Tranzystor to urządzenie służące do regulacji przepływu prądu i napięcia w obwodzie. Działa jako przełącznik lub bramka dla sygnałów elektronicznych. Tranzystor składa się z trzech warstw materiał półprzewodnikowy jak krzem lub german z trzech zacisków. Kiedy prąd lub napięcie jest przyłożone do jednej pary zacisków tranzystora, steruje prądem przez drugą parę zacisków. Tranzystor jest podstawową jednostką w układzie scalonym.
Tranzystor NPN
DO Bipolarny tranzystor złączowy (BJT) jest rodzajem tranzystora, który wykorzystuje nośnik ładunku elektronów i dziur, podczas gdy tranzystor polowy (FET) wykorzystuje tylko jeden typ nośnika ładunku. BJT wykorzystuje do swojej pracy dwa złącza utworzone między półprzewodnikami typu p i n. Są one dostępne w Typy NPN i PNP . BJT są używane jako wzmacniacze i przełączniki w obwodach elektronicznych.
Tranzystory NPN i PNP
Co to jest tranzystor lawinowy?
Na Tranzystor lawinowy to bipolarny tranzystor złączowy . Działa to w obszarze charakterystyk prądu kolektora lub napięcia kolektora-emiter poza napięciem przebicia kolektor-emiter, zwanym obszarem awarii lawinowej. Region ten charakteryzuje się zjawiskiem załamania lawin.
Awaria lawiny
Kiedy dochodzi do zetknięcia półprzewodników typu p i n, wokół złącza p-n powstaje obszar zubożenia. Szerokość obszaru zubożenia zmniejsza się wraz ze wzrostem napięcia polaryzacji przewodzenia, podczas gdy obszar zubożenia zwiększa się w stanie polaryzacji wstecznej. Poniższy rysunek przedstawia charakterystykę I-V a Złącze p-n w stanie polaryzacji przekazywania i polaryzacji wstecznej .
Awaria lawiny
Tutaj rysunek pokazuje, że prąd płynący przez półprzewodnik rośnie wraz ze wzrostem poziomu napięcia w polaryzacji przewodzenia. Co więcej, pewien minimalny prąd przepływa przez złącze p-n pod odwrotną polaryzacją. Ten prąd nazywa się prądem odwrotnego nasycenia (Is).
W początkowej fazie odwrotny prąd nasycenia Is jest niezależny od przyłożonego napięcia, ale po osiągnięciu określonego punktu złącze ulega zerwaniu, co prowadzi do silnego przepływu prądu wstecznego przez urządzenie. Dzieje się tak, ponieważ wraz ze wzrostem napięcia wstecznego wzrasta również energia kinetyczna nośnika ładunku mniejszościowego. Te szybko poruszające się elektrony zderzają się z innymi atomami, wytrącając z nich więcej elektronów.
Uwolnione w ten sposób elektrony dalej uwalniają znacznie więcej elektronów z atomów poprzez zerwanie wiązania kowalencyjnego. Proces ten nazywany jest mnożeniem nośnych, co prowadzi do znacznego wzrostu przepływu prądu przez złącze p-n. Zjawisko to nazywane jest przebiciem lawinowym, a napięcie nazywa się napięciem przebicia lawiny (VBR).
Awaria lawinowa występuje w słabo domieszkowanym złączu p-n, gdy napięcie wsteczne wzrośnie powyżej 5V. Ponadto trudno jest kontrolować to zjawisko, ponieważ nie można bezpośrednio kontrolować liczby generowanych nośników ładunku. Ponadto napięcie przebicia lawiny ma dodatni współczynnik temperaturowy, co oznacza, że napięcie przebicia lawiny rośnie wraz ze wzrostem temperatury złącza.
Generator impulsów tranzystora lawinowego
Generator impulsów jest w stanie generować impuls o czasie narastania około 300ps. Dlatego jest bardzo pomocny przy pomiarze szerokości pasma, a także stosowany w projektach, które wymagają impulsu o szybkim czasie narastania. Do obliczenia szerokości pasma oscyloskopu można użyć generatora impulsów. Zaletą generatora impulsów na tranzystorach lawinowych jest to, że jest to dużo tańszy sposób niż metoda 3D, która wymaga generatora funkcji wysokiej częstotliwości.
Generator impulsów tranzystora lawinowego
Powyższy obwód jest schematem dla generatora impulsów tranzystora lawinowego. Jest to czuły obwód o wysokiej częstotliwości z chipem LT1073 i tranzystorem 2N2369. Ten obwód wykorzystuje właściwość przebicia tranzystora.
Zwykłe żetony, takie jak 555 układ timera lub bramki logiczne nie mogą wytwarzać impulsów o szybko narastającym czasie. Ale tranzystor lawinowy pomaga w wytwarzaniu takich impulsów. Tranzystor lawinowy wymaga konwertera 90 V, który jest obsługiwany przez obwody LT1073. Napięcie 90V jest podawane na rezystor 1M łączący tranzystor 2N2369.
Oparty na tranzystorze jest podłączony do rezystora 10K, więc 90V nie może przejść przez niego bezpośrednio. Prąd jest następnie przechowywany w kondensatorze 2pf. Tranzystor ma napięcie przebicia 40 V, gdy jest zasilany napięciem stałym 90 V. Dlatego tranzystor ulegnie awarii, a prąd z kondensatora zostanie rozładowany do bazy-kolektora. Tworzy to impuls o bardzo szybkim czasie narastania. To nie trwa długo. Tranzystor bardzo szybko się regeneruje i nie przewodzi prądu. Kondensator ponownie się naładuje i cykl się powtarza.
Monostabilny multiwibrator
DO monostabilny multiwibrator ma jeden stabilny i quasi-stabilny stan. Gdy do obwodu zostanie przyłożony zewnętrzny wyzwalacz, multiwibrator przejdzie ze stanu stabilnego do quasi-stanu. Po pewnym czasie automatycznie powróci do stanu stabilnego bez zewnętrznego wyzwalania. Czas potrzebny do powrotu do stanu stabilnego zależy od elementów pasywnych, takich jak rezystory i kondensatory zastosowane w obwodzie.
Monostabilny multiwibrator
Działanie obwodu
Gdy w obwodzie nie ma zewnętrznego wyzwalacza, jeden tranzystor Q2 będzie w stanie nasycenia, a drugi tranzystor Q1 będzie w stanie odcięcia. Q1 ma ujemny potencjał, dopóki nie zadziała zewnętrzny wyzwalacz. Po podaniu zewnętrznego wyzwalacza na wejście, Q1 włączy się, a gdy Q1 osiągnie nasycenie, kondensator podłączony do kolektora Q1 i podstawy Q2 spowoduje wyłączenie tranzystora Q2. Jest to stan wyłączonego tranzystora Q2 nazywany stanem astabilnym lub quasi-stanem.
Kiedy kondensator ładuje się z Vcc, Q2 włączy się ponownie i automatycznie Q1 zostanie wyłączony. Tak więc czas potrzebny kondensatorowi na ładowanie przez rezystor jest wprost proporcjonalny do stabilnego stanu multiwibratora po zastosowaniu zewnętrznego wyzwalacza.
Charakterystyka tranzystora lawinowego
Tranzystor lawinowy ma charakterystykę przebicia podczas pracy w odwrotnym polaryzacji, co pomaga w przełączaniu między obwodami.
Zastosowania tranzystora lawinowego
- Tranzystor lawinowy służy jako przełącznik, wzmacniacz liniowy w układach elektronicznych.
- Głównym zastosowaniem tranzystorów lawinowych jest generowanie impulsów o bardzo szybkich czasach narastania, które są wykorzystywane do generowania impulsu próbkującego w komercyjnym oscyloskopie próbkującym.
- Ciekawą możliwością jest aplikacja jako plik wzmacniacz klasy C. . Obejmuje to przełączanie działania tranzystora lawinowego i powinno wykorzystywać pełny zakres napięcia kolektora, a nie tylko jego niewielką część.
Tak więc chodzi o charakterystykę tranzystora lawinowego i jego zastosowania. Mamy nadzieję, że lepiej zrozumieliście tę koncepcję. Ponadto wszelkie wątpliwości dotyczące tej koncepcji lub realizacji projekty elektroniczne proszę, podaj swoje cenne sugestie, komentując w sekcji komentarzy poniżej. Oto pytanie do Ciebie, Co to jest tranzystor lawinowy?
