Տրանզիստորի քննարկման հարցերի օրինակներ

Տրանզիստորի քննարկման հարցերի օրինակներ

Տրանզիստորները հիմնարար էլեկտրոնային բաղադրիչներ են, որոնք կարևոր դեր են խաղում գրեթե բոլոր ժամանակակից էլեկտրոնային սարքերում: Գործելով որպես անջատիչներ և ազդանշանի ուժեղացուցիչներ՝ տրանզիստորները հնարավորություն են տալիս օգտագործել առաջադեմ տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են համակարգիչները, բջջային հեռախոսները և շատ այլ սարքեր: Այս հոդվածում մենք կանդրադառնանք մի քանի օրինակների և դրանց լուծումների, որոնք կօգնեն մեզ ավելի լավ հասկանալ, թե ինչպես են աշխատում տրանզիստորները:

1. Տրանզիստորների ներածություն

Մինչև օրինակելի խնդիրներին անդրադառնալը, եկեք մի փոքր խոսենք տրանզիստորների մասին։ Տրանզիստորը կիսահաղորդչային բաղադրիչ է, որը կազմված է տարբեր նյութերի երեք շերտերից, որոնք սովորաբար հայտնի են որպես NPN կամ PNP, կախված կիսահաղորդչային նյութի խառնուրդից։ Այն ունի երեք ծայրակալ՝ հիմք (B), ճառագայթիչ (E) և կոլեկտոր (C)։

Տրանզիստորների տեսակները

– NPN տրանզիստոր. Տրանզիստորի տեսակ, որտեղ հիմքային շերտը գտնվում է երկու N-տիպի շերտերի միջև։
– PNP տրանզիստոր. Տրանզիստորի տեսակ, որտեղ հիմքային շերտը գտնվում է երկու P-տիպի շերտերի միջև։

Այս երկու տեսակի տրանզիստորները աշխատում են նմանատիպ ձևով, բայց հոսանքի ուղղությունը և շեղման բևեռականությունը տարբեր են։

Տրանզիստորի ֆունկցիա

– Որպես անջատիչ. տրանզիստորները կարող են օգտագործվել շղթայում էլեկտրական հոսանքը միացնելու կամ անջատելու համար։
– Որպես ուժեղացուցիչ. տրանզիստորները կարող են փոքր մուտքային ազդանշանները ուժեղացնել ավելի մեծ ելքային ազդանշանների։

2. Օրինակելի հարցեր և քննարկում

Հարց 1. NPN տրանզիստորի վրա բազային ընդհանուր կոնֆիգուրացիա

Հարց. Ընդհանուր հիմքի կոնֆիգուրացիայով NPN տրանզիստորն ունի 5 մԱ ճառագայթիչի հոսանք (IE) և 4.9 մԱ կոլեկտորի հոսանք (IC): Որոշեք տրանզիստորի հիմքի հոսանքը (IB) և α (ալֆա) պարամետրը:

Քննարկում.
- Հայտնի է.
– Էմիտերի հոսանք (IE) = 5 մԱ
– Կոլեկտորի հոսանքը (IC) = 4.9 մԱ

– Հարց. Հիմքի հոսանքը (IB) և պարամետր α։

1. Հիմքի հոսանքի հաշվարկը.
Հիմնական հոսանքը ստացվում է հավասարումից.
\[
I_E = I_B + I_C
\]
Այսպիսով,
\[
I_B = I_E – I_C = 5 մԱ – 4.9 մԱ = 0.1 մԱ
\]

2. Պարամետր α-ի հաշվարկը.
α պարամետրը (ալֆա) կոլեկտորի հոսանքի և ճառագայթիչի հոսանքի հարաբերակցությունն է.
\[
α = \frac{I_C}{I_E} = \frac{4.9 մԱ}}{5 մԱ}} = 0.98
\]

Այսպիսով, բազային հոսանքը (IB) 0.1 մԱ է, իսկ α պարամետրի արժեքը՝ 0.98։

Հարց 2. NPN տրանզիստորի վրա ընդհանուր էմիտերի կոնֆիգուրացիա

Հարց. NPN տրանզիստորն ունի 20 µA բազային հոսանք (IB) և 100 բազային հոսանքի ուժեղացում (β): Հաշվարկեք կոլեկտորի հոսանքը (IC) և ճառագայթիչի հոսանքը (IE):

Քննարկում.
- Հայտնի է.
– Հիմքի հոսանք (IB) = 20 µA
– Հիմնական հոսանքի ուժեղացում (β) = 100

– Հարց՝ Հավաքորդի հոսանք (IC) և ճառագայթիչի հոսանք (IE):

1. Հավաքորդի հոսանքի հաշվարկը.
Կոլեկտորի հոսանքը ստացվում է հավասարումից.
\[
I_C = β- անգամ I_B = 100 անգամ 20 մԱ = 2000 մԱ = 2 մԱ
\]

2. Էմիտերի հոսանքի հաշվարկը.
Էմիտերի հոսանքը ստացվում է հավասարումից.
\[
I_E = I_B + I_C = 20 μA + 2000 μA = 2020 μA = 2.02 մԱ
\]

Այսպիսով, կոլեկտորի հոսանքը (IC) 2 մԱ է, իսկ էմիտերի հոսանքը (IE)՝ 2.02 մԱ։

Խնդիր 3. Տրանզիստորային ուժեղացուցիչի սխեմա

Հարց. NPN տրանզիստորային ուժեղացուցիչի սխեմայում բազա-ճառագայթիչ լարումը (V_BE) 0.7 Վ է, կոլեկտոր-ճառագայթիչ լարումը (V_CE)՝ 5 Վ, իսկ սնուցման աղբյուրի լարումը (V_CC)՝ 12 Վ: Եթե կոլեկտորի դիմադրությունը (R_C) 1 կՕմ է, իսկ բազայի հոսանքը (IB)՝ 30 µA, որոշեք կոլեկտորի հոսանքը (IC) և կոլեկտորի լարումը (V_C):

Քննարկում.
- Հայտնի է.
– Բազա-էմիտեր լարում (V_BE) = 0.7V
– Կոլեկտոր-էմիտեր լարումը (V_CE) = 5V
– Աղբյուրի լարումը (V_CC) = 12V
– Կոլեկտորային դիմադրություն (R_C) = 1 կՕմ = 1000 Օմ
– Հիմքի հոսանք (IB) = 30 µA

– Հարց՝ Հավաքորդի հոսանքը (IC) և հավաքորդի լարումը (V_C):

1. Հիմնական հոսանքի ուժեղացման (β) հաշվարկը.
Վերոնշյալ կոնֆիգուրացիայից կարող ենք ենթադրել, որ տրանզիստորը ակտիվ վիճակում է։ Այսպիսով, մենք օգտագործում ենք՝
\[
V_{CE} = V_C – V_E = 5V
\]
Քանի որ V_E-ն փոքր է գետնի նկատմամբ (սովորաբար 0V), ապա՝
\[
V_C \մոտավորապես 5V
\]

2. Հավաքորդի հոսանքի հաշվարկը.
Կոլեկտորի հոսանքը կարելի է հաշվարկել Օմի օրենքի միջոցով՝
\[
I_C = \frac{V_{CC} – V_C}{R_C}
\]
Արժեքների փոխարինում՝
\[
I_C = \frac{12V – 5V}{1000 Ω} = \frac{7V}{1000 Ω} = 7 \text{ մԱ}
\]

3. Կոլեկտորի լարման հաշվարկը.
Հաշվարկված հոսանքի միջոցով՝
\[
V_C = V_{CC} – (I_C \times R_C) = 12V – (7 \text{mA} \times 1000 Ω) = 12V – 7V = 5V
\]

Այսպիսով, կոլեկտորի հոսանքը (IC) 7 մԱ է, իսկ կոլեկտորի լարումը (V_C)՝ 5 Վ։

Եզրակացություն

Տրանզիստորները էլեկտրոնիկայի հիմնարար բաղադրիչներ են, որոնք գործում են որպես անջատիչներ և ուժեղացուցիչներ: Վերը նշվածի նման օրինակները հասկանալով՝ մենք կարող ենք ավելի հեշտությամբ կիրառել տրանզիստորները տարբեր տեսակի սխեմաներում: Հիմնական հոսանքի, կոլեկտորային հոսանքի, կոլեկտոր-ճառագայթիչի լարման և հիմնական հոսանքի ուժեղացման (β) նման պարամետրերի հասկացումը հիմնարար քայլ է էլեկտրոնային սխեմաների նախագծման և վերլուծության մեջ: Հուսով ենք, որ այս հոդվածը օգտակար էր տրանզիստորների վերաբերյալ մեր գիտելիքները խորացնելու համար: