Tranzistorių perjungimo principai: nutraukimas, prisotinimas ir grandinės integracija

Šis straipsnis įsigilina į intriguojantį tranzistorių perjungimo pasaulį, nagrinėjant įvairius aspektus, tokius kaip jų koncepcija, veiklos principai, charakteristikos ir pagrindiniai parametrai.Bendraudami su turiniu, skaitytojai įgis geresnio supratimo ir praktinių įžvalgų apie perjungimo tranzistorių naudojimą.Šie tranzistoriai primena įprastus tranzistorius formos ir veikia ribinių ir sodrumo sričių srityse.Ši funkcija atspindi grandinės ribinę ir laidumo fazes.Galimybė valdyti šiuos perėjimus daro juos labai naudingomis perjungimo grandinių rinkiniu.

Katalogas

Suprasti perjungimo tranzistoriaus funkcionalumą

Fizinė perjungimo tranzistoriaus išvaizda atspindi standartinio tranzistoriaus.Jis veikia perjungdamas tarp dviejų skirtingų būsenų: ribinės zonos ir sodrumo zonos, panašios į atjungimo ir jungties grandinės būsenas.Šis funkcijos dvilypumas leidžia atlikti svarbų vaidmenį palengvinant pertraukimą ir įsitraukimą į grandines.Dėl šios galimybės jis randa programas įvairiose perjungimo grandinėse.Tai apima, bet tuo neapsiribojant, bendros perjungimo maitinimo grandinės, tvarkyklės grandinės, aukšto dažnio virpesių grandinės, analoginės-skaitmeninės konversijos grandinės, impulsų grandinės ir išvesties grandinės.

Paaiškinant perjungimo triodo grandinės diagramos pagrindus

Komponentų jungtys

Apkrovos rezistorius yra tiesiai per triodo kolektorių ir maitinimo šaltinis, įterptas į pirminės srovės triodo grandinę.Ši sąranka įgalina efektyvų energijos pasiskirstymą ir ryšį.Priešingai, kai tranzistorius yra uždaroje būsenoje, elektros srovei leidžiama cirkuliuoti, palengvinanti vėlesnių procesų veikimą.

Įtampa ir dabartinė dinamika

- Kai „Vin“ registruoja mažą vertę, srovės nebuvimas bazėje lemia kolekcinę srovę.Taigi su kolekcionieriumi susijusi apkrova išlieka neaktyvi, panaši į atvirą jungiklį.Šiuo atveju tranzistorius veikia ribinėje zonoje, išreiškdamas ramybės būseną.

- Priešingai, esant aukštam VIN, bazinė srovė sukelia reikšmingą kolektoriaus amplifikacijos srovę, užtikrinančią apkrovos grandinės aktyvaciją.Šis scenarijus atspindi jungiklio uždarymą, kai triodas energingai veikia sodrumo srityje, pabrėždamas jo galimybes padidinti veiklos efektyvumą.

Tranzistorių perjungimo principo supratimas

Patirti ribinę būseną

Tranzistoriaus funkcionalumo srityje, kai įtampa, taikoma triodo emiterio jungčiai, patenka į PN jungties slenkstį laidumo, emocijų, kurios yra bazinės srovės, kelias, todėl kolekcininkas ir emiterio srovės tampa neaktyvios.Šioje situacijoje tranzistorius praranda sugebėjimą sustiprinti srovę, artėjant prie tylaus kolekcininko ir emiterio, kuris atspindi jungiklį, yra išjungtas.Tai vadinama tranzistoriaus ribine būsena.Šioje neveikiančioje būsenoje būdingas perjungimo tranzistoriaus elgesys apima emiterio sankryžą ir kolektoriaus sankryžą, esant atvirkštiniam šališkumui, pridedant jo veikimo intrigos sluoksnį.

Vykdoma būsena: energijos sprogimas

Tranzistoriaus pasaulis užsidega, kai įtampa peržengė PN sankryžos laidumo slenkstį, o bazinė srovė pasiekia pagrindinį lygį, kuris jį prisotina potencialu, o tai lemia būseną, kurioje kolektoriaus srovė stabilizuojasi ir atspindi tolesnius pokyčius, nepaisant pakitusių bazinių srovių.Tarp šio elektrinio krescendo tranzistorius atsisako jo amplifikavimo pareigų, parodydamas minuso įtampą per kolekcionierių ir emiteris - ryškus perėjimas, panašus į jungiklio jungiklį.Čia mes stebime prisotintą laidumo būseną, pažymėtą į priekį esančiu tiekimo ir kolekcininkų jungčių šališkumu.Būtent tokioje įkrautoje atmosferoje pradedamas naudoti voltmetrą, skirtą įvertinti šių sankryžų įtampas, veikiančias kaip patikimas vadovas, skirtas iššifruoti tranzistoriaus veikimo būklę.Naudojant triodo perjungimo meistriškumą, galima atskleisti tranzistoriaus funkcionalumo esmę.

Pasinerkite į įvairius veikimo režimus

Tyrinėjant tranzistorių peizažą, paaiškėja įvairių tipų įvairovė, kiekvienas pritaikytas skirtingiems vaidmenims.Šie triodai, dažnai įtraukti į plastiką ar metalą, pateikia bendrą vaizdinę temą, kai elektrodas su rodykle prisiima emiterio vaidmenį.Subtili meninė detalė yra rodyklės kryptimi: jei ji yra išorėje, ji reiškia NPN tipo triodą, o viduje nukreipta rodyklė žymi PNP tipo variantą.Ši kryptis tarnauja kaip išraiškingas rodiklis, atskleidžiantis srovės srauto kelią tranzistoriuje.

Transistorių perjungimo charakteristikos ir taikymo būdai

Transistorių perjungimas išsiskiria dėl jų ištvermės, stabilumo ir efektyvumo, neturinčio jokio mechaninio degradacijos, tuo pačiu siūlant greitą perjungimo galimybes ir kompaktišką formą.Šie tranzistoriai naudoja nedideles sroves, kad valdytų reikšmingus sroves, ir prisistato kaip universalius įrankius įvairiose srityse.

Mažos galios perjungimo tranzistoriai

- Dislokuoti maitinimo šaltinio grandinėse

- Naudojamas važiavimo grandinėse

- Darbas perjungimo grandinėse

Didelės galios perjungimo tranzistoriai

- Integralas į spalvotus televizijos rinkinius

- Būtina komunikacijos įrangai

- Įtrauktas į perjungimo maitinimo šaltinius

Papildomos programos

- Tinka žemo dažnio galios stiprintuvo grandinėms

- Taikoma dabartinėms reguliavimo užduotims

Aukštos atvirkštinės įtampos tranzistoriai

- gyvybiškai svarbus spalvų televizijos linijos išvesties vamzdis

Suprasti tranzistorių perjungimo parametrus

Tranzistoriaus pasirinkimas apima įvairių parametrų, apibūdinančių jo elgesį, suvokimą.Tranzistoriaus vadovas gali būti vertingas šaltinis priimant pagrįstus sprendimus.Nors egzistuoja daugybė parametrų, tam tikri esminiai verti dėmesio: ICM, BVCEO, PCM, FT, ton, TOFF ir kt. Jie gali veiksmingai patenkinti didžiąją dalį vartotojo reikalavimų.

- ICM: maksimali leistina kolektoriaus srovė

Tranzistorius patenka į pažeistą būseną, kai kolekcininko srovė viršija ICM.Dėl to sumažėja dabartinis amplifikacijos koeficientas β, kuris gali neigiamai paveikti grandinės našumą, sukeldamas dizainerių skubos ir susirūpinimo jausmą.

- „BVCEO“: kolekcionierių-emiterio atvirkštinio skilimo įtampa

Kai bazė yra atvira sujungta, atidžiai stebėkite įtampą.„BVCEO“ pranokimas galėtų inicijuoti suskirstymą, sukeldamas didelę kolekcininko srovę.Toks įvykis rizikuoja nuolatine žala, sukeldami nerimą dėl tranzistoriaus patikimumo ir vientisumo.

- PCM: maksimalus leistinas kolektoriaus galios išsklaidymas

Kolektoriaus sankryžoje sukuriama šiluma yra priminimas apie galimą perkaitimą.Veikia už PCM, ypač neturint tinkamo šilumos valdymo, rizikuoja deginti tranzistorių.Atminkite, kad ši vertė reiškia specifinį šilumos kriauklės dydį, reikalaujančią kruopštaus dėmesio.

- Būdingas dažnis (FT)

Kilimui didėjant veikimo dažniui, amplifikacijos galia sumažėja, o β sumažėja iki 1 Ft.Šis poslinkis gali sukelti iššūkius palaikant funkcionalumą aukštesniais dažniais.

-Įjungimo ir išjungimo laikas

Ši metrika įvertina perjungimo tranzistoriaus reakcijos greitį, darant įtaką laiko efektyvumui ir greitam pritaikomumui dinaminėje aplinkoje.

Tolesniam tyrinėjimui dėl tranzistoriaus parametrų sudėtingumo, apsilankymas „Quarktwin“ svetainėje suteiks platesnę įžvalgą ir praturtins supratimą.

Bendrojo perjungimo tranzistorių tyrinėjimas

Transistorių perjungimas turi panašų dizainą su standartiniais tranzistoriais, tačiau tarnauja unikaliam tikslui valdyti grandinės perėjimą tarp OFF ir į būsenas.Ši funkcija pasirodo esminė daugybėje programų, todėl jie gali plačiai naudoti perjungimo grandines, kur jos siūlo greitą perėjimo greitį ir ilgaamžiškumą.Šie tranzistoriai randa programas:

- maitinimo šaltinis ir reguliatoriaus grandinės

- Vairuotojo grandinės

- Virpiklių grandinės

- Galios stiprintuvo grandinės

- impulsų stiprintuvo grandinės

- eilutės išvesties grandinės

Transistorių perjungimas priskiriamas mažoms galios ir didelės galios variantams, atsižvelgiant į jų galios pajėgumus.

Tiems, kuriems reikalinga didelė atskaitos įtampa ir didelės galios galimybės, dažniausiai naudojami perjungimo tranzistoriai:

- 2SD1556

- 2SD1887

- 2SD1455

- 2SD1553

- 2SD1497

- 2SD1433

- 2SD1431

- 2SD1403

- 2SD850

Jų maksimali atvirkštinė įtampa viršija 1500 V, todėl jie yra tinkami reikalauti.

Atsargumo priemonės, kaip naudoti tranzistorių perjungimą

Atrankos ir operatyvinės būsenos

- Pasirinkite „perjungimo triodą“, kad padidintumėte reakcijos laiką pereinamųjų laikotarpių metu.

- Projektuojant grandinės dizainą, labai svarbu užtikrinti, kad tranzistorius veiktų tik „sodrumo“ arba „nukirpimo“ režimais.Reikėtų vengti amplifikacijos regiono, kad būtų išvengta nenumatyto elgesio.

Prisotinimas ir nukirstas

- Venkite per didelio tranzistoriaus prisotinimo, nes tai neigiamai veikia pereinamąjį greitį nuo ribos iki būsenos.

- Norint pasiekti tinkamą ribą, nereikia tik „neigiamos įtampos“ šališkumo.Idealiu atveju įėjimas turėtų būti lygus nuliui, kad būtų lengviau pereiti, o tai daro įtaką perjungimo greičiui abiejose būsenose.

Patikimumas ir veiklos aspektai

- Kai naudojamas triodas kaip jungiklis, būtina atkreipti dėmesį į patikimumą.Įdiegus neigiamą maitinimo šaltinį (VEE) prie pagrindo, galite pagerinti prietaiso patikimumą.

- Perjungimo greitis gali neatitikti norimų našumo lygių;Taigi, norint pasiekti optimalų veikimą, įvesties signalo dažnis turėtų būti atitinkamai pakoreguotas.