bipolaire junction transistors (ook bekend als BJTs) kan worden gebruikt als een versterker, filter, gelijkrichter, oscillator, of zelfs een switch, die we behandelen een voorbeeld in het eerste deel. De transistor zal werken als een versterker of een ander lineair circuit als de transistor is bevooroordeeld in het lineaire gebied. De transistor kan worden gebruikt als een schakelaar indien bevooroordeeld in de verzadiging en cut-off gebieden., Hierdoor kan de stroom in andere delen van een circuit stromen (of niet).
omdat de collectorstroom van een transistor proportioneel wordt beperkt door de basisstroom, kan deze worden gebruikt als een soort stroomgestuurde schakelaar. Een relatief kleine stroom van elektronen verzonden door de basis van de transistor heeft de mogelijkheid om controle uit te oefenen over een veel grotere stroom van elektronen door de collector.
gebruikmakend van een BJT als schakelaar: een voorbeeld
stel dat we een lamp hadden die we met een schakelaar wilden in-en uitschakelen. Een dergelijk circuit zou uiterst eenvoudig zijn, zoals in de figuur hieronder (a).,
laten we ter illustratie een transistor in plaats van de schakelaar plaatsen om te laten zien hoe deze de stroom van elektronen door de lamp kan regelen. Vergeet niet dat de gecontroleerde stroom door een transistor moet gaan tussen collector en emitter.
omdat we de stroom door de lamp willen sturen, moeten we de collector en de zender van onze transistor plaatsen waar de twee contacten van de schakelaar waren., We moeten er ook voor zorgen dat de stroom van de lamp tegen de richting van de emitter pijl symbool zal bewegen om ervoor te zorgen dat de kruising bias van de transistor correct zal zijn zoals in de figuur hieronder (b).
a) mechanische schakelaar, b) NPN-transistorschakelaar, c) PNP-transistorschakelaar.
voor de taak had ook een PNP-transistor kunnen worden gekozen. De toepassing ervan is weergegeven in de figuur hierboven (c).
de keuze tussen NPN en PNP is werkelijk willekeurig., Het enige dat telt is dat de juiste stroomrichtingen worden gehandhaafd omwille van de juiste junctie-vertekening (elektronenstroom tegen de pijl van het transistorsymbool).
in de bovenstaande cijfers is de basis van een BJT niet aangesloten op een geschikte spanning en stroomt er geen stroom door de basis. Daardoor kan de transistor niet aan. Misschien, de eenvoudigste ding om te doen zou zijn om een schakelaar tussen de basis en collector draden van de transistor aan te sluiten zoals in figuur (a) hieronder.
Transistor: (a) cutoff, lamp off; (b) verzadigd, lamp on.,
Cutoff vs verzadigde Transistors
als de schakelaar open is zoals in figuur a), zal de basisdraad van de transistor “zwevend” blijven (nergens op aangesloten) en zal er geen stroom doorheen zijn. In deze toestand wordt gezegd dat de transistor is afgesneden.
als de schakelaar gesloten is zoals in figuur b), kan de stroom van de basis naar de zender van de transistor door de schakelaar stromen. Deze basisstroom zorgt voor een veel grotere stroomstroom van de collector naar de emitter, waardoor de lamp wordt verlicht., In deze staat van maximale stroomcircuit, de transistor wordt gezegd dat verzadigd.
natuurlijk kan het zinloos lijken om een transistor in deze capaciteit te gebruiken om de lamp te besturen. Een regelmatige schakelaar volstaat de functie in plaats van een transistor.
waarom een Transistor gebruiken om de stroom te regelen?
twee punten kunnen hier worden gemaakt. Ten eerste is het feit dat bij gebruik op deze manier de schakelcontacten alleen hoeven te verwerken wat weinig basisstroom nodig is om de transistor aan te zetten; de transistor zelf verwerkt het grootste deel van de stroom van de lamp., Dit kan een belangrijk voordeel zijn als de schakelaar een lage stroomwaarde heeft: een kleine schakelaar kan worden gebruikt om een relatief hoge stroombelasting te regelen.
belangrijker is dat het stroomregelende gedrag van de transistor ons in staat stelt om iets heel anders te gebruiken om de lamp aan of uit te zetten. Denk aan de onderstaande figuur, waar een paar zonnecellen 1 V biedt om de 0,7 V basis-emitter spanning van de transistor te overwinnen om basisstroom te veroorzaken, die op zijn beurt de lamp bestuurt.
zonnecel dient als lichtsensor.,
of, we kunnen een thermokoppel (veel in serie verbonden) gebruiken om de noodzakelijke basisstroom te leveren om de transistor aan te zetten in de onderstaande figuur.
een enkel thermokoppel levert minder dan 40 mV. Veel in serie kunnen produceren in meer dan de 0,7 V transistor VBE te veroorzaken basisstroom en de daaruit voortvloeiende collector stroom naar de lamp.,
Zelfs een microfoon-aansluiting (zie de afbeelding hieronder) met genoeg spanning en stroom (uit een versterker) uitgang kan draai de transistor, mits de output is hersteld van AC / DC, zodat de emitter-basis junctie binnen de transistor altijd vooruit-bevooroordeelde:
Versterkte microfoon signaal wordt gelijkgericht naar DC bias de basis van de transistor die een grotere collectorstroom.
het punt zou nu duidelijk moeten zijn., Een voldoende gelijkstroombron mag worden gebruikt om de transistor aan te zetten, en die stroombron hoeft slechts een fractie te zijn van de stroom die nodig is om de lamp te activeren.
hier zien we dat de transistor niet alleen functioneert als een schakelaar, maar ook als een echte versterker: met behulp van een relatief laag vermogenssignaal om een relatief grote hoeveelheid vermogen te regelen. Houd er rekening mee dat het werkelijke vermogen voor het verlichten van de lamp afkomstig is van de batterij aan de rechterkant van het schema., Het is niet alsof de kleine signaalstroom van de zonnecel, thermokoppel of microfoon op magische wijze wordt omgezet in een grotere hoeveelheid vermogen. Integendeel, die kleine stroombronnen zijn gewoon het controleren van de batterij van de macht om de lamp op te lichten.
The BJT as Switch REVIEW:
- Transistors kunnen worden gebruikt als schakelelementen om DC-stroom naar een belasting te regelen. De geschakelde (gecontroleerde) stroom gaat tussen zender en collector; de controlerende stroom gaat tussen zender en basis.,
- wanneer een transistor nulstroom heeft, wordt gezegd dat de transistor in een cut-off staat (volledig niet-geleidend).
- wanneer een transistor een maximale stroom door de transistor heeft, wordt gezegd dat de transistor verzadigd is (volledig geleidend).
gerelateerd werkblad:
- bipolaire Junctietransistors als schakelaars werkblad