ტრანზისტორის განხილვის კითხვების მაგალითები

ტრანზისტორის განხილვის კითხვების მაგალითები

ტრანზისტორები ფუნდამენტური ელექტრონული კომპონენტებია, რომლებიც სასიცოცხლო როლს ასრულებენ თითქმის ყველა თანამედროვე ელექტრონულ მოწყობილობაში. ტრანზისტორები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც გადამრთველები და სიგნალის გამაძლიერებლები, უზრუნველყოფენ ისეთი მოწინავე ტექნოლოგიების გამოყენებას, როგორიცაა კომპიუტერები, მობილური ტელეფონები და მრავალი სხვა მოწყობილობა. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ რამდენიმე მაგალითს და მათ გადაწყვეტილებებს, რათა უკეთ გავიგოთ, თუ როგორ მუშაობენ ტრანზისტორები.

1. ტრანზისტორების შესავალი

სანამ მაგალითების ამოცანებს განვიხილავთ, მოდით, ცოტა რამ თავად ტრანზისტორებზე ვისაუბროთ. ტრანზისტორი არის ნახევარგამტარი კომპონენტი, რომელიც შედგება სხვადასხვა მასალის სამი ფენისგან, რომლებიც, როგორც წესი, ცნობილია როგორც NPN ან PNP, ნახევარგამტარული მასალის დოპირების მიხედვით. მას აქვს სამი ტერმინალი: ბაზა (B), ემიტერი (E) და კოლექტორი (C).

ტრანზისტორების ტიპები

– NPN ტრანზისტორი: ტრანზისტორის ტიპი, სადაც ბაზისური ფენა მდებარეობს ორ N-ტიპის ფენას შორის.
– PNP ტრანზისტორი: ტრანზისტორის ტიპი, სადაც ბაზისური ფენა მდებარეობს ორ P-ტიპის ფენას შორის.

ეს ორი ტიპის ტრანზისტორი მსგავსი პრინციპით მუშაობს, თუმცა დენის მიმართულება და პოლარობა განსხვავებულია.

ტრანზისტორის ფუნქცია

– როგორც ჩამრთველი: ტრანზისტორების გამოყენება შესაძლებელია წრედში ელექტრული დენის ჩასართავად ან გამოსართავად.
– როგორც გამაძლიერებელი: ტრანზისტორებს შეუძლიათ მცირე შემავალი სიგნალების გაძლიერება უფრო დიდ გამოსავალ სიგნალებად.

2. კითხვებისა და დისკუსიის მაგალითები

კითხვა 1: NPN ტრანზისტორის ზოგადი ბაზის კონფიგურაცია

კითხვა: საერთო ბაზის კონფიგურაციის მქონე NPN ტრანზისტორს აქვს ემიტერის დენი (IE) 5 mA და კოლექტორის დენი (IC) 4.9 mA. განსაზღვრეთ ტრანზისტორის ბაზის დენი (IB) და α (ალფა) პარამეტრი.

დისკუსია:
- ცნობილია:
– ემიტერის დენი (IE) = 5 mA
– კოლექტორის დენი (IC) = 4.9 mA

– კითხვა: ბაზის დენი (IB) და პარამეტრი α.

1. ბაზის დენის გამოთვლა:
ბაზის დენი მიიღება განტოლებიდან:
\[
I_E = I_B + I_C
\]
ასე რომ,
\[
I_B = I_E – I_C = 5 mA – 4.9 mA = 0.1 mA
\]

2. პარამეტრის α გამოთვლა:
პარამეტრი α (ალფა) არის კოლექტორის დენისა და ემიტერის დენის თანაფარდობა:
\[
α = \frac{I_C}{I_E} = \frac{4.9 mA}}{5 mA}} = 0.98
\]

ამგვარად, ბაზის დენი (IB) 0.1 mA-ია, ხოლო პარამეტრი α-ს მნიშვნელობა 0.98-ია.

კითხვა 2: NPN ტრანზისტორზე ემიტერის საერთო კონფიგურაცია

კითხვა: NPN ტრანზისტორს აქვს 20 µA ბაზისური დენი (IB) და 100 ბაზისური დენის გაძლიერება (β). გამოთვალეთ კოლექტორის დენი (IC) და ემიტერის დენი (IE).

დისკუსია:
- ცნობილია:
– ბაზის დენი (IB) = 20 µA
– ბაზის დენის მომატება (β) = 100

– კითხვა: კოლექტორის დენი (IC) და ემიტერის დენი (IE).

1. კოლექტორის დენის გამოთვლა:
კოლექტორის დენი მიიღება განტოლებიდან:
\[
I_C = β-ჯერ I_B = 100 20 µA = 2000 µA = 2 mA
\]

2. ემიტერის დენის გამოთვლა:
ემიტერის დენი მიიღება განტოლებიდან:
\[
I_E = I_B + I_C = 20 µA + 2000 µA = 2020 µA = 2.02 mA
\]

ამგვარად, კოლექტორის დენი (IC) არის 2 mA, ხოლო ემიტერის დენი (IE) არის 2.02 mA.

პრობლემა 3: ტრანზისტორის გამაძლიერებლის სქემა

კითხვა: NPN ტრანზისტორის გამაძლიერებლის წრედში, ბაზა-ემიტერის ძაბვა (V_BE) არის 0.7 ვ, კოლექტორ-ემიტერის ძაბვა (V_CE) არის 5 ვ, ხოლო კვების წყაროს ძაბვა (V_CC) არის 12 ვ. თუ კოლექტორის რეზისტორი (R_C) არის 1 კΩ და ბაზის დენი (IB) არის 30 µA, განსაზღვრეთ კოლექტორის დენი (IC) და კოლექტორის ძაბვა (V_C).

დისკუსია:
- ცნობილია:
– ბაზა-ემიტერის ძაბვა (V_BE) = 0.7 ვ
– კოლექტორ-ემიტერის ძაბვა (V_CE) = 5V
– წყაროს ძაბვა (V_CC) = 12V
– კოლექტორის რეზისტორი (R_C) = 1 kΩ = 1000 Ω
– ბაზის დენი (IB) = 30 µA

– კითხვა: კოლექტორის დენი (IC) და კოლექტორის ძაბვა (V_C).

1. ბაზის დენის გაძლიერების (β) გამოთვლა:
ზემოთ მოცემული კონფიგურაციიდან შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ტრანზისტორი აქტიურ მდგომარეობაშია. ამიტომ ვიყენებთ:
\[
V_{CE} = V_C – V_E = 5V
\]
რადგან V_E მცირეა მიწასთან შედარებით (ჩვეულებრივ 0V), მაშინ:
\[
V_C \დაახლოებით 5V
\]

2. კოლექტორის დენის გამოთვლა:
კოლექტორის დენის გამოთვლა შესაძლებელია ოჰმის კანონის გამოყენებით:
\[
I_C = \frac{V_{CC} – V_C}{R_C}
\]
მნიშვნელობების ჩანაცვლება:
\[
I_C = \frac{12V – 5V}{1000 Ω} = \frac{7V}{1000 Ω} = 7 \text{mA}
\]

3. კოლექტორის ძაბვის გამოთვლა:
გამოთვლილი დენის გამოყენებით:
\[
V_C = V_{CC} – (I_C \ჯერ R_C) = 12V – (7 \text{mA} \ჯერ 1000 Ω) = 12V – 7V = 5V
\]

ასე რომ, კოლექტორის დენი (IC) არის 7 mA, ხოლო კოლექტორის ძაბვა (V_C) არის 5V.

დასკვნა

ტრანზისტორები ელექტრონიკის ფუნდამენტური კომპონენტებია, რომლებიც ფუნქციონირებენ როგორც ჩამრთველები და გამაძლიერებლები. ზემოთ მოყვანილი მაგალითების გაგებით, ჩვენ შეგვიძლია უფრო მარტივად გამოვიყენოთ ტრანზისტორები სხვადასხვა ტიპის სქემებში. ისეთი პარამეტრების გაგება, როგორიცაა ბაზის დენი, კოლექტორის დენი, კოლექტორ-ემიტერის ძაბვა და ბაზის დენის მომატება (β), ელექტრონული სქემების დიზაინისა და ანალიზის ფუნდამენტური ნაბიჯია. ვიმედოვნებთ, რომ ეს სტატია სასარგებლო იყო ტრანზისტორების შესახებ ჩვენი ცოდნის გაღრმავებაში!