BJT-Transistoren:Eine Einführung in das Design leichter elektronischer Geräte

Eine Studie über die Geschichte der Elektronik wird darauf hinweisen, dass die Erfindung der Transistoren für die Menschheit von entscheidender Bedeutung war. Transistoren sind erhältlich, um sperrige, leistungsintensive Vakuumröhren mit niedrigem Wirkungsgrad zu ersetzen.

Derzeit verwenden wir Transistoren entweder zur Verstärkung oder zum Schalten in elektronischen Schaltungen.

Lesen Sie diesen Artikel, um mehr über Bipolartransistoren, ihre Konfigurationen und Anwendungen zu erfahren.

Was ist ein BJT-Transistor?

Abb. 1:Ein NPN-Leistungstransistor

Ein Bipolar Junction Transistor (BJT) ist ein stromgesteuertes Halbleiterbauelement, das zwei n-p-Übergänge umfasst.

Es hat drei Terminals; Basis, Emitter und Kollektor. Je nach n-p-Anordnung verwendet ein BJT entweder die Löcher oder die Elektronen als primäre Ladungsträger.

Das Anlegen eines Signals am Basisanschluss wird am Kollektoranschluss des Transistors verstärkt. Es erfordert jedoch etwas Gleichstrom, um das Signal zu verstärken.

Konfiguration von BJT-Transistoren

Abb. 2:Elektronische Komponenten auf einer Leiterplatte

Ein BJT ist ein Schalt- oder Verstärkergerät mit drei Anschlüssen, das in elektronischen Schaltungen von entscheidender Bedeutung ist. Abhängig vom primären Ladungsträger ist es möglich, zwei Bipolartransistor-Konfigurationen zu entwickeln.

Daher haben wir in Bipolartransistoren zwei Eingänge, aber es ist unmöglich, zwei Ausgänge zu haben, da es sich um ein Gerät mit drei Anschlüssen handelt.

Einer der Anschlüsse ist für Eingang und Ausgang gemeinsam, um einen zusätzlichen Ausgangsanschluss zu überwinden.

Die folgenden drei sind die möglichen BJT-Konfigurationen.

BJT-Transistoren: Die gemeinsame Emitter-Konfiguration

Hier legen wir das Eingangssignal zwischen dem Basis-Emitter-Übergang und dem Ausgang des Kollektor- und Emitterübergangs an. Daher invertiert der Emitter das Eingangssignal.

BJT-Transistoren: Die gemeinsame Collector-Konfiguration

Diese Konfiguration legt den Eingang zwischen dem Basis-Kollektor-Übergang an, während der Ausgang von der Kollektor-Emitter-Ecke genommen wird.

Die gemeinsame Basiskonfiguration

Die Common Base-Konfiguration verwendet den Basisanschluss sowohl für Eingangs- als auch für Ausgangssignale. Die Standard-Basiskonfiguration hat nur Spannungsgewinn, aber keine Stromeinnahmen.

BJT-Eigenschaften

Abb. 3:Ein Schaltplan mit Transistoren

Die drei BJT-Konfigurationen führen zu unterschiedlichen Schaltungen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Zu den wichtigsten Merkmalen gehören Eingangs- und Ausgangsimpedanzen, Strom- und Spannungsverstärkungen.

Eigenschaften	Gemeinsame Basis	Gemeinsamer Emitter	Gemeinsamer Sammler
Kraftgewinn	Niedrig	Sehr hoch	Mittel
Aktuelle Verstärkung	Niedrig	Mittel	Hoch
Spannungsverstärkung	Hoch	Mittel	Niedrig
Phasenwinkel	0°	180°	0°
Ausgangsimpedanz	Sehr hoch	Hoch	Niedrig
Eingangsimpedanz	Niedrig	Mittel	Hoch

Die Standard-Emitter-Konfiguration ist die gebräuchlichste BJT-Konfiguration. Daher verbessern seine guten Leistungs-, Spannungs- und Stromverstärkungen die Schaltungsverstärkung.

Arten von BJT-Transistoren

Abb. 4:Ein Techniker überprüft eine elektronische Leiterplatte

Bipolartransistoren werden nach den führenden Ladungsträgern in ihrer Struktur klassifiziert. Als Ergebnis haben wir 

• PNP BJTs- Transistoren mit Löchern als Hauptladungsträger
• NPN BJTs – Transistoren, die Elektronen als Hauptladungsträger verwenden.

NPN-Transistoren sind beliebter als PNPs, da sie eine bessere Verstärkung bieten. NPN-Transistoren haben mehr Elektronen in ihrer Struktur und Elektronen haben eine höhere Mobilität als Löcher.

BJT-Transistoren:PNP-Bipolartransistoren

Ein PNP-Transistor ist ein Bipolartransistor, bei dem ein Material vom N-Typ zwischen zwei Halbleitermaterialien vom P-Typ dotiert wird. Der Emitter liefert bei PNP-Transistoren die positiven Ladungsträger, die durch die Basis auf den Kollektor gelangen.

Auf diese Weise steuert die Basis die Anzahl der Ladungsträger, die vom Emitter zum Kollektor gelangen.

Bipolare NPN-Übergangstransistoren

Ein NPN-Transistor ist ein Bipolartransistor, bei dem ein Halbleitermaterial vom P-Typ zwischen zwei Materialien vom N-Typ dotiert wird. In diesem Fall sind die meisten Ladungsträger freie Elektronen.

Die negativen Ladungsträger wandern bei ausreichender Anregung vom Valenz- in das Leitungsband. Folglich fließt ein gewisser Strom durch die Halbleiterregion vom N-Typ.

Der Arbeitsbereich des BJT-Transistors

Abb. 5:Eine elektronische Leiterplatte

Transistoren fungieren technisch gesehen als Schalter oder Verstärker in elektronischen Schaltungen. Bipolartransistoren sind aktive Bauelemente mit drei Anschlüssen, die je nach Gate-Vorspannung entweder leiten können oder nicht.

Schauen wir uns daher die Arbeitsbereiche eines BJT

an

Aktive Region

Hier arbeitet der Transistor als Verstärker.

Ic =𝞫.Ib

𝞫 ist das Verhältnis der Kollektor- und Basisströme und liefert die Stromverstärkung für einen Transistor in Emitterschaltung.

Sättigungsbereich

Der Transistor ist vollständig eingeschaltet, wobei sich seine Basis-Kollektor- und Basis-Emitter-Übergänge im Vorwärtsvorspannungsmodus befinden.

Ic =I(Sättigung)

Sperrregion

Hier ist der Transistor vollständig ausgeschaltet, wobei seine Basisspannung niedriger ist als sowohl die Kollektor- als auch die Emitterspannung.

Ic=0

BJT-Transistoren:Anwendungen von BJTs

• Erstens fungieren Bipolartransistoren als Demodulatoren oder Detektoren
• Zweitens werden sie in Verstärkerschaltungen als Verstärker oder als Modulatoren verwendet
• Außerdem betreiben sie Oszillatoren und Multivibratoren
• Außerdem sind sie wichtige Clipping-Schaltungen für die Wellenformung
• Darüber hinaus sind BJTs auch in Zeitverzögerungsschaltungen von entscheidender Bedeutung
• Schließlich arbeiten BJTs in elektronischen Schaltkreisen

Schlussfolgerung

Bipolartransistoren sind kritische elektronische Komponenten, die ein tiefes Verständnis einer Schaltung erfordern. Infolgedessen haben Sie sie möglicherweise gesehen, aber nicht verstanden, wie sie funktionieren.

Wir hoffen, dass dieser Artikel einige Rätsel um BJTs gelüftet und Ihnen Türen geöffnet hat, um mit Ihrem Projekt fortzufahren.

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