Оқулық «Білім беруді дамытудың федералдық институты»

e(f)
4
-
БӨЛІМ
ҚҰРЫЛҒЫЛАР ЖҰМЫСЫНЫҢ 
ФИЗИКАЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
КІЛТТІ РЕЖИМІНДЕГІ ТРАНЗИСТОР 
ЖҰМЫСЫН ЗЕРТТЕУ 
 
 
 
Кілтті режимде биполярлық транзистор қаныққан (тұйықталған 
кілт) немесе бөлінген (тұйықталмаған кілт) режимінде жұмыс 
істейді. Қаныққан режимде екі айнымалы да (база-коллектор және 
база-эмиттер) ашық, ал бөлінген режимде – жабық.
Ашық транзистор белсенді режимде немесе қаныққан режимде 
бола алады. Электронды кілттер үшін белсенді режим тиімсіз 
болады, себебі бұл режимде коллекторда айтарлықтай қуат 
таралады. Сондықтан белсенді режим тек ауыспалы үдерістерде 
ғана рұқсат етіледі.
Электронды кілттерді жобалаудың қажетті бөлігі болып 
олардың қайта қосылу және энергия жоғалту жылдамдығын 
анықтайтын динамикалық қасиеттерін бағалау табылады.
Кілтті режимдегі транзистор жұмысы келесі кезектілікте жүзеге 
асырылады:
1)
транзистор жабық, база тогы коллектордың кері тогымен 
анықталады, базада заряд жоқ деуге де болады, кілт шығысында 
жоғары деңгейде;
2)
кілт 
кірісінде 
потенциал 
секірмелі 
артады, 
кіріс 
сыйымдылығы зарядтала бастайды. база мен коллектор токтары 
база-эмиттер айнымалысында кернеу бөлінген (қосылу тежелген 
кезде) кернеуден аспайынша өзгермейді;
3)
бөлінген кернеу артқан сәтте эмиттер айнымалысы ашылады, 
транзистор белсенді режимге көшеді. Базада инжектрленетін негізгі 
емес тасымалдағыштар базаның тепе-теңдік күйін бұзады, заряд 
жинала бастайды. Коллектор ауданына тасымалдағыштардың 
экстракциялануына негізделетін коллектор тогы пропорционалды 
түрде артады. Қосылу уақыты қаныққан режимге өту уақытымен 

анықталады; 
4)
Қаныққан режимге кірген соң сыртқы токтар мен кернеудер 
тұрақты болып қалады, бірақ базадағы заряд аз жылдамдықпен 
болса да арта береді. Қаныққан режиміне өтуге сәйке мәннен 
артатын заряд артық заряд деп аталады; 
5)
Әлеуеттің кілт кірісіндегі секірме тәрізді өзгерісі кезінде база 
тогы да тез азаяды, база зарядының тепе-теңдік күйі бұзылады және 
оның таралуы басталады. Транзистор заряд шекті мәнге дейін 
төмендегенше қаныққан болып қала береді, одан кейін транзистор 
(қосуды тежеу уақытында) белсенді режимге өтеді;
6)
Белсенді режимде база заряды мен коллектор тогы транзистор 
бөлінген режимге ауысқанша азая береді. Бұл сәтте кілттің кіріс 
кедергісі артады. Бұл кезең қосылу уақытымен анықталады; 
7)
Транзистор бөлінген режимге өткен соң шығыстағы кернеу 
артуын жалғастырады, себебі жүктеу, монтаж сыйымдылығы және 
база-коллектор сыйымдылығы зарядталады. 
Биполярлық транзистор кілтіндегі айнымалы үдерістер 4.1-
суретте берілген.
Айнымалы үдерістің толық ағымын екі кезеңде қарастыруға 
болады: транзисторды қосу және оны өшіру.
Бірінші кезеңді қарастырайық:
■
интервал t
0
—t
1
— қосылу (транзистор жұмысының белсенді 
режимі);
■
интервал t
1
—t
1
' — базада зарядты орнату интервалы(1
Б1
»
» шекті).
Қосу кезеңінде эмиттер тогы алдымен серпіліспен 
1
Б1
,
мәніне 
дейін өзгереді, коллектор тогы артпайды, ол инертті.
1
К 
1
Э
ге 
қосылады,
яғни коллектор тогы өсе бастайды. Бұл 
t
1- 
нүктесіне 
дейін болады, ол – қаныққандағы кіріс нүктесі. Токтың теріс түсіп 
кетуі кезінде 
1
Э
және 
1
К
өзгермейді.
t
1 
кезінде кернеу
U
Кн
= 0,2 В. Бұл кезеңде қосылу режимі 
аяқталды. 
Екінші кезеңді қарастырайық:
■
интервал t
2
—t
3
— зарядты тарату аймағы қосылу кезеңінде 
(қаныққан режимнен шығу уақыты). Бұл транзистордағы ең 
әлсіз орын;
■
интервал t
3
—t
4
— транзисторды қосу интервалы, бұл уақытта 
транзистор t
4
нүктесінде эмиттерлі айнымалы 
1
Э
= 0 өшірілгенге 
дейін белсенді режимде жұмыс істейді. 

e(f)
4.1-сурет. Биполярлық транзисторда кілттегі ауыспалы үдерістер 
Эмиттер айнымалысы өшірілгенге дейін (t
4 
нүктесі) ток l
R
(t) азаяды
да эмиттер арқылы екі ток өтеді: 
1
Б2
және 
1
Э
 = 1
К
.
4.2-сурет. Micro-Cap-да биполярлы транзистордегі кілт схемасы

Токтың теңдігі кезінде 
1
К
 = 1
Б2
,
онда ток та 
1
Э
= 0; 
■ 
интервал t
4
—t
5
— бұл динамикалық бөлінудің интервалы. 
Айнымалы үдерістің коллекторлы тогы коллекторлық диод 
арқылы өтеді де, базадан артық тасымалдағыштарды лақтырып, 
кезеңді жабады. Транзистор жабылғанда, С
БК
және С
пар
сыйымдықтарының әсері басталады. 
U
КЭ
кернеуі тұрақты 
уақытпен 
Е
К
дейін артады: 
τ
ФР
= (С
БК
+ С
ПАР
) ∗ 𝑅
К
 
транзисторды қосу кезеңінде белгілердің ауысуы орын алады. 
База тізбегіне кері бағытта 
1
Б2 
ток өтеді.
Micro-Cap бағдарламасында биполярлық транзистордағы кілт 
жұмысын қарастырайық кілт схемасы 4.2-суретте берілген.
Орын ауыстыру V1=0,78 кернеу көзімен беріледі. Қорек кернеуі 
V3=10 көзімен беріледі. Сигналдың импульсті көзінің параметрлері 
VZERO=0, VONE=0.38, P1=P2=0, P3=P4=0.4U, P5=10u.
Ауыспалы үдерістерді зерттеу параметрлері: Time Range — 0.6U, 
Temperature — 27. Зерттелетін нүкте параметрлері 4.1-кестеде 
берілген.
Импульс аяқталған соң транзистор 20 нс шамасында қаныққан 
режимде болады, бұл кезде базада зарядтың таралуы орын алады. 
Бұл үдеріс коллекторлық тізбектегі кедергіге байланысты. Резистор 
кедергісін ауыстырыңыз: R2=2000. Импульс ұзақтығын екі есе 
азайтыңыз: VZERO=0, VONE=0.38, P1=P2=0, P3=P4=0.2U, P5=10u.
Схеманың осындай параметрлері кезінде базада зарядтың таралу 
ұзақтығы шамамен 90 нс-ті құрайды, бұл 200нс-ке тең импульс 
ұзақтығымен салыстырғанда едәуір.
4.1-кесте

жүктеу/скачать 5,96 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: