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バイポーラトランジスタ：スイッチング回路。 共通エミッタを有するバイポーラトランジスタの回線交換
三電極型の一つの半導体デバイスは、バイポーラトランジスタです。 回路のそれらが導電性（正孔または電子）と機能を持っているかどうかに依存します。
分類
トランジスタは、グループに分かれています。
- 最も一般的に使用されるガリウム砒素及びシリコン：資料によります。
- （300 MHzを超える）、低（3 MHzまで）、培地（30 MHzまで）、（300 MHzまで）、高、超高：信号周波数として。
- 3Wよりも3ワット、まで0.3 Wまで、：最大消費電力のために。
- デバイスの種類に応じて交互直接および逆方法不純物伝導を変化させることにより、半導体層と接続された3つ。
どのようトランジスタはいますか？
トランジスタの外側及び内側層は、リード電極に接続され、それぞれエミッタ、コレクタ及びベースと呼ばれます。
エミッタ及びコレクタは、導電性の互いに異なる種類のではなく、後者の不純物をドーピングの程度ははるかに低いです。 これは、許容出力電圧の上昇を確実にします。
弱いドーピングを有する半導体からなるように中間層であるベースは、高い抵抗を有します。 これは、バイアスに遷移を逆に起因して発生する熱の除去を改善するコレクタとの大きな接触面積を有しており、少数キャリアの通過を容易 - 電子。 遷移層は、同じ原理に基づいているという事実にもかかわらず、トランジスタは、非対称の装置です。 変更場所によって同じ導電性の極端な層は、半導体装置の対応するパラメータを受信することができません。
回路図のバイポーラトランジスタは、二つの状態でそれを維持することができます：それは、開放または閉鎖することができます。 トランジスタオープンエミッタオフセット遷移を順方向に形成されているアクティブモードで。 以下の図に示すように、これは考える例示するために、例えば、npn型のトランジスタは、それは、ソースから通電されるべきです。
それはいけない介して第2のコレクタ接合の境界これは閉じられ、電流が流れます。 しかし実際には、反対があるため、互いのための遷移の近くに位置し、その相互の影響が原因で発生します。 メインキャリア - エミッタが「マイナス」バッテリ開放遷移に接続されているので、電子はそれらが孔を有する部分的再結合され、基地ゾーンに流入することを可能にします。 形成されたベース電流I b。 強いそれは、比例以上の出力電流です。 バイポーラトランジスタを使用して、この原則の仕事アンプで。
電場のない作用がないため、ベースの後、単独の電子の拡散輸送です。 わずかな層の厚さ（ミクロン）と大きい大きさに起因する 濃度勾配の ほとんどすべての負に帯電した粒子のベース抵抗が十分に大きいが、コレクタ領域に分類されます。 そこに彼らは彼らの能動輸送を促進し、電界を描く移動します。 電荷の無視できない損失がベースにおける再結合による場合のコレクタ-エミッタ電流は、実質的に等しい：IはI B + I K = E。
トランジスタのパラメータ
- β= I / I bの （実測値）：電圧U 当量 / UがBEと電流の利得係数。 典型的には、係数βは、300を超えないが、800以上の値に達することができます。
- 入力インピーダンス。
- 周波数応答 - それは印加された信号の変化に時間を持っていない過渡電圧その上、所定の周波数のトランジスタ性能アップ。
バイポーラトランジスタ：スイッチング回路、動作モード
動作モードは、回路が組み立てられる方法に応じて異なります。 信号が印加されると、それぞれの場合のための2つの点で除去し、だけ3つのピンが存在しなければなりません。 1つの電極は、入力と出力の両方に属していなければならないことになります。 だから、任意のバイポーラトランジスタを含みます。 ON、OEとOK：回路の。
1. OKを運転します
回線交換 バイポーラトランジスタの 共通コレクタを有する：信号もコレクタ回路に含まれるR Lを、抵抗器に供給されます。 そのような接続は、共通コレクタと呼ばれています。
このオプションは、電流利得を作成します。 エミッタフォロワの利点は、便利座標カスケードを可能にする大きな入力インピーダンス（10-500オーム）を提供することです。
2. ONで運転
共通ベースバイポーラトランジスタの回路交換：C 1を介して増幅後の受信信号は、ベース電極が共有されているコレクタ回路の出力に除去されます。 この場合、電圧利得は、MAでの作業に類似しています。
不利な点は、小さな入力インピーダンス（30~100オーム）であり、ONを有する回路は、発振器として使用されます。
MA 3.ダイアグラム
バイポーラトランジスタが使用される多くの実施形態において、スイッチング回路は、主に共通エミッタで作られました。 電源電圧は、負荷抵抗R Lを介して供給され、エミッタが外部電源の負極に接続されています。
入力端子から交流信号は、エミッタとベース電極（IN V）に入り、それがコレクタ回路における（V CEの）大きさが大きくなります。 基本的な回路素子：トランジスタ、抵抗R Lと外部電源と増幅回路の出力。 入力信号の供給回路に直流の通過を阻止するキャパシタC 1、及びトランジスタが開く介して抵抗R 1、：補助。
トランジスタ回路のコレクタ電圧と一緒になって抵抗R Lの出力等しい大きさEMF：VのCC = I C R L + VのCE。
したがって、入力の小さな信号で Vは、管理AC出力インバータトランジスタへの直流電力の変動によって与えられます。 10~200時間の - スキームは、入力電流20-100倍の増加、および電圧を提供します。 従って、電力も増加します。
不足スキーム：小さな入力抵抗（500〜1000オーム）。 このため、増幅段の形成に問題があります。 出力抵抗は2-20オームです。
これらの図は、どのようにバイポーラトランジスタを示しています。 あなたは彼らのパフォーマンスにさらなる行動を取らない場合は大幅な過熱や信号周波数などの外部の影響によって影響を受けることになります。 また、エミッタ接地は出力での高調波歪みを作成します。 信頼性を向上させるために、回路が接続されてフィードバック、フィルタ、など。N.この場合、利得は減少するが、デバイスはより効率的になります。
動作モード
トランジスタ機能は、接続された電圧の値に影響を与えます。 共通エミッタと以前に設けられたバイポーラトランジスタの回路を適用した場合、すべてのモードを示すことができます。
1.カットオフモード
このモードは、V BE電圧はこの場合0.7ボルトに低下すると、エミッタ接合が閉じられ、電流コレクタがベースにない自由電子ので、不在で作成されます。 このように、トランジスタブロック。
2.アクティブモード
電圧は、トランジスタを開くのに十分であるベースに印加された場合、ゲインの大きさに応じて、小さな入力電流と高出力があります。 その後、トランジスタは増幅器として動作します。
3.飽和モード
トランジスタが完全に開放されるように、それはアクティブモードとは異なり、コレクタ電流は、可能な最大値に達します。 その増加は、出力回路に印加された起電力又は負荷を変化させることによって達成することができます。 ベース電流コレクタを変更する際に変更されません。 飽和領域ではトランジスタは非常に開いており、スイッチがオンされ、ここで、それが機能することを特徴。 カットオフと飽和モードを組み合わせることにより、バイポーラトランジスタの回路図は、あなたが彼らの電子キーを作成することができます。
全ての動作モードは、グラフに示す出力特性の性質に依存します。
それはOEを有するバイポーラトランジスタの配線図を組み立てている場合、それらは、証明することができます。
あなたは垂直軸上に置き、水平セグメントが最大コレクタ電流と電源電圧V CCの量を表し、次いで互いに端部を接続した場合、負荷線（赤）を得ます。 これは、 式によって記述される：I C =（V CC - V CEの）/ R C. 図から、コレクタ電流I Cと電圧V CEを決定する動作点は、増加するベース電流I Bとボトムアップからの負荷線に沿って移動することになります
I B = 0がカットオフモードを特徴付ける軸と第1出力特性（斜線）との間のゾーンV CE。 この逆電流I Cに無視できる程度であり、トランジスタが閉じられます。
点Aにおける最上位の特徴は私が変更されていないコレクタ電流がさらに増加して、その後、ライン負荷と交差します。 グラフ中の飽和領域は、軸I Cと最も急峻な特性との間の斜線の領域です。
どのように異なるモードでのトランジスタのでしょうか？
トランジスタは、入力回路に供給される変数または定数の信号で動作します。
バイポーラトランジスタ：スイッチング回路、電源
ほとんどトランジスタが増幅器として機能します。 交流入力信号は、出力電流の変化を引き起こします。 あなたはOKまたはMAとのスキームを適用することができます。 信号の出力回路に負荷を必要としました。 典型的には、コレクタ出力回路に搭載された抵抗を使用。 適切に選択した場合、出力電圧値は、入力よりも有意に高いです。
増幅器作業は十分タイミング図に示します。
場合変換パルス信号、モードが正弦波の場合と同様です。 品質は、それらのトランジスタの周波数特性によって決まる高調波成分に変換します。
スイッチングモードで動作
トランジスタスイッチは、電気回路における非接触切替接続のために設計されています。 原理は、トランジスタの抵抗値の段階的な変化です。 バイポーラタイプは、キーデバイスの要件に適しています。
結論
電気信号を変換するための回路に用いられる半導体素子。 汎用性と大分類は、バイポーラトランジスタの幅広い使用を可能にします。 スイッチング回路は、それらの機能及び動作モードを決定します。 多くの特性に依存します。
バイポーラトランジスタをスイッチング主回路は、入力信号を変換して生成する、増幅する、及びスイッチ回路。
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