Прыклады пытанняў па абмеркаванні транзістараў
Транзістары — гэта асноўныя электронныя кампаненты, якія адыгрываюць жыццёва важную ролю практычна ў кожнай сучаснай электроннай прыладзе. Выконваючы функцыі перамыкачоў і ўзмацняльнікаў сігналаў, транзістары дазваляюць выкарыстоўваць перадавыя тэхналогіі, такія як кампутары, мабільныя тэлефоны і многія іншыя прылады. У гэтым артыкуле мы разгледзім некалькі прыкладаў і іх рашэнні, каб лепш зразумець, як працуюць транзістары.
1. Уводзіны ў транзістары
Перш чым перайсці да прыкладаў задач, давайце крыху пагаворым пра самі транзістары. Транзістар — гэта паўправадніковы кампанент, які складаецца з трох слаёў розных матэрыялаў, звычайна вядомых як NPN або PNP, у залежнасці ад легіравання паўправадніковага матэрыялу. Ён мае тры вывады: базу (B), эмітар (E) і калектар (C).
Тыпы транзістараў
– NPN-транзістар: тып транзістара, у якім базавы пласт размешчаны паміж двума пластамі N-тыпу.
– PNP-транзістар: тып транзістара, у якім базавы пласт размешчаны паміж двума P-тыпнымі пластамі.
Гэтыя два тыпы транзістараў працуюць падобна, але кірунак току і палярнасць зрушэння адрозніваюцца.
Функцыя транзістара
– У якасці перамыкача: транзістары могуць выкарыстоўвацца для ўключэння або выключэння электрычнага току ў ланцугу.
– Як узмацняльнік: транзістары могуць узмацняць малыя ўваходныя сігналы ў большыя выхадныя.
2. Прыклады пытанняў і абмеркаванне
Пытанне 1: Агульная канфігурацыя базы на NPN-транзістары
Пытанне: NPN-транзістар з агульнай базай мае ток эмітэра (IE) 5 мА і ток калектара (IC) 4.9 мА. Вызначце ток базы (IB) і параметр α (альфа) транзістара.
Абмеркаванне:
– Вядома:
– Ток эмітэра (IE) = 5 мА
– Калектарны ток (IC) = 4.9 мА
– Пытанне: Базавы ток (IB) і параметр α.
1. Разлік базавага току:
Базавы ток атрымліваецца з ураўнення:
\[
I_E = I_B + I_C
\]
Такім чынам,
\[
I_B = I_E – I_C = 5 мА – 4.9 мА = 0.1 мА
\]
2. Вылічэнне параметра α:
Параметр α (альфа) — гэта суадносіны паміж токам калектара і токам эмітэра:
\[
α = I_C}{I_E} = 4.9 мА}{5 мА = 0.98
\]
Такім чынам, базавы ток (IB) складае 0.1 мА, а значэнне параметра α — 0.98.
Пытанне 2: Канфігурацыя агульнага эмітэра на NPN-транзістары
Пытанне: NPN-транзістар мае базавы ток (IB) 20 мкА і каэфіцыент узмацнення базавага току (β) 100. Разлічыце ток калектара (IC) і ток эмітэра (IE).
Абмеркаванне:
– Вядома:
– Базавы ток (IB) = 20 мкА
– Каэфіцыент узмацнення па току базы (β) = 100
– Пытанне: Ток калектара (IC) і ток эмітэра (IE).
1. Разлік калектарнага току:
Калектарны ток атрымліваецца з ураўнення:
\[
I_C = \β \times I_B = 100 \times 20 \text{ µA} = 2000 \text{ µA} = 2 \text{ мА}
\]
2. Разлік току эмітэра:
Ток эмітэра атрымліваецца з ураўнення:
\[
I_E = I_B + I_C = 20 мкА + 2000 мкА = 2020 мкА = 2.02 мА
\]
Такім чынам, ток калектара (IC) складае 2 мА, а ток эмітэра (IE) — 2.02 мА.
Праблема 3: Схема транзістарнага ўзмацняльніка
Пытанне: У схеме ўзмацняльніка на NPN-транзістарах напружанне база-эмітар (V_BE) складае 0.7 В, напружанне калектар-эмітар (V_CE) — 5 В, а напружанне крыніцы харчавання (V_CC) — 12 В. Калі калектарны рэзістар (R_C) роўны 1 кОм, а ток базы (IB) — 30 мкА, вызначце ток калектара (IC) і напружанне калектара (V_C).
Абмеркаванне:
– Вядома:
– Напружанне база-эмітар (V_BE) = 0.7 В
– Напружанне калектар-эмітар (V_CE) = 5 В
– Напружанне крыніцы (V_CC) = 12 В
– Калектарны рэзістар (R_C) = 1 кОм = 1000 Ом
– Базавы ток (IB) = 30 мкА
– Пытанне: Ток калектара (IC) і напружанне калектара (V_C).
1. Разлік каэфіцыента ўзмацнення па базавым току (β):
З вышэйпаказанай канфігурацыі можна выказаць здагадку, што транзістар знаходзіцца ў актыўным стане. Таму мы выкарыстоўваем:
\[
V_{CE} = V_C – V_E = 5 В
\]
Паколькі V_E мала адносна зямлі (звычайна 0 В), то:
\[
V_C \прыблізна 5 В
\]
2. Разлік калектарнага току:
Калектарны ток можна вылічыць, выкарыстоўваючы закон Ома:
\[
I_C = \frac{V_{CC} – V_C}{R_C}
\]
Замена значэнняў:
\[
I_C = \frac{12 В – 5 В}{1000 Ом} = \frac{7 В}{1000 Ом} = 7 \text{ мА}
\]
3. Разлік напружання на калектары:
Выкарыстоўваючы разлічаны ток:
\[
V_C = V_{CC} – (I_C × R_C) = 12 В – (7 мА × 1000 Ом) = 12 В – 7 В = 5 В
\]
Такім чынам, ток калектара (IC) складае 7 мА, а напружанне на калектары (V_C) — 5 В.
Выснова
Транзістары з'яўляюцца асноўнымі кампанентамі ў электроніцы, якія функцыянуюць як перамыкачы і ўзмацняльнікі. Разумеючы прыклады, падобныя да прыведзенага вышэй, мы можам лягчэй ужываць транзістары ў розных тыпах схем. Разуменне такіх параметраў, як базавы ток, калектарны ток, напружанне калектар-эмітар і каэфіцыент узмацнення базавага току (β), з'яўляецца фундаментальным крокам у праектаванні і аналізе электронных схем. Мы спадзяемся, што гэты артыкул дапамог нам паглыбіць нашы веды аб транзістарах!
