в реализации, потому что легче обеспечить одинаковые температурные условия, которые требуется в обеих схемах для опти­мальной работы. Последовательный вариант может быть выбран в сис­темах, где постоянное рабочее напряжение превышает номинальное значение для одного МОП-транзистора.

Мало того, что некоторые мощные МОП-транзисторы содержат во входной цепи эквивалент стабилитрона для защиты затвора, изготовите­ли этих устройств могут включить в выходную цепь «фиксирующий» диод. По этой причине во многих ИИП и схемах управления двигателя­ми, использующих мощные МОП-транзисторы не включают обычный фиксирующий диод, который используется в схеме с биполярным тран­зистором. -канальных МОП-транзисторов. Поэтому можно ожидать, что дру­гие компании скоро будут торговать устройствами, содержащими пару комплементарных МОП-транзисторов для импульсных применений.

Еще одна схема, в которой складываются мощности, показана на рис. 17.27. Здесь выходы идентичных выходных каскадов соединены последова­тельно, что позволяет эффективно объединять возможности транзисторов без применения балластных резисторов. Это прекрасный способ обойтись без мощных транзисторов, работающих с более высокими напряжениями или номинальными токами, – такие устройства могут быть или недоступ­ны или очень дороги. Это устройство лучше рассмотреть на начальном этапе конструирования инвертора или стабилизированного источника, тогда будет легко определить входные и выходные обмотки трансформа­торов. Фазирование вторичных обмоток выходных трансформаторов дол­жно быть таким, чтобы выходные напряжения складывались. Относитель­но легко получить равный вклад токов от мощных транзисторов и хорошо, если все транзисторы работают при одной и той же температуре. Обычно это достигается путем применения общего радиатора. В этом от­ношении схема с общим коллектором, а не показанная на рисунке схема с общим эмиттером, более предпочтительна, поскольку не требуется ни­какой изоляции между корпусом транзистора и радиатором.

Рис. 17.27. Схема удвоения выходной мощности инвертора или им­пульсного стабилизатора. Этот метод не требует дорогих или недо­ступных высоковольтных или предназначенных для работы при больших токах транзисторов. В отличие от схем с параллельным включением транзисторов здесь не требуются балластные резисторы, рассеивающие мощность.

К недостаткам этого метода можно отнести высокую стоимость, а также увеличенные габариты и вес. Это справедливо потому, что два трансформатора дороже, чем один, имеющий вдвое большую номиналь­ную мощность. Габариты двух трансформаторов будут, как правило, превышать размеры одного трансформатора той же мощности. Суще­ственны или нет эти факторы зависит, конечно, от конкретных обстоя­тельств, связанных с особенностями системы.

Хотя на рис. 17.27 показаны два выходных каскада, объединять можно и большее число каскадов. Но основную идею, предлагаемую здесь, не сле­дует путать с вариантом, показанным на рис. 2.10, где используется один выходной трансформатор, а пары выходных транзисторов соединены пос­ледовательно по отношению к источнику постоянного напряжения. Схема на рис. 17.27 предпочтительнее для инверторов с внешним возбуждением и ИИП, а схема на рис. 2-10 лучше подходит для реализации инвертора с на­сыщаемым сердечником. В схеме, приведенной на рис. 17.27, можно ис­пользовать один сердечник для всех входных трансформаторов и один для выходных. Конечно, это так, однако использование отдельных трансфор­маторов, как показано на рисунке, представляется наиболее разумным для испытаний, оценки возможностей, измерения и эксплуатации.

Примером гибкости схемы на рис. 17.27 является возможность исполь­зовать в качестве одной из пар мощные /?/7/?-транзисторы. Хотя это не при­водит к схеме с комплементарными транзисторами в обычном смысле, но в некоторых случаях оказывается проще получить требуемую суммарную мощность. По переменному току функционирование схемы не изменилось.

Интересный способ удвоить выходной ток и, поэтому, выходную мощность одно-транзисторного импульсного стабилизатора, показан на рис. 17.28. Сигнал на дополнительный переключающий транзистор Q2 поступает со сдвигом на 180** по отношению к сигналу, поступающему на основной транзистор Q\. Этот сдвиг фазы осуществляется с помо­щью трансформатора 71. Хотя отношение числа витков первичной и вторичной обмоток можно взять равным 1, низкие входные сопротив­ления транзисторов обычно требуют для получения оптимальных ре­зультатов использовать понижающий трансформатор. В этом случае вторичная обмотка с отводом от середины обеспечит более низкое на­пряжение на базе каждого транзистора, чем имеющееся на первичной обмотке. (Это, кроме того, снижает вероятность обратного пробоя эмиттерных переходов транзисторов. Полезным может оказаться вклю­чение в цепь базы (на рисунке не показано) резистора с малым сопро­тивлением. )

Потребуется также катушка индуктивности L2 аналогичная катуш­ке L\, Дополнительный «фиксирующий» диод D2 идентичен диоду D\. Удвоение выходного тока стабилизатора не единственное, что дает до­полнительный переключающий транзистор. В этой схеме удваивается частота пульсаций и вдвое уменьшается их амплитуда. Таким образом, с прежней емкостью выходного конденсатора С1 на выходе стабилиза­тора имеем более чистое постоянное напряжение. Другой вариант со­стоит в том, чтобы сохранить характеристики одно-транзисторной схе­мы, уменьшая емкость конденсатора С1. Этот вариант позволяет несколько сократить габариты и стоимость. Если следовать этой мето­дике на начальной стадии проектирования, то можно выбрать менее дорогие переключающие транзисторы, потому что каждый должен бу­дет переключаться с частотой, равной половине частоты пульсаций на выходе.

Рис. 17.28. Метод удвоения выходного тока импульсного стабили­затора. Этот метод обеспечивает не только увеличение выходной мощ­ности, но и уменьшает пульсации выходного напряжения. (А) Упро­щенная схема обычного импульсного стабилизатора. (В) Моди­фицированная схема для удвоения выходного тока.

Чтобы воспользоваться достоинствами этой схемы, нестабилизиро­ванный источник постоянного напряжения должен, конечно, обеспечи­вать ток, вдвое больший требуемого для одно-транзисторного стабили­затора. Схемы на рис. 17.28 А и В представляют собой стабилизаторы с внешним возбуждающим сигналом, имеющим фиксированную частоту. Если применять этот метод в автоколебательном стабилизаторе, то мо­гут встретиться некоторые трудности и, естественно, потребуется экспе­риментальная доводка. Связано это с тем, что частота пульсаций, ис­пользуемых в цепи обратной связи, вдвое выше частоты переключений.

2.16. Составной транзистор (схема Дарлингтона)

ГЛАВА 2. ТРАНЗИСТОРЫ

Некоторые типы усилительных каскадов



Если соединить транзисторы, как показано на рис. 2.60, то полученная схема будет работать как один транзистор, причем его коэффициент β будет равен произведению коэффициентов β составляющих транзисторов. Этот прием полезен для схем, работающих с большими токами (например, для стабилизаторов напряжения или выходных каскадов усилителей мощности) или для входных каскадов усилителей, если необходимо обеспечить большой входной импеданс.

Рис. 2.60. Составной транзистор Дарлингтона.

В транзисторе Дарлингтона падение напряжения между базой и эмиттером в два раза больше обычного, а напряжение насыщения равно по крайней мере падению напряжения на диоде (так как потенциал эмиттера транзистора Т1 должен превышать потенциал эмиттера транзистора Т2, на величину падения напряжения на диоде). Кроме того, соединенные таким образом транзисторы ведут себя как один транзистор с достаточно малым быстродействием, так как транзистор T1 не может быстро выключить транзистор Т2. С учетом этого свойства обычно между базой и эмиттером транзистора Т2 включают резистор (рис. 2.61). Резистор R предотвращает смешение транзистора Т2 в область проводимости за счет токов утечки транзисторов Т1 и Т2. Сопротивление резистора выбирают так, чтобы токи утечки (измеряемые в наноамперах для малосигнальных транзисторов и в сотнях микроампер для мощных транзисторов) создавали на нем падение напряжения, не превышающее падения напряжения на диоде, и вместе с тем чтобы через него протекал ток. малый по сравнению с базовым током транзистора Т2. Обычно сопротивление R составляет несколько сотен ом в мощном транзисторе Дарлингтона и несколько тысяч ом в малосигнальном транзисторе Дарлингтона.

Рис. 2.61. Повышение скорости выключения в составном транзисторе Дарлингтона.

Промышленность выпускает транзисторы Дарлингтона в виде законченных модулей, включающих, как правило, и эмиттерный резистор. Примером такой стандартной схемы служит мощный n-p-n - транзистор Дарлингтона типа 2N6282, его коэффициент усиления по току равен 4000 (типичное значение) для коллекторного тока, равного 10 А.

Соединение транзисторов по схеме Шиклаи (Sziklai). Соединение транзисторов по схеме Шиклаи представляет собой схему, подобную той. которую мы только что рассмотрели. Она также обеспечивает увеличение коэффициента β. Иногда такое соединение называют комплементарным транзистором Дарлингтона (рис. 2.62). Схема ведет себя как транзистор n-p-n - типа, обладающий большим коэффициентом β. В схеме действует одно напряжение между базой и эмиттером, а напряжение насыщения, как и в предыдущей схеме, равно по крайней мере падению напряжения на диоде. Между базой и эмиттером транзистора Т2 рекомендуется включать резистор с небольшим сопротивлением. Разработчики применяют эту схему в мощных двухтактных выходных каскадах, когда хотят использовать выходные транзисторы только одной полярности. Пример такой схемы показан на рис. 2.63. Как и прежде, резистор представляет собой коллекторный резистор транзистора T1 Транзистор Дарлингтона, образованный транзисторами Т2 и Т3. ведет себя как один транзистор n-p-n - типа. с большим коэффициентом усиления по току. Транзисторы Т4 и Т5, соединенные по схеме Шиклаи, ведут себя как мощный транзистор p-n-p - типа. с большим коэффициентом усиления. Как и прежде, резисторы R3 и R4 имеют небольшое сопротивление. Эту схему иногда называют двухтактным повторителем с квазидополнительной симметрией. В настоящем каскаде с дополнительной симметрией (комплементарном) транзисторы Т4 и Т5, были бы соединены по схеме Дарлингтона.

Рис. 2.62. Соединение транзисторов по схеме Шиклаи («дополняющий транзистор Дарлингтона»).

Рис. 2.63. Мощный двухтактный каскад, в котором использованы выходные транзисторы только n-p-n - типа.

Транзистор со сверхбольшим значением коэффициента усиления по току. Составные транзисторы - транзистор Дарлингтона и ему подобные - не следует путать с транзисторами со сверхбольшим значением коэффициента усиления по току, в которых очень большое значение коэффициента h21э получают в ходе технологического процесса изготовления элемента. Примером такого элемента служит транзистор типа 2N5962. для которого гарантируется минимальный коэффициент усиления по току, равный 450, при изменении коллекторного тока в диапазоне от 10 мкА до 10 мА; этот транзистор принадлежит к серии элементов 2N5961-2N5963, которая характеризуется диапазоном максимальных напряжений Uкэ от 30 до 60 В (если коллекторное напряжение должно быть больше, то следует пойти на уменьшение значения C). Промышленность выпускает согласованные пары транзисторов со сверхбольшим значением коэффициента β. Их используют в усилителях с низким уровнем сигнала, для которых транзисторы должны иметь согласованные характеристики; этому вопросу посвящен разд. 2.18. Примерами подобных стандартных схем служат схемы типа LM394 и МАТ-01; они представляют собой транзисторные пары с большим коэффициентом усиления, в которых напряжение Uбэ согласовано до долей милливольта (в самых хороших схемах обеспечивается согласование до 50 мкВ), а коэффициент h21э - до 1%. Схема типа МАТ-03 представляет собой согласованную пару p-n-p - транзисторов.

Транзисторы со сверхбольшим значением коэффициента β можно объединять по схеме Дарлингтона. При этом базовый ток смещения можно сделать равным всего лишь 50 пкА (примерами таких схем служат операционные усилители типа LM111 и LM316.


Некоторые типичные транзисторные схемы


Составной транзистор (схема Дарлингтона и Шиклаи)

Составной транзистор — электрическое соединение двух или более биполярных транзисторов, полевых транзисторов или IGBT-транзисторов, с целью улучшения их электрических характеристик. К этим схемам относят так называемую пару Дарлингтона, пару Шиклаи, каскодную схему включения транзисторов, схему так называемого токового зеркала и др.

 

Условное обозначение составного транзистора

 

Составной транзистор имеет три вывода (база, эмиттер и коллектор), которые эквивалентны выводам обычного одиночного транзистора. Коэффициент усиления по току типичного составного транзистора (иногда ошибочно называемого «супербета»), у мощных транзисторов ≈ 1000 и у маломощных транзисторов ≈ 50000. Это означает, что небольшого тока базы достаточно для того, чтобы составной транзистор открылся.

В отличие от биполярных, полевые транзисторы не используются в составном включении. Объединять полевые транзисторы нет необходимости, так как они и без того обладают чрезвычайно малым входным током. Однако существуют схемы (например, биполярный транзистор с изолированным затвором), где совместно применяются полевые и биполярные транзисторы. В некотором смысле, такие схемы также можно считать составными транзисторами. Так же для составного транзистора достигнуть повышения значения коэффициента усиления можно, уменьшив толщину базы, но это представляет определенные технологические трудности.

Примером супербета (супер-β) транзисторов может служить серия КТ3102, КТ3107. Однако их также можно объединять по схеме Дарлингтона. При этом базовый ток смещения можно сделать равным всего лишь 50 пкА (примерами таких схем служат операционные усилители типа LM111 и LM316).

 

Фото типичного усилителя на составных транзисторах

 

Схема Дарлингтона

 

Один из видов такого транзистора изобрёл инженер-электрик Сидни Дарлингтон (Sidney Darlington).

 

Принципиальная схема составного транзистора

 

Составной транзистор является каскадным соединением нескольких транзисторов, включенных таким образом, что нагрузкой в эмиттере предыдущего каскада является переход база-эмиттер транзистора следующего каскада, то есть транзисторы соединяются коллекторами, а эмиттер входного транзистора соединяется с базой выходного. Кроме того, в составе схемы для ускорения закрывания может использоваться резистивная нагрузка первого транзистора. Такое соединение в целом рассматривают как один транзистор, коэффициент усиления по току которого при работе транзисторов в активном режиме приблизительно равен произведению коэффициентов усиления первого и второго транзисторов:

 

βс = β1 ∙ β2

 

Покажем, что составной транзистор действительно имеет коэффициент β, значительно больший, чем у его обоих компонентов. Задавая приращение dlб = dlб1, получаем:

 

dlэ1 = (1 + β1) ∙ dlб = dlб2

 

dlк = dlк1 + dlк2 = β1 ∙ dlб + β2 ∙ ((1 + β1) ∙ dlб)

 

Деля dlк на dlб, находим результирующий дифференциальный коэффициент передачи:

 

βΣ = β1 + β2 + β1 ∙ β2

 

Поскольку всегда β>1, можно считать:

 

βΣ = β1β1

 

Следует подчеркнуть, что коэффициенты β1 и β1 могут различаться даже в случае однотипных транзисторов, поскольку ток эмиттера Iэ2 в 1 + β2 раз больше тока эмиттера Iэ1 (это вытекает из очевидного равенства Iб2 = Iэ1).

 

Схема Шиклаи

 

Паре Дарлингтона подобно соединение транзисторов по схеме Шиклаи, названное так в честь его изобретателя Джорджа Шиклаи, также иногда называемое комплементарным транзистором Дарлингтона. В отличие от схемы Дарлингтона, состоящей из двух транзисторов одного типа проводимости, схема Шиклаи содержит транзисторы разной полярности (p–n–p и n–p–n). Пара Шиклаи ведет себя как n–p–n-транзистор c большим коэффициентом усиления. Входное напряжение — это напряжение между базой и эмиттером транзистора Q1, а напряжение насыщения равно, по крайней мере, падению напряжения на диоде. Между базой и эмиттером транзистора Q2 рекомендуется включать резистор с небольшим сопротивлением. Такая схема применяется в мощных двухтактных выходных каскадах при использовании выходных транзисторов одной полярности.

 

Каскад Шиклаи, подобный транзистору с n–p–n переходом

 

Каскодная схема

 

Составной транзистор, выполненный по так называемой каскодной схеме, характеризуется тем, что транзистор VT1 включен по схеме с общим эмиттером, а транзистор VT2 — по схеме с общей базой. Такой составной транзистор эквивалентен одиночному транзистору, включенному по схеме с общим эмиттером, но при этом он имеет гораздо лучшие частотные свойства и большую неискаженную мощность в нагрузке, а также позволяет значительно уменьшить эффект Миллера (увеличение эквивалентной ёмкости инвертирующего усилительного элемента, обусловленное обратной связью с выхода на вход данного элемента при его выключении).

 

Достоинства и недостатки составных транзисторов

 

Высокие значения коэффициента усиления в составных транзисторах реализуются только в статическом режиме, поэтому составные транзисторы нашли широкое применение во входных каскадах операционных усилителей. В схемах на высоких частотах составные транзисторы уже не имеют таких преимуществ — граничная частота усиления по току и быстродействие составных транзисторов меньше, чем эти же параметры для каждого из транзисторов VT1 и VT2.

 

Достоинства:

а) Высокий коэффициент усиления по току.

б) Cхема Дарлингтона изготавливается в виде интегральных схем и при одинаковом токе рабочая поверхность кремния меньше, чем у биполярных транзисторов. Данные схемы представляют большой интерес при высоких напряжениях.

 

Недостатки:

а) Низкое быстродействие, особенно перехода из открытого состояния в закрытое. По этой причине составные транзисторы используются преимущественно в низкочастотных ключевых и усилительных схемах, на высоких частотах их параметры хуже, чем у одиночного транзистора.

б) Прямое падение напряжения на переходе база-эмиттер в схеме Дарлингтона почти в два раза больше, чем в обычном транзисторе, и составляет для кремниевых транзисторов около 1,2 — 1,4 В (не может быть меньше, чем удвоенное падение напряжения на p-n переходе).

в) Большое напряжение насыщения коллектор-эмиттер, для кремниевого транзистора около 0,9 В (по сравнению с 0,2 В у обычных транзисторов) для маломощных транзисторов и около 2 В для транзисторов большой мощности (не может быть меньше чем падение напряжения на p-n переходе плюс падение напряжения на насыщенном входном транзисторе).

Применение нагрузочного резистора R1 позволяет улучшить некоторые характеристики составного транзистора. Величина резистора выбирается с таким расчётом, чтобы ток коллектор-эмиттер транзистора VT1 в закрытом состоянии создавал на резисторе падение напряжения, недостаточное для открытия транзистора VT2. Таким образом, ток утечки транзистора VT1 не усиливается транзистором VT2, тем самым уменьшается общий ток коллектор-эмиттер составного транзистора в закрытом состоянии. Кроме того, применение резистора R1 способствует увеличению быстродействия составного транзистора за счёт форсирования закрытия транзистора VT2. Обычно сопротивление R1 составляет сотни Ом в мощном транзисторе Дарлингтона и несколько кОм в малосигнальном транзисторе Дарлингтона. Примером схемы с эмиттерным резистором служит мощный n-p-n — транзистор Дарлингтона типа кт825, его коэффициент усиления по току равен 10000 (типичное значение) для коллекторного тока, равного 10 А.

Как включить транзисторы параллельно.

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ СИЛОВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

    Вопросы на тему использования силовых транзисторов в параллельном включении появляются все чаще и чаще. Причем вопросы относятся как и к автомобильным преобразователям, так и к сетевым.
    Лень меня одолела и я решил ответить сразу на все вопросы в один заход, чтобы больше на эту тему не отвлекаться.
    Для примера возьмем последний вопрос на эту тему:
    Прошу помощи или совета с подбором MOSFET и рекомендации по ремонту. Ремонтирую преобразователь 12/220 1800 Ватт. Там в каждом плече выхода 220 Вольт стоят 6 транзисторов. В общем их всего 12шт. родные BLV740. Часть накрыльсь. До меня туда влепили IRF740 3 шт. Проверил нашёл пару ещё неисправных. Докупил ещё 3 IRF740 (чтобы все транзисторы в одном плече были одинаковые). Схема не заработала то включалась то уходила в защиту.
    В конце концов умерли ещё часть полевиков. Поставил все IRF740, заменив сгоревшие - снова не работает. Часть транзисторов греется и в конце концов опять часть сгорела. Предположил, что параметры транзисторов "разбежались", выпаял все, оставил по 1 транзистору на полупериод т.е 2 вверху и 2 внизу. Подключил-всё работает, нагрузку 100 Ватт держит. Теперь вопрос. Прав ли я что транзисторы нужно менять все одновременно. И можно ли заменить BLV740 на IRF740?
    Я конечно мог бы не разводить балобольню и ответить коротко, но я не люблю клонеров (бездумно клонирующих чущие схемы), поэтому данный ответ построю на ряде вопросов таким образом, что думающий человек поймет о чем речь, а бестолковый будет и дальше тратить свою бюджет на взрывающиеся полевики. (Ехидно хихикаю...)

    Итак, потихоньку поехали:
    Изначально стояло несколько штук BLV740, открываем даташник и смотрим всего одну единственную строчку - количество энергии, запасенной затвором, которая обозначается Qg.
    Почему именно эту строчку?
    Потому что от этого значения на прямую зависит время открытия и закрытия полевого транзистора технологии MOSFET. Чем больше это значение, тем больше требуется энергии, чтобы открыть или закрыть полевой транзистор. Сразу оговорюсь - есть такое понятние в полевых транзисторах, как емкость затвора. Этот параметр тоже важный, но уже когда преобразование происходит на частотах сотни кГц. Лезть туда настоятельно не рекомендую - нужно съесть не одну собаку в этой области, чтобы успешно перешагнуть хотя бы сотню килогерц, причем есть собаку вместе с будкой.
    Поэтому для наших относительно низкочастотных целей наиболее важным является именно Qg. Открываем даташник на BLV740, при этом не забываем отметить у себя в голове, что эти транзисторы производит только SHANGHAI BELLING CO. Итак, что мы видим:

    Нижнее значение Qg вообще не нормировано, впрочем как и типовое, указано только максимальное - 63 nC. Из этого напрашивается какой вывод?
    Не понятно?
    Ладно, подскажу чуточку - отбраковка производится только по максимальному значению, т.е. транзисторы выпущенные заводом SHANGHAI BELLING CO в январе и мае могут отличаться друг от друга, причем не только параметром Qg, а и всеми остальными.
    Че делать?
    Ну например можно вспомнить, что максимально одинаковые транзисторы могут получится только когда производится одна партия, т.е. когда "пилится" один кристалл кремния, в помещении одна и таже влажность и температура и обслуживает оборудование одна и таже смена обслюживающего персонала со своим идивидуальным запахом, влажностью рук и т.д.
    Да, да, это все влияет на качество конечного кристалла и всего транзистора в целом и именно поэтому разброс параметров в одной партии не превышает 2%. Обратите внимание даже в одинаковых условиях нет одинаковых транзисторов, есть разброс не более 2-х %. Что уж говорить о транзисторах других партий.
    Теперь включаем и прогреваем думатель. ..
    Готово? Тогда вопрос - что произойдет, если у нас включены два транзистора в параллель, но у одного энергия затвора равна 30 nC, а у второго 60 nC?
    Нет, первый не откроется в 2 раза быстрее - это зависит еще от резисторов в затворах, однако мысль потекла в нужном направлении - ПЕРВЫЙ ОТКРОЕТСЯ БЫСТРЕЕ ВТОРОГО. Другими словами первый транзистор возьме на себя не половину нагрузки а всю. Да, это будет длится какие то наносекунды, но даже это уже увеличит его температуру и в конечном итоге приведет через десяток-другой часов к перегреву и тепловому пробою. Про токовый пробой я не говорю - обычно технологический запас позволяет транзистору остаться живым, но работа на технологическом запасе это раскуривание кальяна на пороховой бочке.
    Теперь случай чуток тяжелее - параллельно включено четыре транзистора. У первого Qg равно 50 nC, у второго - 55 nC, у третьего - 60 nC, у четвертого - 45 nC.
    Вот тут уже говорить о тепловом пробое смысла не имеет -есть огромная вероятность того, что тот, кто открывается первым даже прогреться не успеет как слдеует - он принимает на себя нагрузку, предназначенную для четырех транзисторов.
    Кто догадался какой транзистор кончится первым молодец, ну а кто не доехал, то возвращаемся на три абзаца вверх и чиатем второй раз.
    Итак, надеюсь понятно, что транзисторы параллельно включать можно и нужно, только необходимо соблюдать определенные правила, чтобы не было лишних трат. Правило первое и самое простое:
    ТРАНЗИСТОРЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ОДНОЙ ПАРТИИ, о производителе я вообще молчу - это само собой разумеется, поскольку даже нормированные параметры у заводов могут отличаться:

    Итак, в итоге видно, что транзисторы от STMicroelectronics и Fairchild имеют типовое значение Qg, которое может отличаться как сторону уменьшения, так и увеличения, а вот Vishay Siliconix решил не заморачиваться и обозначил только максимальное значение, а остальное как Бог на душу положит.
    Для тех же, кто часто балуется ремонтом всяких преобразователей или собирает мощные усилители, где в оконечном каскаде несколько транзисторов настоятельно рекомендую собрать стенд для отбраковки именно силовых транзисторов. Денег съест этот стенд не много, а вот нервы и бюджет будет экономить регулярно. Подробнее об этом стенде здесь:

    Кстати сказать - видео можно просмотреть и сначала - есть некоторые моменты, которые любят пропускать начинающие и не очень опытные паяльщики.
    Данный стенд универсален - позволяет отбраковать как биполярные транзисторы, так и полевые, причем обоих структур. Принцип отбраковки основан на выборе транзисторов с одинаковым коф усиления, причем это происходит при токе кллектора порядка 0,5-1 А. Этот же параметр для полевых транзисторов на прямую связан со скоростью открытия-закрытия.
    Разработанно это устройство было ОЧЕНЬ давно, когда собирались на продажу услители Холтона на 800 Вт и в оконечном каскаде стояло по 8 штук IRFP240-IRFP9240. В брак уходило ОЧЕНЬ мало транзисторов, но это было до тех пор, пока их выпускала International Rectifier. Как только на рынке появились IRFP240-IRFP9240 Vishay Siliconix с усилителями Холтона в оригинале было покончено - из 10 транзисторов даже одной партии одинаковых попадалось лишь 2 или 3. Холтон был переведен на 2SA1943-2SC5200. Пока еще есть из чего выбирать.
    Ну если с параллельным включением все более-менее прояснилось, то как быть с плечами преобразователя? Можно использовать в одном плече транзисторы из одной пратии, а во втором из другой?
    Ответ я был дал, да вот только злоупотреблю уже прогретым Вашим думателем - разная скорость открытия-закрытия, одно плечо открыто дольше другого, а сердечник должен полностью размагничиваться и для этого на него нужно подавать ПЕРЕМЕННОЕ напряжение с одинаковой длительностью как отрицательной, так и положительной полуволны. Если этого не будет происходить, то некоторый момент времени намагниченный сердечник будет выстпать в роли АКТИВНОГО сопротивления, равного активному сопротивлению обмотки. Это когда на ОМах измеряешь сколько она Ом. Ну так и что будет?
    Снова ехидно хихикаю...
    Что до биполярных транзисторов, то тут решающим фактором является коф усиления. Именно от него зависит какой транзистор откроется быстрее и сильнее, он же на прямую влияет на ток перехода база-эмиттер.

  На последок настоятельно рекомендую почитать о расчетах импульсных блоков питания в Экселе - там о времени открытия-закрытия довольно подробно. ЧИТАТЬ.

 

 

   
   
   

   


Адрес администрации сайта: [email protected]
   

 

Последовательное соединение - транзистор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Последовательное соединение - транзистор

Cтраница 1

Последовательное соединение транзисторов, управляемых сигналами, выдаваемыми триггерами, позволяет использовать один и тот же транзистор, чтобы получить два произведения двух переменных, в которых одна переменная входит общим множителем. Это свойство позволяет экономить элементы.  [1]

Применение последовательного соединения транзисторов в первую очередь позволяет значительно снизить проводимость внутренней обратной связи ( Л12, у12) между входом и выходом схемы, что особенно существенно в области повышенных частот, когда начинает сказываться влияние емкости перехода коллектор-база.  [3]

При последовательном соединении транзисторов в запертом состоянии схемы через сопротивление RK проходит только ток / к обр в отличие от схемы с параллельным включением сопротивления транзисторов, где через RK проходит m токов / к.  [5]

Так как непосредственное последовательное соединение транзисторов представляет определенные трудности ( подробнее - см. § 11 - 4), при повышенных напряжениях питания предпочтительней применение мостовой или полумостовой схемы.  [6]

В случае последовательного соединения транзисторов ток, определяемый выражением ( 1), течет при включении только в базу одного транзистора.  [7]

Следовательно, схема с последовательным соединением транзисторов в зависимости от системы задания логических переменных обеспечивает реализацию двух операций.  [9]

На рис. 6.52 показан трюк с последовательным соединением транзисторов для увеличения напряжения пробоя. Транзистор 7 - i управляет последовательно соединенными транзисторами Т2 - Т4, которые делят между собой большое напряжение между коллектором Т2 и выходом. Одинаковые базовые резисторы выбираются достаточно мальгми, чтобы обеспечить полный выходной ток транзисторов. Заметьте, что резисторы смещения дают некоторый выходной ток, даже когда транзисторы выключены, поэтому должна быть минимальная нагрузка на землю для того, чтобы предотвратить подъем выходного напряжения выше стабилизированного уровня.  [11]

Инвертор выполнен по трехфазной мостовой схеме с последовательным соединением транзисторов по четыре в одном плече моста. Для равномерного распределения напряжения между транзисторами при их закрытом состоянии каждый из них шунтирован сопротивлением Rm; величина Rm принимается равной.  [12]

Логическая схема ИЛИ может быть также построена с последовательным соединением транзисторов.  [13]

ВВА-схемы так же, как и однотактной АПН-схемы, позволяет исключить последовательное соединение транзисторов или ячеек ПРПА-схемы и поэтому является технически оправданным, несмотря на увеличенную массу основных элементов. При выборе между ПРПА - и ВВА-схемами следует учитывать также некоторое усложнение устройства управления ВВА-схемой в случае регулируемых преобразователей ( см. гл.  [14]

Страницы:      1    2    3

транзисторов - диод подключен BJT вместо диода

«Диод армированный». Подключенный диод BJT , также известный как «активный диод», - это просто транзистор, коллектор которого подключен к базе. Таким образом, часть коллектор-эмиттер транзистора подключена параллельно его переходу база-эмиттер, так что мы можем рассматривать эту комбинацию как «усиленный диод». Ток через этот «составной диод» в бета раз больше, чем ток через одиночный p-n переход (база-эмиттер).Так что его ВАХ более вертикальная или, как говорится, его дифференциальное сопротивление в этой части меньше. Именно поэтому активный диод лучше обычного диода.

Обратите внимание, что истинный диод (переход база-эмиттер) отклоняет только beta часть всего входного (коллекторного) тока; поэтому он действует как маломощный (сигнальный) диод, который определяет поведение силового «диода». Большая часть тока проходит через переход коллектор-эмиттер, который изначально имел поведение стабилизатора тока , но теперь действует как стабилизатор напряжения .

Транзистор «перевернутый». Это соединение вводит отрицательную обратную связь по напряжению, которая меняет поведение транзистора на противоположное. Обычно входное напряжение Vbe управляет выходным током коллектора Ic транзистора, тогда как здесь, благодаря отрицательной обратной связи, кажется, что «входной» ток коллектора управляет «выходным» напряжением Vbe. Этот «перевернутый» транзистор используется во входной части простого токового зеркала BJT (QREF на изображении Бимпелрекки).

Этот «трюк с реверсированием» можно наблюдать в любой системе с отрицательной обратной связью, поскольку она регулирует свой вход так, чтобы получить желаемый выход. В результате выход становится входом, а вход становится выходом. Другой типичный пример - широко распространенный неинвертирующий усилитель на операционных усилителях, где операционный усилитель регулирует входное напряжение VOA делителя напряжения R1-R2 так, чтобы его выходное напряжение VR1 = VOA.R1 / (R1 + R2) было равным истинное входное напряжение VIN. В результате аттенюатор действует (с помощью операционного усилителя) как усилитель с коэффициентом усиления (R1 + R2) / R1.

«Резиновый диод». Если мы приложим не все напряжение коллектор-эмиттер к переходу база-эмиттер, а его часть, VBE будет умножаться (как в неинвертирующем усилителе).«Транзисторный диод» будет действовать как «транзисторный стабилитрон» с любым желаемым напряжением. Эта сеть широко используется в качестве цепи смещения в операционных усилителях и усилителях мощности.

Не могли бы вы пролить свет на «отрицательную обратную связь по напряжению»?

Транзистор и коллекторный резистор образуют классический усилительный каскад с общим эмиттером . Это усилитель напряжения, в котором мы подаем входное напряжение на его входной порт - переход база-эмиттер, а выходное напряжение снимаем с его выходного порта - переход коллектор-эмиттер.Поскольку земля общая, когда мы подключаем коллектор к базе, фактически мы подключаем выходной порт к входному порту параллельно ... просто выход к входу ... В результате все выходное (коллекторное) напряжение применяется ко входу; отсюда и название «напряжение-тип». При применении такого «параллельного» (шунтирующего) способа выходное напряжение заставляет транзистор уменьшать такое же выходное напряжение до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие (примерно, VC = VB = 0,65 В). Название этого механизма - «отрицательная обратная связь»... а вот "отрицательная обратная связь по напряжению".

BJT устройство как коммутатор [Analog Devices Wiki]

Цель:

Транзистор с биполярным соединением (BJT) может использоваться во многих конфигурациях схем, таких как усилитель, генератор, фильтр, выпрямитель, или просто как двухпозиционный переключатель. Если транзистор смещен в линейную область, он будет работать как усилитель или другая линейная схема, если смещен поочередно в областях насыщения и отсечки, то он используется в качестве переключателя, позволяя току течь или не течь. в других частях схемы.Это лабораторное задание описывает BJT, работающий как переключатель.

Примечания:

Как и во всех лабораториях ALM, мы используем следующую терминологию при описании подключений к разъему M1000 и настройке оборудования. Зеленые заштрихованные прямоугольники обозначают подключения к разъему аналогового ввода-вывода M1000. Контакты аналогового канала ввода / вывода обозначаются как CA и CB. При настройке для принудительного измерения напряжения / измерения тока - В, добавляется, как в CA-, В , или при настройке для принудительного измерения тока / измерения напряжения добавляется -I, как в CA-I.Когда канал настроен в режиме высокого импеданса только для измерения напряжения, -H добавляется как CA-H.

Следы осциллографа аналогично обозначаются по каналу и напряжению / току. Например, CA- V , CB- V для сигналов напряжения и CA-I, CB-I для сигналов тока.

Фон:

Цепи переключения существенно отличаются от линейных цепей. Их также легче понять. Прежде чем исследовать более сложные схемы, мы начнем с представления дискретных твердотельных переключающих схем: построенных на основе BJT.

Переключатель состоит из BJT-транзистора, который попеременно управляется между областями насыщения и отсечки. Простая версия переключателя показана на рисунке 1. Когда входной сигнал равен - В, в , переход база-эмиттер смещен в обратном направлении или отключен, поэтому ток в коллекторе не течет. Это иллюстрируется красной линией нагрузки, показанной на рисунке. Когда BJT находится в отключенном состоянии, схема (в идеале) имеет следующие значения:

Это состояние похоже на разомкнутый переключатель.

Когда входной сигнал равен + В в , транзистор переводится в состояние насыщения и возникают следующие условия:

Это состояние аналогично замкнутому переключателю, соединяющему нижнюю часть R C с землей.

Рисунок 1 Переключатель NPN BJT и его линия нагрузки.

Характеристики переключателя BJT предполагают, что:

  1. - В в достаточно мало, чтобы перевести транзистор в режим отсечки.
  2. + В в должны обеспечивать достаточный базовый ток через R B , чтобы перевести транзистор в состояние насыщения.
  3. Транзистор - идеальный компонент.

Эти условия можно обеспечить, спроектировав схему так, чтобы:

  1. + V дюйм = V BE + I B R B ( V CC - хороший максимум)
  2. I B > I Csat / ß

Условие 1 гарантирует, что схема будет переведена в область отсечки входом.Условия 2 и 3 гарантируют, что транзистор будет переведен в область насыщения. Настоящий переключатель BJT отличается от идеального переключателя по нескольким аспектам. На практике даже в режиме отсечки через транзистор возникает небольшой ток утечки. Кроме того, при насыщении на внутреннем сопротивлении транзистора всегда падает некоторое напряжение. Обычно это будет от 0,2 до 0,4 В в насыщении в зависимости от тока коллектора и размера устройства. Эти отклонения от идеала обычно незначительны для устройства правильного размера, поэтому мы можем предположить, что условия близки к идеальным при анализе или проектировании схемы переключателя BJT.

Материалы:

ADALM1000 Аппаратный модуль
Макетная плата без пайки
1 - Резистор 6,8 кОм (R B )
1 - Резистор 100 Ом (R C )
1 - Светодиод 5 мм (любого цвета)
1 - NPN-транзистор с малым сигналом (2N3904)

Направления:

Одним из распространенных применений переключателя BJT (или любого другого) является управление светодиодом. Драйвер светодиода показан на рисунке 2. Драйвер, показанный на этом рисунке, используется для соединения слаботочной части схемы с относительно сильноточным устройством (светодиодом).Когда на выходе из слаботочной цепи низкий уровень (0 В ), транзистор отключен и светодиод не горит. Когда на выходе слаботочной цепи появляется высокий уровень (+3 В ), транзистор переводится в состояние насыщения и загорается светодиод. Драйвер используется потому, что слаботочная часть схемы может не иметь возможности по току для подачи 20 мА (типично), необходимых для освещения светодиода на полную яркость.

Постройте схему переключателя светодиодов, показанную на рисунке 2, на беспаечной макетной плате.R C служит для ограничения тока, протекающего через светодиод от источника питания +5 В . Переключатель управляется выходным напряжением канала А с разъема ввода / вывода. В канале осциллографа B будет отображаться напряжение на переключающем транзисторе Q 1 ( В, CE ) или напряжение на светодиоде, как показано зелеными стрелками.

Настройка оборудования:

Генератор CA должен быть настроен на прямоугольную волну 100 Гц с максимальным напряжением 3 вольта и минимальным напряжением 0 вольт.Канал осциллографа B подключен для измерения напряжения на транзисторе или в верхней части светодиода. Ток, протекающий через транзистор, можно рассчитать как разницу напряжений между питанием +5 В и CB- В , деленную на номинал резистора (100 Ом). Трасса тока в канале A измеряет ток в R B .

Процедура:

Сохраните кривую напряжения на коллектор-эмиттер транзистора (канал B, пунктирная зеленая линия) и на светодиоде (сплошная зеленая линия канала B) и включите их в описание своей лаборатории.

Вопросы:

Какой ток протекает в резисторах R C и R B , когда светодиод горит и когда светодиод не горит?

Вычислите ß, когда Q 1 насыщен. Как это значение соотносится с spec , указанным в таблице данных?

Параллельных переключателей:

Два NPN-транзистора могут быть соединены с их коллекторами и эмиттерами параллельно, рисунок 3, что обеспечивает возможность включения нагрузки от двух разных сигналов.Любой из входов может включить нагрузку, но оба должны быть выключены, чтобы нагрузка отключилась. Это называется логической функцией «ИЛИ».

Рисунок 3, два переключателя параллельно

Измените схему на макетной плате, чтобы она выглядела как показано на рисунке 3. Добавьте второй NPN-транзистор Q 2 и второй базовый резистор R B2 , как показано. Теперь подключите другие концы R B1 и R B2 к контактам цифрового порта ввода / вывода PIO 0 и PIO 1 соответственно.Откройте окно цифрового управления и установите PIO 0 и PIO 1 на все четыре комбинации логических 0 и 1. Обратите внимание, какие комбинации включают светодиод. Напряжение на светодиоде и резисторе коллектора можно контролировать с помощью входа осциллографа CHB, как и раньше.

Переключателей в серии:

Два NPN-транзистора могут быть соединены последовательно с коллектором нижнего транзистора, подключенным к эмиттеру верхнего транзистора, рис. 4, что позволяет отключать нагрузку от двух разных сигналов.Любой из входов может выключить нагрузку, но для включения нагрузки должны быть включены оба. Это называется логической функцией «И».

Рисунок 4, два переключателя последовательно

Измените схему на макетной плате, чтобы она выглядела как на рисунке 4. Теперь второй транзистор NPN включен последовательно с эмиттером Q 1 . Снова другие концы R B1 и R B2 подключены к контактам цифрового порта ввода / вывода PIO 0 и PIO 1 соответственно. Опять же, установите PIO 0 и PIO 1 на все четыре комбинации логических 0 и 1.Обратите внимание, какие комбинации включают светодиод. Напряжение на светодиоде и резисторе коллектора можно контролировать с помощью входа осциллографа CHB, как и раньше. Вы также должны измерить напряжение на соединении между эмиттером Q 1 и коллектором Q 2 для каждого из четырех условий. Прокомментируйте напряжения, наблюдаемые на коллекторе Q 2 в вашем лабораторном отчете, и почему.

BJT Транзисторная реализация затвора XNOR

Однотранзисторный инверторный каскад вместе с несколькими входными резисторами можно комбинировать для создания более сложных логических функций.Конфигурация, показанная на рисунке 5, реализует двухвходовую логическую функцию исключающего ИЛИ (XNOR). Всего вам понадобится 5 транзисторов NPN, 13 резисторов и один светодиод.

Резисторы, используемые в качестве входов на базах 5 NPN-транзисторов, не имеют одинакового номинала, и теоретически все они должны иметь одинаковое значение. Но диапазон значений по-прежнему будет работать, учитывая относительно высокую бета транзисторов 2N3904, и показанные значения были выбраны таким образом, чтобы не требовалось больше пяти из любого одного значения, входящего в комплект аналоговых деталей.Вы можете поэкспериментировать с другими номиналами резисторов, чтобы найти диапазон минимальных и максимальных значений.

Рис. 5. Резистор и затвор XNOR на NPN-транзисторе.

Снова установите PIO 0 и PIO 1 на все четыре комбинации логических 0 и 1. Обратите внимание, какие комбинации включают светодиод. Напряжение на светодиоде и коллекторном резисторе Q 5 можно контролировать с помощью входа осциллографа CH-B, как и раньше. Вы также можете использовать вход CH-B (и / или CH-A) для контроля напряжений на коллекторах Q 1 - Q 4 при изменении PIO 0 и 1.

Ресурсов:

Для дальнейшего чтения:

Транзистор
Светодиод
Схема LED

Вернуться к содержанию «Введение в электротехническую лабораторию»
Вернуться к содержанию лабораторных работ по схемам
Вернуться к содержанию «Электронная лаборатория».

5.1.3 Основные понятия подключения транзисторов

© Х.Föll (Электронные материалы - сценарий)

Итак, все, что вам нужно, это все покрыть с изолятором.Для этого вы собираетесь использовать SiO 2 , который не только один из лучших изоляторов, но и легко производится и полностью совместим с Si .
Поверх этого оксида вы теперь запускаете свой "провода" отсюда туда, и везде, где вы хотите установить контакт к транзистору вы делаете контактное отверстие в слой SiO 2 .
Для каждого транзистора необходимо три контактных отверстия - и как видно на рисунке, вы довольно быстро сталкиваетесь с проблемой пересекающиеся соединения.
Нам нужен многоуровневая металлизация и как это сделать - одна из самых сложных задач в области интеграционных технологий.
К счастью, у нас уже есть второй уровень в Si - это «заглубленный слой », который мы отложите перед добавлением эпитаксиального слоя. Его можно структурировать для подключения коллекторы всех транзисторов, где это имеет смысл.А поскольку коллекционеры часто просто подключаются к источнику питания, это имеет смысл для большинства транзисторы.
Но этого недостаточно. Нам все еще нужно больше металлизации слои сверху. Итак, мы повторяем «нанесение оксида, создание контактных отверстий, ..etc ". процедура и изготовление второго слоя металлизации:
Если вы догадались, что это усложнившись пустяком, вы поняли правильное представление.И ты не видел что-нибудь еще!
Современные микросхемы могут содержать 7 или несколько слоев соединения (или металлизации). По хитрым причинам объяснил позже, помимо алюминия ( Al ), применяется также вольфрам ( W ), и в последнее время Al заменяется медью ( Cu ).
Между металлическими слоями явно нужен « диэлектрик интерметаллический ».Мы могли (и используем) использовать SiO 2 ; но для современных чипов мы бы лучше используйте что-нибудь получше. В частности, материал с меньшим диэлектрическая проницаемость ( SiO 2 имеет значение около 3,7 ). Подойдут полимеры, в частности полиимиды, класс полимеров, которые могут «выдерживает тепло», т.е. выживает при относительно высоких температурах. Почему у нас сейчас нет используемых полиимидов, это интересная история, которая может служить ярким примером того, что значит вводить новый материал в существующий продукт.
Почему мы это делаем - замена надежный старый Al на хитрый новый Cu - при значительных расходах диапазон миллиарда $ ?
Потому что общее сопротивление R из линия Al определяется удельным сопротивлением r = 2,7 мкВт · см Al и геометрия линии.Так как размеры всегда такие Каким бы малым вы ни были, вы застряли с r .
Между соседними линиями у вас паразитный емкость C , которая снова определяется геометрией и диэлектрическая проницаемость и изолятора между линиями. Вместе постоянная времени R · C результатов, что прямо пропорционально r · e .Этот раз константа электропроводки, находящаяся в диапазоне пс , дает абсолютный верхний предел распространения сигнала. Если вы не видите пробу правильно прочь, обратимся к этому основному модуль.
Другими словами: задержка сигнала в Al слои металлизации, изолированные SiO 2 , ограничивают рабочая частота IC примерно до 1 ГГц или около того.
Это не было проблемой до 1998 или около того, потому что транзисторы в любом случае были намного медленнее. Но это проблема , сейчас ( 2000 + )!
Очевидно, мы должны использовать материалы с более низким r и e значения. Выбор ограничено, однако - Cu (r = 1,7 мкВт · см ) - это один из выбранных вариантов; последнее слово О подходящей замене на SiO 2 (имеющий e = 3,7 ) пока нет.
Вот известные фотографии продвинутого IBM чип с 7 слоями металлизации, полностью выполнен в W и Cu . На картинке слева диэлектрик между металлами имеет стравлены, поэтому остаются только металлические слои.

Транзистор Дарлингтона, работающий с приложением

Термин «транзистор Дарлингтона» назван по имени его изобретателя Сидни Дарлингтона. Транзистор Дарлингтона состоит из двух PNP или NPN BJT, соединенных вместе. Эмиттер PNP-транзистора соединен с базой другого PNP-транзистора, чтобы создать чувствительный транзистор с высоким коэффициентом усиления по току, который используется во многих приложениях, где переключение или усиление имеют решающее значение. Пара транзисторов в транзисторе Дарлингтона может быть образована двумя отдельно подключенными BJT.Поскольку мы знаем, что транзистор используется как переключатель, а также как усилитель, BJT может использоваться для работы в качестве переключателя ВКЛ / ВЫКЛ. Транзистор Дарлингтона

Транзистор Дарлингтона

Транзистор Дарлингтона

Этот транзистор также называют парой Дарлингтона. , содержит два BJT, которые подключены для обеспечения высокого коэффициента усиления по току по сравнению с низким базовым током. В этом транзисторе эмиттер i / p-транзистора подключен к o / p базы транзистора, а коллекторы транзистора соединены вместе.Таким образом, транзистор i / p усиливает ток, еще больше усиливаясь транзистором o / p. Транзисторы Дарлингтона подразделяются на различные типы по рассеиваемой мощности, максимальному напряжению CE, полярности, минимальному усилению постоянного тока и типу упаковки. Стандартные значения максимального напряжения CE: 30 В, 60 В, 80 В и 100 В. Максимальное напряжение CE транзистора Дарлингтона составляет 450 В, а рассеиваемая мощность может находиться в диапазоне от 200 мВт до 250 мВт.


PNP и NPN транзисторы Дарлингтона

Работа транзистора Дарлингтона

Транзистор Дарлингтона действует как отдельный транзистор с большим коэффициентом усиления по току, это означает, что небольшое количество тока используется от микроконтроллера или датчика для работы с большей нагрузкой.Например, ниже поясняется следующая схема. Приведенная ниже схема Дарлингтона построена на двух транзисторах, показанных на принципиальной схеме.

Работа транзистора с парой Дарлингтона

Что такое коэффициент усиления по току?

Коэффициент усиления по току является наиболее важной характеристикой транзистора и обозначается символом hFE. Когда транзистор Дарлингтона включен, ток через нагрузку поступает в схему

Ток нагрузки = ток i / p X коэффициент усиления транзистора

Коэффициент усиления по току каждого транзистора меняется.Для обычного транзистора коэффициент усиления по току обычно составляет около 100. Таким образом, ток, доступный для управления нагрузкой, в 100 раз больше, чем i / p транзистора.

Величина тока i / p для включения транзистора в некоторых приложениях мала. Таким образом, конкретный транзистор не может подавать на нагрузку достаточный ток. Итак, ток нагрузки равен току i / p и коэффициенту усиления транзистора. Если увеличение входного тока невозможно, необходимо увеличить коэффициент усиления транзистора.Этот процесс можно сделать с помощью пары Дарлингтона.

Транзистор Дарлингтона содержит два транзистора, но действует как один транзистор с коэффициентом усиления по току, равным. Общий коэффициент усиления по току равен усилению по току транзистора 1 и транзистора 2. Например, если у вас есть два транзистора с одинаковым коэффициентом усиления по току, то есть 100

Мы знаем, что общий коэффициент усиления по току (hFE) = коэффициент усиления по току транзистора 1 (hFE1 ) X коэффициент усиления по току транзистора2 (hFE2)

100X100 = 10,000

Как видно из вышеизложенного, это дает значительно увеличенное усиление по току по сравнению с одиночным транзистором.Таким образом, это позволит низкому току i / p переключать большой ток нагрузки.

Обычно, чтобы включить транзистор, базовое i / p напряжение транзистора должно быть больше (>) 0,7 вольт. В транзисторе Дарлингтона используются два транзистора. Таким образом, базовое напряжение будет удвоено 0,7 × 2 = 1,4 В. Когда транзистор Дарлингтона включен, падение напряжения на эмиттере и коллекторе будет около 0,9 В. Таким образом, если напряжение питания составляет 5 В, напряжение на нагрузке будет (5 В - 0.9 В = 4,1 В)

Структура транзистора Дарлингтона

Структура транзистора Дарлингтона показана ниже. Например, здесь мы использовали транзистор с парой NPN. Коллекторы двух транзисторов соединены вместе, и эмиттер транзистора TR1 подает энергию на вывод базы транзистора TR2. Эта структура достигает β-умножения, потому что для тока базы и коллектора (ib и β. Ib), где коэффициент усиления по току больше единицы, это определяется как

Структура транзистора Дарлингтона

Ic = Ic1 + Ic2
Ic = β1.IB + β2.IB2

Но ток базы транзистора TR1 равен IE1 (ток эмиттера), а эмиттер транзистора TR1 подключен к выводу базы транзистора TR2

IB2 = IE1
= Ic1 + IB
= β1.IB + IB
= IB (β1 + 1)

Подставьте это значение IB2 в приведенное выше уравнение

Ic = β1.IB + β2. IB (β1 + 1)
IC = β1.IB + β2. ИБ β1 + β2. IB

= (β1 + (β2.β1) + β2). IB

В приведенном выше уравнении β1 и β2 - коэффициенты усиления отдельных транзисторов.

Здесь общий коэффициент усиления по току первого транзистора умножается на второй транзистор, заданный параметром β, и пара биполярных транзисторов объединяется в один транзистор Дарлингтона с очень высоким сопротивлением i / p и значением β.

Применение транзисторов Дарлингтона

Этот транзистор используется в различных приложениях, где требуется высокое усиление на низкой частоте. Некоторые приложения:

  • Регуляторы мощности
  • Аудиоусилитель или каскады
  • Управление двигателями
  • Драйверы дисплея
  • Управление соленоидом
  • Датчики света и касания.

Это все о транзисторе Дарлингтона, работающем с приложениями. Мы уверены, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые вопросы по этой теме или проектам в области электроники, пожалуйста, оставьте свой отзыв, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какова основная функция транзистора Дарлингтона?

Кредиты на фото:

От вопросов и ответов

с TJ Byers


Полупроводник, объяснение пола

Вопрос:

Можно ли подключить NPN-транзистор как PNP-транзистор? Дело в том, чтобы поменять местами соединения?

Леонард Мэри Томас


Ответ:

Транзисторы

NPN и PNP взаимозаменяемы, если вы помните одно простое правило: биполярный транзистор - это, по сути, два встречных диода с базой, являющейся общим соединением.Чтобы транзистор работал, один диод смещен в прямом направлении, а другой - в обратном. Возьмем, к примеру, усилитель с общим эмиттером, как показано ниже. Слева находится транзистор NPN (отрицательно-положительно-отрицательный), а справа - транзистор PNP (положительно-отрицательно-положительный). Обратите внимание, что обе схемы идентичны, за исключением одного. Обратная полярность источника питания.

В конфигурации NPN эмиттер (вывод, похожий на стрелку диода, обозначенный (E) , идет на минус (земля).База (B) подключается к + V через резистор Rb. Это смещает в прямом направлении диод база-эмиттер, который демонстрирует характерное падение напряжения 0,7 В. Коллектор (C) , с другой стороны, переходит на + V - фактически, смещая этот диод в обратном направлении.

Напряжение переключения этого диода является параметром VCE, указанным в спецификации, и варьируется от одного типа транзистора к другому. Ток через коллектор-эмиттер контролируется током, протекающим через переход база-эмиттер.Величина влияния называется усилением транзистора или hFE.

Замена PNP в цепи меняет местами ток, протекающий через диод база-эмиттер, и напряжение на коллекторе. В итоге, большинство усилителей слабого сигнала будут работать одинаково хорошо, если вы замените NPN на PNP и измените полярность источника питания. А это означает, что если у вас смешанный пол, каждый транзистор должен иметь смену пола. Обратите внимание, я сказал, что большинство - не все - усилители будут работать с этой АТС.(Подвижность электронов и дырок не равны, особенно на более высоких частотах.)

Если ваше приложение предназначено для логической коммутации, все, что вам нужно сделать, это поменять местами эмиттер и коллектор в вашей конструкции, чтобы соблюдались правила прямого / обратного смещения, как показано на двух нижних схемах. Загвоздка в том, что когда вы меняете пол, вы меняете и логику. В конфигурации NPN транзистор включается логическим ВЫСОКИМ уровнем. В версии PNP транзистор включается логическим значением LOW. Убедитесь, что вы настроили соответствующим образом.


Историческая справка. Когда я был новичком и новичком в транзисторах - нарезав себе зубы на электронных лампах с регулируемым напряжением - я слышал об этой аналогии с транзисторами, соединенными спина к спине, - и попытался построить сам, используя диоды 1N34A. Угадай, что? Не сработало.

Секрет крутизны транзистора - это крошечный зазор между коллектором и эмиттером, называемый базой, который управляет током, протекающим через транзистор. Разрыв настолько мал, что с 1948 по 1953 год потребовалось почти шесть лет, чтобы усовершенствовать первый надежный коммерческий транзистор: CK722.


Что такое подключение к базе коллектора (конфигурация CB)? - Определение, коэффициент усиления по току и конфигурация характеристик

Определение: Конфигурация, в которой база транзистора является общей между схемой эмиттера и коллектора, называется конфигурацией общей базы . Схема общей базы для транзисторов NPN и PNP показана на рисунке ниже. В обычном соединении база-эмиттер вход подключен между эмиттером и базой, а выход - через коллектор и базу.

Коэффициент усиления тока (α)

Отношение выходного тока к входному известно как коэффициент усиления тока . В конфигурации с общей базой ток коллектора I C является выходным током, а ток эмиттера I E является входным током. Таким образом, отношение изменения тока эмиттера к коллектору при постоянном напряжении коллектор-база известно как коэффициент усиления тока транзистора в конфигурации с общей базой.Он представлен как α (альфа).

Где ΔI C - изменение в коллекторе, а ΔI E - изменение тока эмиттера при постоянном V CB . Сейчас,

Значение коэффициента усиления тока меньше единицы. Значение коэффициента усиления (α) достигает единицы, когда базовый ток уменьшается до нуля. Базовый ток становится нулевым только тогда, когда он тонкий и слегка легированный. Практическое значение коэффициента усиления варьируется от 0.95 до 0,99 в коммерческом транзисторе.

Ток коллектора

Базовый ток возникает из-за рекомбинации электронов и дырок в базовой области. Весь ток эмиттера не будет протекать через ток. Ток коллектора немного увеличивается из-за протекания тока утечки из-за неосновных носителей заряда. Суммарный ток коллектора состоит из:

  1. Большой процент эмиттерного тока, который достигает клеммы коллектора, то есть αI E .
  2. Ток утечки I утечка . Неосновные носители заряда возникают из-за потока неосновных носителей заряда через переход коллектор-база, поскольку переход сильно перевернут. Его значение намного меньше, чем αI E .

Полный ток коллектора,

Вышеприведенное выражение показывает, что если I E = 0 (когда цепь эмиттера разомкнута), то в цепи коллектора все еще протекает небольшой ток, называемый током утечки.Этот ток утечки обозначается как I CBO , т. Е. Ток коллектор-база при разомкнутой цепи эмиттера.

Ток утечки также сокращенно обозначается I CO , т. Е. Ток коллектора при разомкнутой цепи эмиттера.

Характеристики конфигурации Common Base (CB)

Характеристическая диаграмма определения общей базовой характеристики представлена ​​на рисунке ниже.

Напряжение эмиттер-база V EB можно изменять с помощью потенциометра R 1 .Последовательный резистор R S вставлен в цепь эмиттера для ограничения тока эмиттера I E . Значение эмиттера изменяется до большого значения, даже значение потенциометра немного изменяется. Величина напряжения коллектора немного меняется при изменении значения потенциометра R 2 . Кривая входных и выходных характеристик потенциометра подробно поясняется ниже.

Входная характеристика

Кривая, построенная между током эмиттера I E и напряжением эмиттер-база V EB при постоянном напряжении базы коллектора V CB , называется входной характеристической кривой.Кривая входной характеристики показана на рисунке ниже.

Следующие точки учитываются на характеристической кривой.

  1. Для определенного значения V CB кривая представляет собой диодную характеристику в передней области. Эмиттерный PN-переход смещен в прямом направлении.
  2. Когда значение тока базы напряжения увеличивается, значение тока эмиттера немного увеличивается. Переход ведет себя как лучший диод. Ток эмиттера и коллектора не зависит от напряжения базы коллектора V CB .
  3. Ток эмиттера I E увеличивается с небольшим увеличением напряжения эмиттер-база V EB . Это показывает, что входное сопротивление невелико.

Входное сопротивление

Отношение изменения напряжения эмиттер-база к результирующему изменению тока эмиттера при постоянном напряжении базы коллектора V CB известно как входное сопротивление. Входное сопротивление выражается формулой

Значение напряжения коллектор-база V CB увеличивается с увеличением тока коллектор-база.Значение входного сопротивления очень низкое, и их значение может варьироваться от нескольких Ом до 10 Ом.

Кривая выходной характеристики

В конфигурации с общей базой кривая, построенная между током коллектора и напряжением базы коллектора V CB при постоянном токе эмиттера I E , называется выходной характеристикой. Конфигурация CB транзистора PNP показана на рисунке ниже. Учитываются следующие точки на характеристической кривой.

  1. Активная область перехода коллектор-база обратно смещена, ток коллектора I C почти равен току эмиттера I E . Транзистор всегда работает в этой области.
  2. Кривая активных областей почти пологая. Большие заряды в V CB вызывают лишь крошечные изменения в I C Схема имеет очень высокое выходное сопротивление r o .
  3. Когда напряжение V CB положительное, переход коллектор-база имеет прямое смещение, и ток коллектора внезапно уменьшается.Это состояние насыщения, в котором ток коллектора не зависит от тока эмиттера.
  4. Когда ток эмиттера равен нулю, ток коллектора не равен нулю. Ток, протекающий по цепи, является током обратной утечки, то есть I CBO . Ток зависит от температуры и его значения находятся в диапазоне от 0,1 до 1,0 мкА для кремниевого транзистора и от 2 до 5 мкА для германиевого транзистора.

Выходное сопротивление

Отношение изменения напряжения коллектор-база к изменению тока коллектора при постоянном токе эмиттера I E известно как выходное сопротивление.

Выходная характеристика изменения тока коллектора очень мала при изменении V CB . С изменением напряжения коллектор-база. Выходное сопротивление очень высокое, порядка нескольких километров.

Цепи транзисторов

в Tinkercad - Digital Maestro Magazine

Транзисторы

Транзисторы и светодиоды произвели революцию в нашем современном мире. Транзисторы сделали возможными быстрые и маленькие компьютеры. В этом уроке мы научимся использовать транзистор в качестве переключателя.

Транзисторы имеют три вывода. У каждого лида есть имя и цель. Центральный отвод называется Базой. Выводы с обеих сторон называются коллектором и эмиттером. Вы увидите изображение этого транзистора позже в уроке.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *