Ένα τρανζίστορ είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της ροής ρεύματος και τάσης σε ένα κύκλωμα. Λειτουργεί ως διακόπτης ή πύλη για ηλεκτρονικά σήματα. Ένα τρανζίστορ αποτελείται από τρία στρώματα υλικό ημιαγωγών όπως το πυρίτιο ή το γερμάνιο από τρία τερματικά. Όταν ένα ρεύμα ή τάση εφαρμόζεται σε ένα ζεύγος τερματικών τρανζίστορ ελέγχει το ρεύμα μέσω του άλλου ζεύγους ακροδεκτών. Ένα τρανζίστορ είναι μια βασική μονάδα σε ένα IC.
Τρανζίστορ NPN
ΠΡΟΣ ΤΗΝ Διπολικό τρανζίστορ σύνδεσης (BJT) είναι ένας τύπος τρανζίστορ που χρησιμοποιεί φορέα φόρτισης ηλεκτρονίων και οπών, ενώ το τρανζίστορ εφέ πεδίου (FET) χρησιμοποιεί μόνο έναν τύπο φορέα φόρτισης. Το BJT χρησιμοποιεί δύο συνδέσμους που σχηματίζονται μεταξύ των ημιαγωγών τύπου p και τύπου n για τη λειτουργία του. Αυτά είναι διαθέσιμα σε Τύποι NPN και PNP . Τα BJT χρησιμοποιούνται ως ενισχυτές και διακόπτες σε ηλεκτρονικά κυκλώματα.
Τρανζίστορ NPN και PNP
Τι είναι ένα τρανζίστορ χιονοστιβάδας;
Ενα Το Transistor Avalanche είναι ένα διπολικό τρανζίστορ διασταύρωσης . Αυτό λειτουργεί στην περιοχή του ρεύματος συλλέκτη ή των χαρακτηριστικών τάσης συλλέκτη-προς-εκπομπή πέρα από την τάση διακοπής συλλέκτη-προς-εκπομπή, που ονομάζεται περιοχή κατανομής χιονοστιβάδας. Αυτή η περιοχή χαρακτηρίζεται από το φαινόμενο κατάρρευσης της χιονοστιβάδας.
Κατανομή χιονοστιβάδας
Όταν έρχεται σε επαφή ένας ημιαγωγός τύπου p και n-τύπου, σχηματίζεται μια περιοχή εξάντλησης γύρω από τη σύνδεση p-n. Το πλάτος της περιοχής εξάντλησης μειώνεται με την αύξηση της τάσης της μεροληψίας προώθησης, ενώ η περιοχή εξάντλησης αυξάνεται σε κατάσταση αντίστροφης πόλωσης. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τα χαρακτηριστικά I-V του a p-n διασταύρωση στην προώθηση προκατάληψης και αντίστροφη προκατάληψη .
Κατανομή χιονοστιβάδας
Εδώ το σχήμα δείχνει ότι το ρεύμα μέσω του ημιαγωγού αυξάνεται με την αύξηση του επιπέδου τάσης στην προκατάληψη προώθησης. Επιπλέον, υπάρχει ένα ορισμένο ελάχιστο ρεύμα που ρέει μέσω της διασταύρωσης p-n υπό αντίστροφη μεροληψία. Αυτό το ρεύμα ονομάζεται αντίστροφο κορεσμό (Is).
Στο αρχικό στάδιο, το αντίστροφο ρεύμα κορεσμού είναι ανεξάρτητο από την εφαρμοζόμενη τάση, αλλά κατά την επίτευξη ενός συγκεκριμένου σημείου η διασταύρωση διακόπτεται οδηγώντας στη βαριά ροή του αντίστροφου ρεύματος μέσω της συσκευής. Αυτό συμβαίνει επειδή καθώς αυξάνεται η αντίστροφη τάση, αυξάνεται επίσης η κινητική ενέργεια του φορέα φορτίου μειοψηφίας. Αυτά τα γρήγορα κινούμενα ηλεκτρόνια συγκρούονται με τα άλλα άτομα για να χτυπήσουν μερικά περισσότερα ηλεκτρόνια από αυτά.
Τα ηλεκτρόνια που απελευθερώνονται έτσι απελευθερώνουν πολύ περισσότερα ηλεκτρόνια από τα άτομα, σπάζοντας τον ομοιοπολικό δεσμό. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως φορέας πολλαπλασιασμού και αυτό οδηγεί σε σημαντική αύξηση της ροής ρεύματος μέσω της σύνδεσης p-n. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διάσπαση της χιονοστιβάδας και η τάση ονομάζεται τάση βλάβης της χιονοστιβάδας (VBR).
Η βλάβη της χιονοστιβάδας εμφανίζεται στη διασταύρωση p-n ελαφρώς προσβληθεί όταν η αντίστροφη τάση αυξάνεται πέρα από τα 5V. Περαιτέρω, είναι δύσκολο να ελεγχθεί αυτό το φαινόμενο, καθώς ο αριθμός των φορέων φορτίου που δημιουργούνται δεν μπορεί να ελεγχθεί άμεσα. Επιπλέον, η τάση διακοπής της χιονοστιβάδας έχει θετικό συντελεστή θερμοκρασίας που σημαίνει ότι η τάση βλάβης της χιονοστιβάδας αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας διασταύρωσης.
Γεννήτρια παλμών τρανζίστορ Avalanche
Η γεννήτρια παλμών είναι ικανή να παράγει παλμό περίπου 300ps χρόνο ανόδου. Επομένως, είναι πολύ χρήσιμο στη μέτρηση του εύρους ζώνης και χρησιμοποιείται επίσης σε έργα που απαιτούν παλμό με γρήγορο χρόνο ανόδου. Μια παλμογεννήτρια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του εύρους ζώνης ενός παλμογράφου. Ένα πλεονέκτημα της γεννήτριας παλμών τρανζίστορ χιονοστιβάδας είναι, είναι ένας πολύ φθηνότερος τρόπος από τη χρήση της μεθόδου 3D που χρειάζεται μια γεννήτρια λειτουργίας υψηλής συχνότητας.
Γεννήτρια παλμών τρανζίστορ Avalanche
Το παραπάνω κύκλωμα είναι σχηματικό για τη γεννήτρια παλμών τρανζίστορ χιονοστιβάδας. Αυτό είναι ένα ευαίσθητο κύκλωμα υψηλής συχνότητας με τσιπ LT1073 και τρανζίστορ 2N2369. Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιεί την ιδιότητα διάσπασης του τρανζίστορ.
Κανονικά τσιπ όπως 555 ώρες τσιπ ή οι λογικές πύλες δεν μπορούν να παράγουν παλμούς με ταχύτατα αυξανόμενο χρόνο. Αλλά ένα τρανζίστορ χιονοστιβάδας βοηθά στην παραγωγή τέτοιων παλμών. Ένα τρανζίστορ χιονοστιβάδας χρειάζεται έναν μετατροπέα 90V που υποστηρίζεται από κύκλωμα LT1073. Το 90V τροφοδοτείται στην αντίσταση 1Μ που συνδέει το τρανζίστορ 2N2369.
Το τρανζίστορ συνδέεται με αντίσταση 10K, οπότε τα 90V δεν μπορούν να περάσουν απευθείας από αυτήν. Στη συνέχεια, το ρεύμα αποθηκεύεται στον πυκνωτή 2pf. Το τρανζίστορ έχει τάση βλάβης 40V ενώ τροφοδοτείται με 90V DC. Επομένως το τρανζίστορ θα σπάσει και το ρεύμα από τον πυκνωτή θα εκφορτωθεί στον συλλέκτη βάσης. Αυτό δημιουργεί έναν παλμό με πολύ γρήγορο χρόνο ανόδου. Αυτό δεν διαρκεί πολύ. Το τρανζίστορ ανακτά πολύ γρήγορα και γίνεται μη αγώγιμο. Ο πυκνωτής θα δημιουργήσει ξανά φόρτιση και ο κύκλος θα επαναληφθεί.
Monostable Multivibrator
ΠΡΟΣ ΤΗΝ μονοσταθερός πολυ-δονητής έχει μια σταθερή και σχεδόν σταθερή κατάσταση. Όταν ένα εξωτερικό σκανδάλη εφαρμόζεται στο κύκλωμα, ο πολυ-δονητής θα μεταβεί από μια σταθερή κατάσταση σε οιονεί κατάσταση. Μετά από ένα χρονικό διάστημα, θα επανέλθει αυτόματα σε σταθερή κατάσταση χωρίς εξωτερική σκανδάλη. Η χρονική περίοδος που απαιτείται για την επιστροφή στη σταθερή κατάσταση εξαρτάται από τα παθητικά στοιχεία όπως αντιστάσεις και πυκνωτές που χρησιμοποιούνται στο κύκλωμα.
Monostable Multivibrator
Λειτουργία κυκλώματος
Όταν δεν υπάρχει εξωτερική σκανδάλη στο κύκλωμα, ένα τρανζίστορ Q2 θα είναι σε κατάσταση κορεσμού και άλλο τρανζίστορ Q1 θα είναι σε κατάσταση αποκοπής. Το Q1 τίθεται σε αρνητικό δυναμικό μέχρι να λειτουργήσει η εξωτερική σκανδάλη. Μόλις τροφοδοτηθεί η εξωτερική σκανδάλη στην είσοδο, το Q1 θα ανάψει και όταν το Q1 φτάσει στον κορεσμό, ο πυκνωτής που είναι συνδεδεμένος με τον συλλέκτη του Q1 και η βάση του Q2 θα κάνει το τρανζίστορ Q2 να απενεργοποιηθεί. Αυτή είναι μια κατάσταση απενεργοποίησης του τρανζίστορ Q2 που ονομάζεται αστάθεια ή οιονεί κατάσταση.
Όταν ο πυκνωτής φορτίζει από Vcc, το Q2 θα ενεργοποιηθεί ξανά και αυτόματα το Q1 απενεργοποιείται. Έτσι, ο χρόνος που απαιτείται από τον πυκνωτή για φόρτιση μέσω της αντίστασης είναι άμεσα ανάλογος με την αστάθμητη κατάσταση του πολλαπλού δονητή όταν εφαρμόζεται εξωτερική σκανδάλη.
Χαρακτηριστικά του τρανζίστορ χιονοστιβάδας
Το τρανζίστορ χιονοστιβάδας έχει χαρακτηριστικά βλάβης όταν λειτουργεί με αντίστροφη προκατάληψη, αυτό βοηθά στην εναλλαγή μεταξύ των κυκλωμάτων.
Εφαρμογές του Avalanche Transistor
- Το τρανζίστορ Avalanche χρησιμοποιείται ως διακόπτης, γραμμικός ενισχυτής σε ηλεκτρονικά κυκλώματα.
- Η κύρια εφαρμογή των τρανζίστορ χιονοστιβάδας είναι η παραγωγή παλμών με πολύ γρήγορους χρόνους ανόδου, ο οποίος χρησιμοποιείται για τη δημιουργία παλμού δειγματοληψίας σε παλμογράφο εμπορικής δειγματοληψίας.
- Μια ενδιαφέρουσα δυνατότητα είναι μια εφαρμογή ως ενισχυτής κλάσης C . Αυτό συνεπάγεται αλλαγή της λειτουργίας ενός τρανζίστορ χιονοστιβάδας και θα πρέπει να χρησιμοποιεί το πλήρες εύρος τάσης συλλέκτη και όχι μόνο ένα μικρό μέρος του.
Έτσι, όλα αφορούν τα χαρακτηριστικά τρανζίστορ Avalanche και τις εφαρμογές του. Ελπίζουμε να έχετε καλύτερη κατανόηση αυτής της έννοιας. Επιπλέον, τυχόν αμφιβολίες σχετικά με αυτήν την έννοια ή για εφαρμογή έργα ηλεκτρονικής παρακαλώ, δώστε τις πολύτιμες προτάσεις σας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, Τι είναι ένα τρανζίστορ χιονοστιβάδας;
