Explicación detallada del principio de funcionamiento del triodo. ¡Después de leer estos 4 puntos, lo entenderás!
Transistor, cuyo nombre completo es triodo semiconductor, también se llama transistor bipolar y transistor. Es un dispositivo semiconductor que controla la corriente. Su función es amplificar señales débiles en señales eléctricas con mayor amplitud. un interruptor sin contacto. La siguiente es una introducción al principio de funcionamiento del triodo. Si no lo comprende, echemos un vistazo con el editor.
Principio de funcionamiento de los transistores
1. Amplificación de corriente
El siguiente análisis es sólo para transistores de silicio NPN. Tomamos la corriente que fluye desde la base B hasta el emisor E. La corriente se llama corriente de base Ib; la corriente que fluye desde el colector C al emisor E se llama corriente de colector Ic. Las direcciones de estas dos corrientes salen del emisor, por lo que se utiliza una flecha en el emisor E. Indica la dirección de la corriente. La función de amplificación del transistor es: la corriente del colector está controlada por la corriente de la base (suponiendo que la fuente de alimentación pueda proporcionar una corriente lo suficientemente grande al colector), y se producirá un pequeño cambio en la corriente de la base. provoca que la corriente del colector sea un gran cambio, y el cambio satisface una cierta relación proporcional: el cambio en la corriente del colector es β veces el cambio en la corriente base, es decir, el cambio de corriente se amplifica en β veces, por eso llamamos β el factor de amplificación del triodo (β es generalmente mucho mayor que 1, como decenas o centenas. Si agregamos una pequeña señal cambiante entre la base y el emisor, esto provocará un cambio en la corriente de la base Ib, y el cambio). en Ib se amplificará, lo que dará como resultado un gran cambio en Ic. Si la corriente del colector Ic fluye a través de una resistencia R, entonces, de acuerdo con la fórmula de cálculo de voltaje, ¿U=R*I?, se puede calcular que el voltaje en esta resistencia. cambiará mucho. Eliminamos el voltaje de esta resistencia y obtendrá la señal de voltaje amplificada.
2. Circuito de polarización
Cuando el transistor se utiliza en un circuito amplificador real, También necesita agregar un circuito de polarización adecuado. Hay varias razones para esto. En primer lugar, debido a la no linealidad de la unión del triodo BE (equivalente a un diodo), la corriente de base debe generarse cuando el voltaje de entrada alcanza un cierto nivel (por ejemplo). Los tubos de silicio suelen tomar 0,7 V). Cuando el voltaje entre la base y el emisor es inferior a 0,7 V, se puede considerar que la corriente de la base es 0. Sin embargo, en la práctica, la señal a amplificar suele ser mucho menor que 0,7. V. Si no se agrega polarización. Si es así, una señal tan pequeña no es suficiente para provocar un cambio en la corriente base (porque cuando es inferior a 0,7 V, la corriente base es 0 si agregamos una corriente adecuada (llamada). polarización) a la base del transistor por adelantado. La resistencia Rb en la figura anterior se usa para proporcionar esta corriente, por lo que se llama resistencia de polarización de base). Luego, cuando se superpone una pequeña señal a esta corriente de polarización, la pequeña señal se superpondrá. causa que los cambios en la corriente del polo y los cambios en la corriente de la base se amplificarán y se emitirán en el colector. Otra razón es el requisito del rango de la señal de salida. Si no se agrega polarización, solo se amplificarán aquellas señales aumentadas. y es ineficaz para disminuir señales (porque la corriente del colector es 0 cuando no hay polarización y ya no se puede reducir con la polarización agregada, se permite que el colector tenga una cierta corriente por adelantado cuando la corriente base de entrada se vuelve). más pequeño, la corriente del electrodo del colector se puede reducir; cuando la corriente de la base de entrada aumenta, la corriente del colector aumenta. De esta manera, tanto la señal reducida como la señal aumentada se pueden amplificar.
3. Función de conmutación.
Hablemos de la situación de saturación del transistor. La imagen como la de arriba está limitada por la resistencia Rc (Rc es un valor fijo, entonces la corriente máxima es U/Rc, donde U es la potencia. voltaje de suministro), la corriente del colector no puede aumentar indefinidamente. Cuando el aumento en la corriente de base no puede continuar aumentando la corriente del colector, el triodo entra en un estado saturado. El criterio general para juzgar si un triodo está saturado es: Ib*β〉 Ic. Después de entrar en el estado de saturación, el voltaje entre el colector y el emisor del triodo será muy pequeño, lo que puede entenderse como un interruptor cerrado. De esta manera, podemos usar el triodo como interruptor: cuando la corriente de base es. 0, la corriente del colector del triodo es 0 (esto se llama corte del triodo), lo que equivale a que el interruptor se apague; cuando la corriente de la base es tan grande que el triodo está saturado, es equivalente a que el interruptor se cierre; Si el triodo funciona principalmente en los estados de corte y saturación, entonces generalmente llamamos a dicho transistor tubo de conmutación.
Estado de trabajo
Si reemplazamos la resistencia Rc con una luz. bombilla en la figura anterior, entonces cuando la corriente de base es 0, la corriente del colector es 0 y la bombilla se apaga si la corriente de base es relativamente grande (mayor que la corriente que fluye a través de la bombilla dividida por el factor de amplificación de la bombilla). triodo? β), el triodo se saturará, lo que equivale a que se apague el interruptor.
Cuando la corriente está cerrada, la bombilla se encenderá. Dado que la corriente de control solo necesita ser un poco mayor que un tercio de la corriente de la bombilla, se puede usar una corriente pequeña para controlar el encendido/apagado de una corriente grande. la corriente de base cambia lentamente de 0 a Aumentar, luego el brillo de la bombilla también aumentará (antes de que el triodo no esté saturado).
Principio de funcionamiento del circuito de conmutación del triodo
El El circuito de conmutación de triodo está controlado por el triodo de conmutación VT, el motor M. Está compuesto por el interruptor S, la resistencia limitadora de corriente de base R y la fuente de alimentación GB. VT utiliza un tubo de silicio 8050 de baja potencia tipo NPN y su corriente de colector máxima permitida ICM puede alcanzar 1,5 A para cumplir con los requisitos de corriente de arranque del motor. M selecciona un pequeño motor de CC con un voltaje de funcionamiento de 3 V y la fuente de alimentación GB correspondiente también es de 3 V.
¿Cómo determinar la resistencia limitadora de corriente R de la base del VT?
De acuerdo con la función de distribución de corriente del circuito de conmutación del transistor, la entrada de una corriente débil IB en la base puede controlar el colector allí. Hay fuertes cambios en el actual CI.
Suponiendo que el coeficiente de amplificación de corriente del VT hfe≈250, la corriente del colector IC=1.5A al arrancar el motor, después del cálculo, la corriente base IB requerida para saturar y conducir el transistor es ≥ (1500mA/ 250) ×2=12mA.
En el circuito de la Figura 1, la corriente de funcionamiento del motor es de aproximadamente 500 mA cuando no hay carga. En este momento, el voltaje de la fuente de alimentación (alimentada por dos baterías AA) cae a 2,4 V. y el voltaje entre la base del VT y el emisor es VBE≈0.9V.
Según la ley de Ohm, el valor de resistencia de la resistencia limitadora de corriente de la base del VT es R=(2,4-0,9)V/12mA≈0,13kΩ. Teniendo en cuenta que cuando VT es mayor que IC, es necesario reducir hfe y el valor de resistencia R debe ser menor y el valor real es 100 Ω.
Para que el motor arranque de forma más fiable, R puede incluso reducirse a 51Ω. Al depurar el circuito de conmutación del triodo, encienda el interruptor de control S y el motor debería arrancar automáticamente. Mida el voltaje VCE entre el colector VT y el emisor ≤ 0,35 V, lo que indica que el triodo está saturado y es conductor, y que el circuito de conmutación del triodo está funcionando. normalmente, de lo contrario provocará que el VT se sobrecaliente y dañe.
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