Вольт-амперна характеристика транзисторів: основні поняття і принципи роботи

Транзистор - це електронний пристрій, який служить для посилення і комутації електричних сигналів. Він відрізняється своєю малою масою, компактними розмірами і ефективністю роботи. Транзистори використовуються в безлічі пристроїв: від радіоприймачів і телевізорів до комп'ютерів і мобільних телефонів.

Вольт-амперна характеристика (ВАХ) транзистора-це графік залежності вихідного струму транзистора від напруги, поданого на його вхід. При аналізі ВАХ, можна визначити такі важливі характеристики транзистора, як його підсилюють і комутаційні властивості. Кожен тип транзистора має свою унікальну ВАХ, тому вона служить важливою інформацією при виборі і розрахунку схеми використання транзистора.

Основне поняття, пов'язані з ВАХ транзистора: точка спокою, Максимальний струм посилення, насичення і відсічення. Точка спокою-це робоча точка на ВАХ, яка відповідає нульовому вхідному сигналу і сталого вихідного струму. Максимальний струм посилення-це максимальний струм, який транзистор здатний передати без спотворень сигналу. Насичення-це стан транзистора, коли вихідний струм приблизно дорівнює максимальному струму посилення, А Вихідна напруга близька до номінального значення. У режимі відсічення транзистор знаходиться у вимкненому стані, коли вихідний струм дорівнює нулю.

Принцип роботи транзистора заснований на його основних елементах: емітер, колектор і база. Струм між емітером і колектором (колекторний струм) регулюється струмом, що проходить через базу. Транзистор може виконувати функцію посилення, коли зміна струму на вході призводить до збільшення струму на виході. Він також може здійснювати функцію комутації, коли малий вхідний сигнал змушує транзистор перемикатися між включенням і вимиканням високого струму на виході.

Вольт-амперна характеристика транзисторів дозволяє проводити аналіз і розрахунок роботи цих пристроїв в різних режимах і умовах, що робить її важливою темою для вивчення в області електроніки і схемотехніки.

Визначення вольт-амперної характеристики транзисторів

Вольт-амперна характеристика транзистора можна представити у вигляді таблиці, яка показує залежність струму колектора від напруги база-емітер. У таблиці вказується кілька значень напруги база-емітер, а для кожного значення вказується відповідний струм колектора.

Таким чином, знаючи ВАХ транзистора, можна визначити його робочий режим, максимально можливі значення струму і напруги, а також вибрати оптимальні значення параметрів схеми для отримання потрібного посилення або комутації.

Принцип роботи транзистора

У транзисторі застосовується ефект транзисторного переходу двох типів-npn і pnp. У транзисторі npn між двома p-областями знаходиться одна N-область, а в pnp-транзисторі – одна P-область між двома N-областями. Ці ділянки утворюють два переходи-база-емітер і база-колектор, між якими і відбувається управління властивостями транзистора.

Принцип роботи базово-емітерного NPN-транзистора полягає в наступному: до емітера прикладено постійна напруга, а на базу подається керуючий сигнал. Якщо на базу не поданий сигнал, то транзистор знаходиться у вимкненому стані і струм в ланцюзі не протікає. При подачі позитивного сигналу на базу струм починає протікати через N-область, потрапляє в колектор і надходить в навантаження. Таким чином, при подачі керуючого сигналу на базу, транзистор переходить в робочий режим і виконує функцію посилення або комутації сигналу.

При роботі транзистора в робочому режимі важливими характеристиками є базовий струм і коефіцієнт посилення струму, які визначають ефективність роботи транзистора. Застосування транзисторів дозволяє створювати складні електронні схеми і пристрої, забезпечуючи можливість посилення і обробки сигналів з високою точністю і надійністю.