반도체 장치(SS)의 사용은 무선 전자 장치에서 널리 퍼져 있습니다. 이로 인해 다양한 장치의 치수가 감소했습니다. 바이폴라 트랜지스터는 기능이 단순한 전계 효과 트랜지스터의 기능보다 더 넓기 때문에 일부 기능으로 인해 광범위한 응용을 받았습니다. 왜 필요하고 어떤 조건에서 사용되는지 이해하려면 작동 원리, 연결 방법 및 분류를 고려해야합니다.
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장치 및 작동 원리
트랜지스터는 3개의 전극으로 구성된 전자 반도체이며 그 중 하나는 제어 전극입니다. 바이폴라형 트랜지스터는 2가지 유형의 전하 캐리어(음수 및 양수)가 있는 경우 극성 트랜지스터와 다릅니다.
음전하는 결정 격자의 외부 껍질에서 방출되는 전자입니다. 방출된 전자 대신 양전하 또는 정공이 형성됩니다.
바이폴라 트랜지스터(BT)의 장치는 그 다양성에도 불구하고 매우 간단합니다. 이것은 에미터(E), 베이스(B) 및 컬렉터(K)의 3가지 전도성 유형의 레이어로 구성됩니다.
에미터(라틴어로 "방출")는 베이스에 전하를 주입하는 것이 주요 기능인 반도체 접합 유형입니다. 컬렉터(라틴어 "collector"에서 유래)는 이미 터의 전하를 수신하는 데 사용됩니다. 베이스는 제어 전극입니다.
에미터와 컬렉터 레이어는 거의 동일하지만 PCB의 특성을 향상시키기 위해 불순물을 첨가하는 정도가 다릅니다. 불순물을 첨가하는 것을 도핑이라고 합니다. 컬렉터층(CL)은 도핑이 약하게 표현되어 컬렉터 전압(Uk)을 증가시킨다. 에미터 반도체 층은 역 허용 항복 U를 증가시키고 베이스 층으로의 캐리어 주입을 개선하기 위해 많이 도핑됩니다(전류 전달 계수 증가 - Kt). 베이스 레이어는 더 많은 저항(R)을 제공하기 위해 가볍게 도핑됩니다.
베이스와 이미 터 사이의 전환은 K-B보다 면적이 작습니다. 면적의 차이로 인해 Kt의 개선이 일어납니다. PCB가 작동하는 동안 K-B 전환은 역 바이어스로 스위치 온되어 열량 Q의 주요 부분을 방출합니다. 이 열은 발산되고 크리스탈의 더 나은 냉각을 제공합니다.
BT의 속도는 베이스 레이어(BS)의 두께에 따라 다릅니다. 이 의존성은 반비례하여 변하는 값입니다. 두께를 줄이면 속도가 빨라집니다. 이 의존성은 요금 항공사의 비행 시간과 관련이 있습니다.그러나 동시에 영국은 감소합니다.
전류 K(Ik)라고 하는 이미터와 K 사이에 강한 전류가 흐릅니다. E와 B 사이에 작은 전류가 흐릅니다. 이는 제어에 사용되는 전류 B(Ib)입니다. Ib가 변하면 Ik가 변합니다.
트랜지스터에는 E-B와 K-B라는 두 개의 pn 접합이 있습니다. 모드가 활성화되면 E-B는 순방향 바이어스로 연결되고 CB는 역방향 바이어스로 연결됩니다. E-B 전이가 열린 상태이기 때문에 음전하(전자)가 B로 흐르고 그 후 부분적으로 정공과 재결합합니다. 그러나 B의 낮은 합법성과 두께로 인해 대부분의 전자가 K-B에 도달합니다.
BS에서 전자는 작은 전하 캐리어이며 전자기장은 K-B 전이를 극복하는 데 도움이 됩니다. Ib가 증가하면 E-B 개방이 확장되고 E와 K 사이에 더 많은 전자가 이동합니다. 이 경우 Ik가 Ib보다 크기 때문에 저진폭 신호가 크게 증폭됩니다.
바이폴라형 트랜지스터의 동작의 물리적 의미를 좀 더 쉽게 이해하기 위해서는 좋은 예와 연관시킬 필요가 있다. 물을 펌핑하는 펌프는 전원, 수도꼭지는 트랜지스터, 물은 Ik, 탭 핸들의 회전 정도는 Ib라고 가정해야 합니다. 압력을 높이려면 탭을 약간 돌려 제어 작업을 수행해야 합니다. 예제를 기반으로 소프트웨어의 간단한 작동 원리를 결론지을 수 있습니다.
그러나 K-B 전환에서 U가 크게 증가하면 충격 이온화가 발생할 수 있으며 이로 인해 애벌런치 전하 증가가 발생합니다.터널 효과와 결합될 때 이 프로세스는 전기적, 시간이 증가함에 따라 PP를 비활성화하는 열 파괴를 제공합니다. 때때로 열 파괴는 컬렉터 출력을 통한 전류의 상당한 증가로 인해 전기적 파괴 없이 발생합니다.
또한 U가 K-B 및 E-B로 변경되면 이러한 층의 두께가 변경되고 B가 얇으면 전환 K-B와 E-B가 연결되는 폐쇄 효과(천공 B라고도 함)가 발생합니다. 이 현상의 결과로 PP는 기능을 수행하지 않습니다.
작동 모드
바이폴라 형 트랜지스터는 4가지 모드로 작동할 수 있습니다.
- 활동적인.
- 컷오프(RO).
- 채도(PH).
- 장벽(RB).
BT의 활성 모드는 정상(NAR)과 역(IAR)입니다.
일반 활성 모드
이 모드에서 U는 EB 접점에서 흐릅니다. 이 접점을 EB 전압(Ue-b)이라고 합니다. 이 모드는 최적으로 간주되며 대부분의 체계에서 사용됩니다. 트랜지션 E는 컬렉터 쪽으로 이동하는 베이스 영역에 전하를 주입합니다. 후자는 충전을 가속화하여 부스트 효과를 만듭니다.
역 활성 모드
이 모드에서는 K-B 전환이 열려 있습니다. BT는 반대 방향으로 작동합니다. 즉, 정공 전하 캐리어가 K에서 주입되어 B를 통과합니다. E 전이에 의해 수집됩니다. PP의 증폭 특성이 약하고 BT는 이 모드에서 거의 사용되지 않습니다.
채도 모드
PH에서는 두 전환이 모두 열려 있습니다. E-B와 K-B가 외부 소스에 순방향으로 연결되면 BT는 발사체에서 작동합니다. E 및 K 접합의 확산 전자기장은 외부 소스에 의해 생성되는 전기장에 의해 약화됩니다.그 결과, 배리어 능력이 감소하고 주요 전하 캐리어의 확산 능력이 제한됩니다. E와 K에서 B로 구멍 주입이 시작됩니다.이 모드는 주로 아날로그 기술에서 사용되지만 경우에 따라 예외가 있을 수 있습니다.
컷오프 모드
이 모드에서 BT는 완전히 닫히고 전류를 전도할 수 없습니다. 그러나 BT에는 작은 전하 캐리어의 미미한 흐름이 있어 작은 값의 열 전류를 생성합니다. 이 모드는 과부하 및 단락에 대한 다양한 유형의 보호에 사용됩니다.
장벽 체제
BT 베이스는 저항을 통해 K에 연결됩니다. 저항은 BT를 통해 전류 값(I)을 설정하는 K 또는 E 회로에 포함됩니다. BR은 BT가 모든 주파수와 더 넓은 온도 범위에서 작동할 수 있도록 하기 때문에 회로에 자주 사용됩니다.
스위칭 방식
BT의 올바른 사용과 연결을 위해서는 BT의 분류와 유형을 알아야 합니다. 바이폴라 트랜지스터의 분류:
- 생산 재료: 게르마늄, 실리콘 및 비소 갈륨.
- 제조 기능.
- 소비 전력: 저전력(최대 0.25W), 중간(0.25-1.6W), 강력(1.6W 이상).
- 제한 주파수: 저주파(최대 2.7MHz), 중간 주파수(2.7-32MHz), 고주파(32-310MHz), 마이크로파(310MHz 이상).
- 기능적 목적.
BT의 기능적 목적은 다음과 같은 유형으로 나뉩니다.
- 정규화 및 비정규화 잡음 지수(NiNNKSh)로 저주파 증폭.
- NiNNKSh로 고주파수 증폭.
- NiNNKSh로 마이크로파 증폭.
- 강력한 고전압 증폭.
- 고주파 및 초고주파 발생기.
- 저전력 및 고전력 고전압 스위칭 장치.
- 높은 U 값을 위한 강력한 펄스.
또한 다음과 같은 유형의 바이폴라 트랜지스터가 있습니다.
- 피앤피.
- N-P-N.
바이폴라 트랜지스터를 켜기 위한 3개의 회로가 있으며 각각 고유한 장점과 단점이 있습니다.
- 장군 B.
- 장군 E.
- K 장군
공통 베이스(OB)로 켜기
회로는 고주파에 적용되어 주파수 응답을 최적으로 사용할 수 있습니다. 구성표에 따라 하나의 BT를 OE와 연결한 다음 OB와 연결하면 작동 빈도가 증가합니다. 이 연결 방식은 안테나 유형 증폭기에 사용됩니다. 고주파에서 노이즈 레벨이 감소됩니다.
장점:
- 최적의 온도와 넓은 주파수 범위(f).
- 높은 가치 영국.
결점:
- 낮은 내가 이득.
- 낮은 입력 R.
공통 이미 터 스위칭(CE)
이 방식에 따라 연결하면 U와 I에서 증폭이 발생합니다. 회로는 단일 소스에서 전원을 공급받을 수 있습니다. 전력 증폭기(P)에 자주 사용됩니다.
장점:
- I, U, P에 대한 높은 이득
- 하나의 전원 공급 장치.
- 출력 변수 U는 입력에 대해 반전됩니다.
심각한 단점이 있습니다. OB와 연결했을 때보다 최저 온도 안정성과 주파수 특성이 더 나쁩니다.
공통 수집기로 켜기(OK)
입력 U는 다시 입력으로 완전히 전달되고 Ki는 OE와 연결될 때 유사하지만 U에서는 낮습니다.
이 유형의 스위칭은 트랜지스터에서 이루어진 캐스케이드 또는 고출력 R(콘덴서 유형 마이크 또는 픽업)이 있는 입력 신호 소스와 일치하는 데 사용됩니다. 장점은 다음과 같습니다. 입력 값이 크고 출력 R이 작습니다.단점은 낮은 U 게인입니다.
바이폴라 트랜지스터의 주요 특성
BT의 주요 특징:
- 나는 얻는다.
- 입력 및 출력 R.
- 리버스 이크.
- 켜는 시간.
- 전송 주파수 Ib.
- 리버스 익.
- 최대 I 값.
애플리케이션
바이폴라 트랜지스터의 사용은 인간 활동의 모든 영역에서 널리 퍼져 있습니다. 장치의 주요 응용 프로그램은 증폭, 전기 신호 생성 및 스위치 요소로도 사용되는 장치에 적용되었습니다. 그들은 컴퓨터 기술에서 U 및 I 값을 조정할 수있는 일반 및 스위칭 전원 공급 장치의 다양한 전력 증폭기에 사용됩니다.
또한 과부하, U 서지 및 단락에 대한 다양한 소비자 보호 기능을 구축하는 데 자주 사용됩니다. 그들은 광업 및 야금 산업에서 널리 사용됩니다.
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