雙極晶體管：開關電路。 用共同發射極接通雙極晶體管的方案

一種類型的三電極半導體器件是雙極晶體管。 開關方案取決於導電性（孔或電子）和所執行的功能。

分類

晶體管分為幾組：

1. 關於材料：最常使用砷化鎵和矽。
2. 根據信號頻率：低（高達3 MHz），中（高達30 MHz），高（高達300 MHz），超高（高於300MHz）。
3. 根據最大功耗：高達0.3W，至3W，大於3W。
4. 根據器件類型：三相連接的半導體層與交替變化的直接和反向雜質傳導方法。

晶體管如何工作？

晶體管的外層和內層分別連接到供電電極，稱為發射極，集電極和基極。

發射極和集電極在導電類型上沒有差異，但後者中雜質的摻雜程度要低得多。 這提高了允許的輸出電壓。

作為中間層的基底具有很大的電阻，因為它由具有弱摻雜的半導體製成。 它具有與集電極的大的接觸面積，這由於過渡的反向偏壓而改善了散熱，並且還有助於少數載流子 - 電子的通過。 儘管過渡層基於一個原理，晶體管是非對稱的器件。 當改變具有相同導電性的極端層的位置時，不可能獲得半導體器件的類似參數。

雙極晶體管開關電路可以支持兩種狀態：它可以是開或關。 在激活模式下，當晶體管斷開時，發射極結移位在正向方向上。 為了在視覺上看到這一點，例如，在npn型半導體三極管上，必須從源極通電，如下圖所示。

第二個集電極結的邊界是封閉的，通過它，電流不應流動。 但在實踐中，相反的情況是因為過渡到彼此的緊密位置及其相互影響。 由於電池的“負極”連接到發射極，所以開放的躍遷允許電子進入基極區，其中主要載流子與空穴發生局部複合。 形成基極電流I _b 。 輸出電流越大，輸出電流越大。 在這個原理上，放大器工作在雙極晶體管上。

通過基座，由於不存在電場的作用，所以僅有電子的擴散運動。 由於層的微小厚度（微米）和帶負電粒子的 濃度梯度 的大值幾乎都落入集電極區域，儘管基極電阻相當大。 在那裡，他們被轉型的電場所吸引，這有助於他們的積極轉移。 如果我們忽略由基極中的複合引起的電荷的無意義損耗，則集電極和發射極電流實際上彼此相等：I _e = I _b + I _k 。

晶體管參數

1. 電壓放大係數U _eq / U _b和電流：β= I _k / I _b （實際值）。 通常係數β不超過300，但可以達到800以上。
2. 輸入電阻。
3. 頻率響應 - 晶體管工作在指定頻率時，超過其瞬變時，不能跟上所提供信號的變化。

雙極晶體管：開關電路，工作模式

操作模式根據電路的組裝方式而有所不同。 對於每種情況，信號應在兩點進行饋送和拍照，只有三個輸出可用。 因此，一個電極必須同時屬於輸入和輸出。 這包括任何雙極晶體管。 包容方案：OB，MA和OK。

計劃與OK

用公共集電極接通 雙極晶體管 的方案：信號被施加到也進入集電極電路的電阻器R _L。 該連接稱為公共集電極電路。

此選項僅創建當前增益。 射極跟隨器的優點是產生大的輸入電阻（10-500 kOhm），這樣便於協調級聯。

帶有OB的方案

開啟具有共同基極的雙極晶體管的方案：輸入信號通過C ₁饋電，放大後，在集電極電路的輸出端去除基極，這是普通的。 在這種情況下，產生類似於使用MA的電壓增益。

缺點是輸入電阻小（30-100歐姆），並且使用OB的電路作為振盪器。

3.與OE方案

在許多情況下，當使用雙極晶體管時，開關電路優選地由公共發射極製成。 電源電壓通過負載電阻R _L供電，外部電源的負極連接到發射極。

來自輸入的可變信號進入發射極和基極的電極（V _in ），在集電極電路中變得更大（V _CE ）。 電路的主要元件：晶體管，電阻R _L和放大器輸出電路具有外部電源。 輔助電容器C ₁ ，其阻止直流電流流入輸入信號的電路以及晶體管開路的電阻器R ₁ 。

在集電極電路中，晶體管和電阻R _L的輸出端的電壓等於EMF值：V _CC = I _C R _L + V _CE 。

因此，輸入端的小信號V _in將直流電源電壓變化的規律設定為受控晶體管轉換器的交流輸出。 該電路的輸入電流增加了20-100次，電壓提高了10-200次。 因此，功率也增加。

電路缺點：輸入電阻小（500-1000歐姆）。 為此，在擴增級聯的形成中出現問題。 輸出電阻為2-20kΩ。

上圖顯示了雙極晶體管的工作原理。 如果您不採取其他措施，其性能將受到外部影響，如過熱和信號頻率的強烈影響。 此外，發射極地在輸出端產生非線性失真。 為了提高工作的可靠性，電路中連接反饋電路，濾波器等，同時增益係數降低，但器件效率更高。

操作方式

晶體管的功能受連接電壓值的影響。 如果使用以前引入的具有公共發射極的雙極晶體管的電路，則可以顯示所有工作模式。

切斷模式

當電壓V _BE的值降低到0.7V時，產生該模式。在這種情況下，由於在基極中不存在自由電子，所以發射極結閉合併且集電極電流不存在。 因此，晶體管被鎖定。

2.活動模式

如果足夠開啟晶體管的電壓施加到基極，則根據增益的大小，出現小的輸入電流並在輸出端增加。 然後晶體管將作為放大器工作。

飽和模式

該模式與有源模式不同之處在於晶體管完全打開，集電極電流達到最大可能值。 只有通過改變輸出電路中施加的EMF或負載才能實現增加。 當基極電流變化時，集電極電流不變。 飽和模式的特徵在於晶體管是非常開放的，並且這裡它用作處於導通狀態的開關。 在組合截止和飽和模式時開關雙極晶體管的方案允許在他們的幫助下創建電子鑰匙。

所有操作模式都取決於圖表上顯示的輸出特性。

如果組裝了用於連接雙極晶體管與OE的電路，則可以直觀地顯示它們。

如果我們繪製對應於最大可能的集電極電流和電源電壓V _CC的幅度的縱坐標和橫坐標軸的軸線，然後將它們的端點彼此連接，則獲得負載線（紅色）。 它由以下表達式描述：I _C =（V _CC -V _CE ）/ R _C. 從圖中可以看出，確定集電極電流I _C和電壓V _CE的工作點將從底部向上沿著負載線移動，基極電流I _B增加。

軸V _CE和第一輸出特性（陰影）之間的區域，其中I _B = 0，表徵截止模式。 在這種情況下，反向電流I _C可忽略，晶體管閉合。

點A處的最高特性與直接負載相交，此後當我進一步增加時，集電極電流不再改變。 曲線圖中的飽和區域是I _C軸和最陡峭特徵之間的陰影區域。

晶體管的工作方式如何？

晶體管工作在可變或恆定信號進入輸入電路。

雙極晶體管：開關電路，放大器

大多數晶體管用作放大器。 可變輸入信號導致其輸出電流發生變化。 在這裡，您可以使用OK或使用OE來應用方案。 在輸出電路中，信號需要一個信號。 通常使用安裝在集電極電路輸出端的電阻。 如果選擇正確，輸出電壓將遠高於輸入電壓。

放大器的工作在時間圖上清晰可見。

當脈衝信號被轉換時，模式與正弦信號保持相同。 其諧波分量的轉換質量由晶體管的頻率特性決定。

在切換模式下運行

晶體管鍵設計用於非接觸式切換電路中的連接。 原理是晶體管電阻的階躍變化。 雙極型非常適合關鍵裝置的要求。

結論

半導體元件用於電信號轉換電路。 通用功能和大分類使得可以廣泛使用雙極晶體管。 開關電路確定其功能和工作模式。 很大程度上也取決於特點。

用於開關雙極晶體管的主電路放大，產生和轉換輸入信號，並切換電路。