BJT-transistors:een inleiding tot het ontwerp van lichtgewicht elektronische apparatuur

Een onderzoek naar de geschiedenis van de elektronica zal uitwijzen dat de uitvinding van transistors cruciaal was voor de mensheid. Transistors zijn beschikbaar om omvangrijke, energie-intensieve en laag-efficiënte vacuümbuizen te vervangen.

Momenteel gebruiken we transistors voor versterking of voor het schakelen in elektronische circuits.

Bekijk dit artikel voor meer informatie over bipolaire junctietransistoren, hun configuraties en toepassingen.

Wat is een BJT-transistor?

Fig 1:Een NPN-vermogenstransistor

Een bipolaire junctietransistor (BJT) is een stroomgestuurd halfgeleiderapparaat dat bestaat uit twee np-overgangen.

Het heeft drie terminals; de basis, de emitter en de collector. Afhankelijk van de n-p-opstelling gebruikt een BJT de gaten of de elektronen als de primaire ladingsdragers.

De toepassing van een signaal aan de basisklem ondergaat versterking aan de collectorklem van de transistor. Er is echter wel wat gelijkstroom voor nodig om het signaal te versterken.

Configuratie van BJT-transistoren

Fig 2:Elektronische componenten op een printplaat

Een BJT is een schakel- of versterkingsapparaat met drie aansluitingen dat van cruciaal belang is in elektronische circuits. Afhankelijk van de primaire ladingsdrager is het mogelijk om twee bipolaire junctietransistorconfiguraties te ontwikkelen.

Daarom hebben we in bipolaire junctietransistoren twee ingangen, maar het is onmogelijk om twee uitgangen te hebben omdat het een apparaat met drie aansluitingen is.

Een van de aansluitingen is gemeenschappelijk voor zowel ingang als uitgang om een ​​extra uitgangsaansluiting te omzeilen.

De volgende drie zijn de mogelijke BJT-configuraties.

BJT-transistoren: De Common Emitter-configuratie

Hier passen we het ingangssignaal toe tussen de basis-emitterovergang en de collector- en emitterovergangsuitgang. Daarom keert de zender het ingangssignaal om.

BJT-transistoren: De algemene Collector-configuratie

Deze configuratie past de invoer toe tussen de basis-collectorovergang terwijl de uitvoer uit de collector-emitterhoek wordt genomen.

De gemeenschappelijke basisconfiguratie

Common Base-configuratie gebruikt de basisterminal voor zowel ingangs- als uitgangssignalen. De standaard basisconfiguratie heeft alleen spanningsversterking maar geen stroominkomsten.

BJT-kenmerken

Fig 3:Een schakelschema met transistoren

De drie BJT-configuraties resulteren in verschillende circuits met verschillende kenmerken. De belangrijkste kenmerken zijn onder meer ingangs- en uitgangsimpedanties, stroom- en spanningsversterkingen.

De standaard emitterconfiguratie is de meest voorkomende BJT-configuratie. Daarom verbeteren de goede vermogens-, spannings- en stroomversterkingen de circuitversterking.

Soorten BJT-transistor

Fig 4:Een technicus die een elektronische printplaat controleert

Bipolaire junctietransistoren worden geclassificeerd volgens de leidende ladingsdragers in hun structuur. Als gevolg hiervan hebben we 

• PNP BJT's- Transistors met gaten als de belangrijkste ladingsdragers
• NPN BJTs- Transistors die elektronen gebruiken als de belangrijkste ladingsdragers.

NPN-transistoren zijn populairder dan PNP's omdat ze een betere versterking bieden. NPN-transistoren hebben meer elektronen in hun structuur en elektronen hebben een grotere mobiliteit dan gaten.

BJT Transistors:PNP Bipolaire Junction Transistors

Een PNP-transistor is een bipolaire junctietransistor waarbij een N-type materiaal wordt gedoteerd tussen twee P-type halfgeleidermaterialen. De emitter levert de positieve ladingsdragers in PNP-transistoren, die door de basis en op de collector gaan.

Op deze manier regelt de basis het aantal ladingsdragers dat van de zender naar de collector gaat.

NPN bipolaire junctietransistoren

Een NPN-transistor is een bipolaire junctietransistor waarbij een P-type halfgeleidermateriaal wordt gedoteerd tussen twee N-type materialen. In dit geval zijn de meeste ladingsdragers vrije elektronen.

De negatieve ladingsdragers gaan van de valentie naar de geleidingsbanden wanneer ze voldoende opgewonden zijn. Bijgevolg zal er enige stroom door het N-type halfgeleidergebied vloeien.

Het werkgebied van de BJT-transistor

Fig 5:Een elektronische printplaat

Transistors fungeren technisch als schakelaars of versterkingsapparaten in elektronische circuits. Bipolaire junctietransistoren zijn actieve apparaten met drie aansluitingen die al dan niet kunnen geleiden, afhankelijk van de gate-bias.

Laten we daarom eens kijken naar de werkgebieden van een BJT

Actieve regio

Hier werkt de transistor als versterker.

Ic =𝞫.Ib

𝞫 is de verhouding van de collector- en basisstromen en levert de stroomversterking voor een gemeenschappelijke emittertransistor.

Verzadigingsgebied

De transistor is volledig AAN, waarbij de basis-collector- en basis-emitterovergangen in de forwarding bias-modus staan.

Ic =I(Verzadiging)

Uitschakelgebied

Hier is de transistor volledig UIT, met een basisspanning die lager is dan zowel de collector- als de emitterspanning.

Ic=0

BJT-transistors:toepassingen van BJT's

• Ten eerste werken bipolaire junctietransistoren als demodulatoren of detectoren
• Ten tweede, gebruikt in versterkercircuits als versterkers of gebruikt als modulatoren
• Ze bedienen ook oscillatoren en multivibrators
• Bovendien zijn het cruciale clipping-circuits voor het vormen van golven
• Bovendien zijn BJT's ook van cruciaal belang in tijdvertragingscircuits
• Ten slotte werkt BJTs in elektronische schakelcircuits

Conclusie

Bipolaire junctietransistoren zijn kritische elektronische componenten die een diep begrip van een circuit vereisen. Als gevolg hiervan heb je ze misschien gezien, maar niet begrepen hoe ze werken.

We hopen dat dit artikel enig mysterie rond BJT's heeft opgelost en deuren voor je heeft geopend om door te gaan met je project.

Neem contact op met onze experts voor meer informatie, verduidelijking of hulp bij elektronica.