bipolära korttransistorer (även känd som BJTs) kan användas som en förstärkare, filter, likriktare, oscillator, eller till och med en switch, som vi täcker ett exempel i det första avsnittet. Transistorn kommer att fungera som en förstärkare eller annan linjär krets om transistorn är förspänd i den linjära regionen. Transistorn kan användas som strömbrytare om den är partisk i mättnads-och avstängningsområdena., Detta gör att strömmen kan strömma (eller inte) i andra delar av en krets.
eftersom en transistors samlarström är proportionellt begränsad av dess basström, kan den användas som en slags strömstyrd omkopplare. Ett relativt litet flöde av elektroner som skickas genom transistorns bas har förmågan att utöva kontroll över ett mycket större flöde av elektroner genom kollektorn.
använda en BJT som en Switch: ett exempel
Antag att vi hade en lampa som vi ville slå på och av med en strömbrytare. En sådan krets skulle vara extremt enkel, som i figuren nedan (a).,
för illustrationens skull, låt oss sätta in en transistor i stället för omkopplaren för att visa hur den kan styra flödet av elektroner genom lampan. Kom ihåg att den kontrollerade strömmen genom en transistor måste gå mellan samlare och emitter.
eftersom det är strömmen genom lampan som vi vill kontrollera, måste vi placera kollektorn och emittern hos vår transistor där de två kontakterna på omkopplaren var., Vi måste också se till att Lampans ström kommer att röra sig mot emitterpilens riktning för att säkerställa att transistorns korsningsförspänning kommer att vara korrekt som i figuren nedan (b).
(a) mekanisk switch, (b) NPN transistor switch, (C) PNP transistor switch.
en PNP-transistor kunde också ha valts ut för jobbet. Dess tillämpning visas i figuren ovan (c).
valet mellan NPN och PNP är verkligen godtyckligt., Allt som är viktigt är att de korrekta aktuella riktningarna upprätthålls för korrekt korsning (elektronflöde går mot transistorsymbolens pil).
i ovanstående siffror är basen av antingen BJT inte ansluten till en lämplig spänning och ingen ström strömmar genom basen. Transistorn kan därför inte slås på. Kanske skulle det enklaste att göra vara att ansluta en omkopplare mellan transistorns bas-och samlartrådar som i figur (a) nedan.
Transistor: (a) cutoff, lampa av; (B) mättad, lampa på.,
Cutoff vs mättade transistorer
om omkopplaren är öppen som i Figur (A) kommer transistorns basledning att lämnas ”flytande” (inte ansluten till någonting) och det kommer ingen ström genom den. I detta tillstånd sägs transistorn vara avstängd.
om omkopplaren är stängd som i Figur (b) kommer strömmen att kunna strömma från basen till transistorns emitter genom omkopplaren. Denna basström möjliggör ett mycket större strömflöde från kollektorn till emittern, vilket lyser upp lampan., I detta tillstånd av maximal kretsström sägs transistorn vara mättad.
naturligtvis kan det tyckas meningslöst att använda en transistor i denna egenskap för att styra lampan. En vanlig omkopplare räcker funktionen istället för en transistor.
Varför använda en Transistor för att styra strömmen?
två punkter kan göras här. Först är det faktum att när den används på detta sätt, switch kontakter behöver bara hantera vilken liten basström är nödvändigt att vrida transistorn på; transistorn själv hanterar det mesta av Lampans ström., Detta kan vara en viktig fördel om omkopplaren har en låg strömstyrka: En liten omkopplare kan användas för att styra en relativt hög strömbelastning.
ännu viktigare, transistorns nuvarande kontrollerande beteende gör det möjligt för oss att använda något helt annat för att slå på eller stänga av lampan. Tänk på figuren nedan, där ett par solceller ger 1 V för att övervinna transistorns 0,7 V-basemitterspänning för att orsaka basströmflöde, vilket i sin tur styr lampan.
solcell fungerar som ljussensor.,
eller, vi kan använda ett termoelement (många anslutna i serie) för att ge den nödvändiga basströmmen för att slå på transistorn i figuren nedan.
ett enda termoelement ger mindre än 40 mV. Många i serie kan producera över 0,7 V transistor VBE för att orsaka basströmflöde och därmed samlarström till lampan.,
även en mikrofon (se figuren nedan) med tillräckligt med spänning och ström (från en förstärkare) utgång kan slå på transistorn, förutsatt att dess utgång korrigeras från AC till DC så att emitterbasen PN-korsningen inom transistorn alltid kommer att vara framåt-partisk:
förstärkta mikrofonsignalen likriktas till DC för att partiskhet basen av transistorn som ger en större samlarström. – herr talman!
poängen ska vara ganska uppenbar nu., En tillräcklig likströmskälla kan användas för att sätta på transistorn, och den strömkällan behöver bara vara en bråkdel av strömmen som behövs för att tända lampan.
här ser vi transistorn fungerar inte bara som en strömbrytare, men som en sann förstärkare: med en relativt låg effektsignal för att styra en relativt stor mängd ström. Observera att den faktiska effekten för att tända lampan kommer från batteriet till höger om schematiken., Det är inte som om den lilla signalströmmen från solcellen, termoelementet eller mikrofonen omvandlas magiskt till en större mängd ström. Snarare kontrollerar de små strömkällorna helt enkelt batteriets ström för att tända lampan.
BJT as Switch REVIEW:
- transistorer kan användas som kopplingselement för att styra likström till en belastning. Den omkopplade (kontrollerade) strömmen går mellan emitter och samlare; den kontrollerande strömmen går mellan emitter och bas.,
- när en transistor har nollström genom den, sägs det vara i ett tillstånd av cutoff (helt nonducting).
- när en transistor har maximal ström genom den, sägs det vara i ett tillstånd av mättnad (fullständigt genomförande).
relaterat kalkylblad:
- bipolära Knutningstransistorer som växlar kalkylblad