2.4.6 Основні режими роботи біполярного транзистора

Незалежно від схеми вмикання біполярного транзистора він може працювати у трьох основних режимах, що визначаються полярністю напруги на емітерному U та колекторному U переходах:

1. режим відсічки (UE < 0, UK < 0);

2. активний режим (UE > 0, UK < 0);

3. режим насичення (UE > 0, UK > 0);

Imp =U3 / Rн

У режимі насичення, який настає при великому відпірному вхідному сигналі, колекторний та емітерний переходи зміщені у прямому напрямку, транзистор повністю увімкнений і його стерум тобто залежить тільки від опору навантаження Rн напруги U3 (вихідний опір транзистора знижується величини).

У режимі відсічки, який настає з поданням до вхідого кола транзистерного сигналу, що забезпечує повне запирання прилад; при зміщені у зворотному напрямі (закритий стан при цьому у вихідному колі протікає струм, що є звороти емітерного та колекторного переходів, а опір транзистора.

Активний режим є проміжним. В ньому емітерний перехід зміщений у прямому напрямку, а колекторний - у зворотньому.

Транзистор у цьому режимі працює як підсилювач ( певним змінам вхідного сигналу тут відповідають пропорційні зміни вихідного.

Режим роботи, у якому транзистор тривалий час знаходяться в режимах відтинання або насичення, називається ключовим режимом.

Розглянемо наведені вище режими роботи транзистора на прикладі його вмикання за схемою з СЕ (мал.2.15).

Тут

(2.15)

Малюнок 2.15 – Схема вмикання транзистора з СЕ

де R_Б, Rк- базове та колекторне навантаження, U_КЕ - напруга між колектором та емітером, Е_к - напруга джерела живлення.

Рівняння 2.15 характеризує зв'язок вихідної напруги з вхідним стру­мом і називається динамічною вихідною характеристикою транзисто­ра або лінією навантаження.

2.4.7 Одноперехідний транзистор

Одноперехідний транзистор або двобазовий діод - це НП прилад з одним р-п переходом. Його схематична конструкція і ВАХ наведені на

мал. 2.16.

Малюнок 2.16 – Одноперехідний транзистор: а) конструкція; б) вхідна

Шар p-типу має назву емітера, а області монокристала по обидва боки емітера, що мають електронну провідність, звуться базами. За­звичай, довжина нижньої бази Б2 набагато менша, ніж довжина верхньої бази Б1. Якщо до контактів базових областей підімкнути зовніш­ню напругу із зазначеною полярністю, то через обидві бази протікатиме невеликий струм - так званий струм зміщення.

Оскільки ділянка між базовими електродами має лінійний опір, то спад напруги на базових областях пропорційний їх довжині. Напруга на емітерному переході зумовлюється різницею потенціалів емітера та базової області Б2. Якщо потенціал емітера не перевищує потен­ціалу бази Б2, то емітерний перехід зміщений у зворотному напрямку і через нього протікає невеликий зворотний струм. При зміщенні емітерного переходу у прямому напрямку емітерний струм зростає і, при певному його значенні Ieo починається лавиноподібне зменшення опору бази Б2 за рахунок проникнення носіїв заряду через р-n перехід. Наслідком цього є зниження напруги емітера за одночасного зростан­ня емітерного струму - ділянка негативного опору на вхідній ВАХ (тут негативним змінам напруги відповідають позитивні зміни стру­му). При змінах зовнішньої напруги Uбб ВАХ зсувається, не змінюю­чи форми (див.мал.2.16 б).

Наявність ділянки з негативним опором дозволяє використовувати одноперехідний транзистор у електронних ключах, генераторах, релей­них схемах і т. ін. Донедавна вони якнайширше використовувались в пристроях генерування імпульсів керування тиристорами, які ми роз­глянемо нижче.