Đặc điểm của bóng bán dẫn lưỡng cực

Ở phần cuối của phần trước của bài viết, một khám phá về bản đồ đã được thực hiện. Ý nghĩa của nó là một dòng cơ sở nhỏ điều khiển một dòng thu lớn. Đây chính xác là tài sản chính. bóng bán dẫn, khả năng khuếch đại tín hiệu điện của nó. Để tiếp tục tường thuật, cần phải hiểu mức độ khác biệt của các dòng điện này lớn như thế nào và sự kiểm soát này xảy ra như thế nào.

Để nhớ lại tốt hơn những gì đang được thảo luận, Hình 1 cho thấy một bóng bán dẫn n-p-n với nguồn cung cấp năng lượng cho các mạch cơ sở và bộ thu được kết nối với nó. Bản vẽ này đã được hiển thị. trong phần trước của bài viết.

Một nhận xét nhỏ: mọi thứ được nói về bóng bán dẫn của cấu trúc n-p-n đều khá đúng với bóng bán dẫn p-n-p. Chỉ trong trường hợp này, cực tính của các nguồn năng lượng phải được đảo ngược. Và trong bản mô tả, nên thay thế các điện tử của người khác bằng cách sử dụng các lỗ trống, bất cứ khi nào chúng xảy ra. Nhưng hiện nay, các bóng bán dẫn của cấu trúc n-p-n hiện đại hơn, có nhu cầu nhiều hơn, do đó, chủ yếu là về chúng được nói.

Hình 1

Transitor công suất thấp. Điện áp và dòng điện

Điện áp đặt vào tiếp giáp bộ phát (vì thường được gọi là bộ phát cơ sở) là thấp đối với các bóng bán dẫn công suất thấp, không quá 0,2 ... 0,7V, cho phép tạo ra dòng điện vài chục microamp trong mạch cơ sở. Dòng điện cơ sở so với điện áp cơ sở - bộ phát được gọi là đặc tính đầu vào bóng bán dẫn, được loại bỏ ở một điện áp collector cố định.

Một điện áp có thứ tự 5 ... 10 V được đặt vào đường giao nhau của bóng bán dẫn công suất thấp (điều này là dành cho nghiên cứu của chúng tôi), mặc dù nó có thể nhiều hơn. Ở điện áp như vậy, dòng thu có thể từ 0,5 đến vài chục milliamp. Vâng, chỉ trong khuôn khổ của bài viết, chúng tôi sẽ giới hạn bản thân mình với số lượng như vậy, vì người ta tin rằng bóng bán dẫn có công suất thấp.

Đặc điểm truyền

Như đã đề cập ở trên, một dòng cơ sở nhỏ điều khiển một dòng thu lớn, như trong Hình 2. Cần lưu ý rằng dòng cơ sở trên biểu đồ được biểu thị trong microamp và dòng collector trong milliamp.

Hình 2

Nếu bạn theo dõi cẩn thận hành vi của đường cong, bạn có thể thấy rằng đối với tất cả các điểm trong biểu đồ, tỷ lệ của dòng thu đối với dòng cơ sở là như nhau. Để làm điều này, chỉ cần chú ý đến các điểm A và B, trong đó tỷ lệ của dòng thu với dòng cơ sở là chính xác 50. Đây sẽ là TÍNH TOÁN HIỆN TẠI, được biểu thị bằng ký hiệu h21e - mức tăng hiện tại.

h21e = ik / Ib.

Biết tỷ lệ này, không khó để tính toán bộ thu hiện tại Ik = Ib * h21e

Nhưng trong mọi trường hợp, bạn không nên nghĩ rằng mức tăng của tất cả các bóng bán dẫn là chính xác 50, như trong Hình 2. Trên thực tế, tùy thuộc vào loại bóng bán dẫn, nó dao động từ đơn vị đến vài trăm thậm chí hàng ngàn!

Nếu bạn cần biết mức tăng cho một bóng bán dẫn cụ thể nằm trên bàn của bạn, thì điều này khá đơn giản: đồng hồ vạn năng hiện đại, theo quy luật, có chế độ đo là h21e. Tiếp theo, chúng tôi sẽ giải thích cách xác định mức tăng bằng ampe kế thông thường.

Sự phụ thuộc của dòng collector vào dòng cơ sở (Hình 2) được gọi là phản ứng bóng bán dẫn. Hình 3 cho thấy một họ các đặc tính truyền của một bóng bán dẫn khi nó được bật theo một mạch với OE. Các đặc tính được thực hiện ở một điện áp collector-emitter cố định.

Hình 3. Họ các đặc tính truyền của bóng bán dẫn, khi nó được bật theo sơ đồ với OE

Nếu bạn nhìn vào gia đình này kỹ hơn, bạn có thể rút ra một số kết luận.Thứ nhất, đặc tính truyền là phi tuyến tính, nó là một đường cong (mặc dù có một phần tuyến tính ở giữa đường cong). Chính đường cong này dẫn đến biến dạng phi tuyến nếu bóng bán dẫn được sử dụng để khuếch đại tín hiệu, ví dụ như âm thanh. Do đó, cần thiết phải chuyển đổi điểm điều hành của bóng bán dẫn sang một phần tuyến tính của đặc tính.

Thứ hai, các đặc tính được thực hiện ở các điện áp khác nhau Uke1 và Uke2 là tương đương (cách đều nhau). Điều này cho phép chúng ta kết luận rằng độ lợi của bóng bán dẫn (được xác định bởi góc của đường cong với trục tọa độ) không phụ thuộc vào điện áp collector-emitter.

Thứ ba, đặc điểm không bắt đầu từ nguồn gốc. Điều này cho thấy rằng ngay cả ở dòng cơ sở bằng không, một số dòng chảy qua bộ thu. Đây chính xác là dòng điện ban đầu, được mô tả trong phần trước của bài viết. Dòng điện ban đầu cho cả hai đường cong là khác nhau, điều này cho thấy rằng nó phụ thuộc vào điện áp trên bộ thu.

Cách xóa đặc tính truyền

Cách dễ nhất để loại bỏ đặc tính này là nếu bạn bật bóng bán dẫn theo mạch như trong Hình 4.

Hình 4

Bằng cách xoay núm của chiết áp R, một dòng cơ sở rất nhỏ Ib có thể được thay đổi, điều này cũng sẽ dẫn đến một sự thay đổi tỷ lệ trong dòng điện thu lớn Ik. Một quá trình sáng tạo trên thành phố khác như một vòng quay của núm điều chỉnh chiết xuất vô tình gợi ý: Liệu có thể tự động hóa quá trình xoắn này của núm bằng cách nào đó không? Hóa ra bạn có thể.

Để làm điều này, thay vì một chiết áp, nó đủ để kết nối một nguồn điện áp xoay chiều, ví dụ, micrô carbon, mạch dao động của ăng ten hoặc máy dò của máy thu, từ pin EB-e nối tiếp. Sau đó, điện áp xoay chiều này sẽ điều khiển dòng thu của bóng bán dẫn, như trong Hình 5.

Hình 5

Trong mạch này, pin EB-e hoạt động như một nguồn thiên vị cho điểm hoạt động của bóng bán dẫn và tín hiệu điện áp AC sẽ được khuếch đại. Nếu bạn áp dụng tín hiệu xen kẽ, ví dụ hình sin, không có sai lệch, thì nửa chu kỳ dương sẽ mở bóng bán dẫn và thậm chí có thể khuếch đại.

Nhưng nửa chu kỳ âm chỉ đơn giản là đóng bóng bán dẫn, vì vậy chúng sẽ không những không khuếch đại mà thậm chí sẽ không đi qua bóng bán dẫn. Nó cũng giống như khi bạn kết nối loa qua một diode: thay vì âm nhạc và giọng nói dễ chịu, bạn có thể nghe thấy tiếng lục lạc lạ.

Nhưng khá thường xuyên chúng khuếch đại dòng điện trực tiếp, trong khi bóng bán dẫn hoạt động ở chế độ chính, giống như rơle. Ứng dụng này thường được tìm thấy trong các mạch kỹ thuật số. Trong bài viết tiếp theo, với chế độ chính, đơn giản và dễ hiểu nhất, chúng ta sẽ bắt đầu xem xét các chế độ hoạt động khác nhau của bóng bán dẫn.

Mạch chuyển mạch bóng bán dẫn

Hình 6. Mạch chuyển mạch bóng bán dẫn

Cho đến bây giờ, trong tất cả các số liệu, bóng bán dẫn xuất hiện với chúng tôi dưới dạng ba hình vuông có chữ n và p. Trong hình 6a, bóng bán dẫn được hiển thị như trong một mạch điện thực sự. Cực tính của kết nối điện áp, tên của các điện cực, dòng cơ sở và dòng phát ngay lập tức được hiển thị. Và trong Hình 6b, dưới dạng thiết kế hai điốt, thường là được sử dụng khi kiểm tra một bóng bán dẫn với một vạn năng.