Предназначены для управляемого преобразования электрической энергии источника питания в ток нагрузки(Iн), в напряжение нагрузки(Uн) и мощность нагрузки(Рн). Биполярные транзисторы представляют собой полупроводниковую структуру с двумя PN-переходами. Промышленностью выпускаются 2 типа наборов PN-переходов.
1) PNP, выполняемый на основе германия. В этом случае направление напряжений и токов транзистора следующее:
2) NPN структура, построена на основе кремния. Направления напряжений и токов:
Транзистор имеет 3 электрода(вывода): Э – эмиттер, К – коллектор, Б – база.
Эмиттер – предназначен для генерации носителей заряда и представляет собой высоко легированную область. Коллектор – предназначен для сбора носителей, выделяемых эмиттером. База – предназначена для управления потоком носителей из Э в цепь К.
Для PNP структуры в рабочем состоянии необходимо на К относительно Э и на Б относительно Э подать отрицательное напряжение. Для структуры NPN полярность напряжения устанавливается противоположная. В результате этого переход БЭ находится под прямым смещением, а переход БК под обратным смещением. Работает транзистор следующим образом: в зависимости от U прямого смещения UБЭ носители из Э поступают в область базы, поскольку U на Б относительно Э незначительно – только часть носителей передается в цепь Б. Большая часть носителей захватывается полем К и переносится в цепь К. Чем больше открыт переход БЭ, тем больше носителей поступает в цепь К.
В транзисторе: Iб << Iэ , Iк = Iэ – Iб = αIэ , где α – коэффициент, определяющий, какая доля Iэ передается в цепь К. α = 0,95 ÷ 0,98
В транзисторе наблюдается эффект усиления как U, так и I. Если входное U и I взять соответственно Uбэ и Iб, а выходное – Uобр и Iк, то можно заключить, что Uпр(Uбэ) << Uобр(Uбк). А также Iб << Iк.
В справочниках на транзисторы эффект усиления (передачи тока базы в цепь К) характеризуется статическим коэффициентом усиления β, который может быть: β = 10 ÷ 400.
Поскольку в транзисторе в явном виде присутствует усиление по I и U, транзистор также является усилителем мощности, т.к.: Iб · Uбэ << Iк · Uбк, т.е. Рвх << Рвых.
Эффект управления в транзисторе состоит в том, что чем больше открыт базовый переход(при больших напряжениях Uбэ · Iб), тем больше носителей передаются из Э в цепь К. Таким образом Iк можно изменять практически от 0 до максимального значения. Коэффициенты α и β связаны между собой след образом: β = .
Иногда в справочнике статический коэффициент усиления β через параметры четырехполюсника и обозначается h21. Транзисторы маркируются следующим образом:
кремниевые: КТ (2Т)
германиевые: ГТ (1Т)
Основные характеристики транзисторов:
1)допустимая мощность рассеяния, в связи с этим они делятся на мощные, средней мощности и маломощные.
2)рабочая частота транзистора. Делятся на низкочастотный, средней частоты, высокочастотный.
3)допустимое U на переходе КЭ.
4)допустимый Iк.
5)статический коэффициент усиления β (h21)
Допустимые
Uкэ , В
Iк , А
β (h21)
2Т935А
2Т608А (ср.мощности)
0,4
2Т313Б (ср.мощности)
0,6
2ТС622Б
20. Схема включения транзисторов. Схема с общей базой. Хар-ки схемы
Транзистор можно представить в виде 4-х полюсника:
Из схемы видно, что у 4-х полюсника вход и выход имеет общую точку. В свете этого (какой из электродов транзистора является общим для входа и выхода) различают схемы с общей базой (ОБ), общим эмитором (ОМ), общим коллектором (ОК). Взависимости от схемы включения такие параметры как коэф. Усиления по току (КI), коэф. Усиления по U (КU) и коэф. Усиления по мощности (КP) имеют различные решения.