Tundmatutel mõjudel ei olnud võimalik rohkem mõõtmisi teha ning saime ÜB-ühenduse korral mõõta väljundvoolu ainult väljundpinge väärtuse 1V juures. Emitter on transistori üks välimistest kihtidest ning see toimib voolu tekitajana transistoris. See on osa, milles tekitatakse ja vastavalt ka emiteeritakse enamuslaengukandjaid. Transistorit läbiva voolu tugevust aga tüürib keskmine kiht transistoris, mida nimetatakse baasiks. Voolu baasiahelas moodustavad põhiliselt transistori emitterist tulnud augud (n-p- n transistori puhul aga emitterist tulnud elektronid) – see tähendab, et ühendusviis omab väga palju tähtsust. Leidsime ka transistori tunnusjoonte parameetrid ning saadud tulemused ühtisid passiandmetega. Tabel 7.1 Transistori ÜB-ühendus UC = 1 V UC = 3 V UC = 7 V UC = 10 V UC = 12 V
Vasakpoolne laengukandjad tõmbuvad üksteisest eemale ja voolu patarei tekitab baasil emitteri suhtes + pinge, kuid praktiliselt ei teki. Seda nim. vastuvooluks. P-n siirde kollektori suhtes jääb baas - . Seega tekib baasist põhiomadus on, et tal on ühesuunaline vool, mis emitterisse pärivool, st. elektronid liiguvad töötab nagu ventiil. vastupidiselt emitterist baasi. Kuna baasi kiht on väga õhuke, sest kollektori pinge on baasi suhtes positiivne. Tekib vool- läbi kollektori. Tekkiv vool on palju suurem kui läbi baasi. Kui baasi pinge panna võnkuma, siis samas taktis hakkab võnkuma ka
Transistori ehitus: Bipolaarsete transistoride võimendus tuleneb siirete omavahelisest mõjust, mis ilmneb põhiliselt kuna baas on väga kitsas. Bipolaarsete transistoride pingestamisel pingestatakse mõlemad siirded eraldi. (Edaspidi räägime pnp transistorist. NPN transistoril pingete ja voolude polaarsused täpselt vastupidised.) Nagu jooniselt näha, pingestatakse emittersiire alati päripidi, mistõttu hakkavad enamuslaengukandjad (siin augud) liikuma emitterist baasi. Kuna baasis osutuvad nad vähemuslaengukandjateks, siis on nende konsentratsioon emittersiirde läheduses palju suurem, kui kollektorsiirde lähenduses, seega difusiooni tõttu hakkavad nad üle baasi laiali liikuma. Vastupingestatud kollektorsiire aga on laienenud baasi ning selle elektrivälja sattunud augud (teatavasti läbivad vähemuslaengukandjad siirde elektrivälja takistamatult) liiguvad edasi kollektorisse.
emitterivoolu suund on vastupidine elektronide liikumise suunale. Baasis muutuvad elektronid vähemuslaengukandjateks liikudes edasi põhiliselt difusiooni teel vasaku siirde poole. Baasi elektriväli praktiliselt elektronide liikumist ei mõjuta, sest nende laengud kompenseeritakse aukude poolt. Difusiooni käigus osa elektrone rekombineerub aukudega, osa hajub kristallvõres, ülejäänud aga kanduvad kollektorsiirde välja mõjul kollektorile. Kollektorivool moodustub kahest komponendist - emitterist injekteeruvatest laengukandjatest ja kollektori vastupingest. Kollektor-baasi vastuvool IKB0 ei ole muudetav ning sõltub ainult temperatuurist. Suurtes piirides on aga muudetav kollektorivoolu esimene komponent ning selle tüürimiseks kasutatakse välist vooluallikat. Joonis 3.20 Transistori ÜE-ühendus ÜE - lülitust kasutatakse kõige enam kuna sel juhul tüüritakse väljundvoolu baasivoolu muutmise teel
1.Elektronvõimendid. Elektronvõimenditena kasutatakse elektronlampe või transistorvõimendeid. Elektronlamp on elektronvaakuumseadis, milles elektronide voogu tüürivad erilised elektroodid, mida nim. võredeks. Kolme elektroodiga elektronlampi trioodi tüürvõre potentsiaali väikesed muutused põhjustavad anoodvoolu suuri muutusi. seda trioodide omadust rakendatakse elektrivõngete võimendamiseks. Transistorvõimendi põhiosaks on pooljuhtelement. Transistoril on kolm väljaviiku: emitterist (piirkond, mis initsieerib laengukandjaid baaspiirkonda (baasi), kollektorist (piirkond, mis ekstraheerib st. tõmbab välja baasist laengukandjaid) ja baasist. Baas on emitteri ja kollektori vaheline pooljuhtkiht 2.Hüdraulilised võimendid. Kahe joatoruga jugavõimendi. Hüdraulilistes võimendites juhtseade tööpõhimõtte järgi jaotatakse juga, siiber, drossel, kompensatsioon ja kombineeritud juhtseadmeteks.
4. suured voolud madalad pinged. Mähkida sekundaarmähis kahe traadiga korraga. Sekund- mähisel keskelt väljavõte. Diood üleval/all, alumine ühendatud ülemise ette. Tarbija ülemise mähise peal. Ud=0.9U2. q1=0.67=1/m2-1, m-pulsatsioonide arv alaldatava pinge perioodide peal. 10pdf 5. ÜK-lülitus. Trans üles, lin. elem. alla. Takisti pingelang=väljund Usis>~Uvalj. Pinge järgi võimendust pole, voolu järgi küll. Tänu suurele sisendtakile kas puhvrina. Sign arvutusel Emitterist läbi RE maha. Rsis on suur=h11e+(1+h21e)RE~ 5pdf Pilet 11. 1. alaldava siirde tekkimise tingimus 2. väljatransistoride liigitus 3. 2xT sild (ASK ja FSK) 4. välistav või (tähistus ja tõeväärtustabel) 5. ROM 1. Alaldava siirde tekkimise ting Ge korral pp>>nn Räni korral vastupidi. 2. transis liiguvad ühenimel-d laengukand-d kanalis, mille juhtivust muudetakse elektrivälja abil. Jagunevad:*pn siirdega *isoleeritud paisuga(1.sisseehit kanal 2.induts kanal) (tähistus
! 5. Multiplekser 4. JOONIS1 Üks kord programmeeritav kasutaja poolt. Valmistamisel pandi kõikidesse 1. Juhtimine vooluga. Kasutusel mõlema märgiga laengukandjad; 3-kihiline 2x pn siire. sõlmedesse dioodid või transistorid. kirjutati sisse kõikjale (näiteks) 1-d.Nullid tuleb sisse pnp(augud)-nool emitterist sisse npn(el-d)-nool välja. Otstarve:reguleerida Usis või Isis-ga programmeerida liigsed dioodid või transistorid kõrvaldada. Kõrvaldamine tähendab dioodi läbivoolu. Kirchoff: Ie=Ik+Ib.ibik/100 BPT-l kolmekihiline struktuur, emitter saadab ühenduse läbipõletamist. Vooluimpulsiga mittevajalikud dioodid lülitatakse välja aurustatakse voolukandjaid, kollektor kogub, baas reguleerib. Planetaartehnoloogia K(n), selle sees B(p) kanal, juhtmelõik
tagatud, et ei teki küikide laengukandjate rekombineerumist baasis. 7. Kui kollektoriahel ei ole pingestatud siis liiguvad kõik elektronid baasi ning esineb tugev baasivool. (Ib) Mis toimub baasis ? Baas on tehnoloogiliselt kujundatud võimalikult kitsana. ( TÄHTIS ) P-N siirete elektriväljad on aga vahetult siirete laheduses ning mõjutavad osakesi just seal, baasi muus osas el.väli aga puudub Seetõttu emitterist baasi tulnud elektronid hakkavad seal liikuma difusiooni toimel. Kuna baas on oma ehituselt väga kitsas siis enamik elektrone, liikudes difusiooni toimel ei jõua baasi elektroodini vaid sisenevad kollektorsiirdesse Seal aga valitseb el.väli, mis suunab nad kollektorisse Seega jaguneb emittervool Ie Baasivooluks IB ja kollektorvooluks Ic IE = I C + I B TÖÖ - Aladid, sild alaldid (skeemid ) pinge voolu graafikud, stabilisaatorid, arvutus,
vastuvool. ELEKTROONIKAKOMPONENDlD lk. 34. JOONIS 6.2. Nagu juba eespool mainitud, on transistori valmistamisel silmas peetud seda, et emitteris oleks laengukandjaid rohkem kui baasis. Sellega on garanteeritud, et asetleidva laengukandjate reekombinatsiooni tõttu ei tekiks laengukandjate likvideerumist. Kui kollektorahel ei ole pingestatud, siis liiguvad kõik emitterist tulnud elektronid baasi elektroodile ja esineb tugev baasivool. Kui aga üheaegselt on pingestatud nii emitter-kui kollektorsiire, muutub voolude jagunemine transistoris tunduvalt. Oluline on see, et baas kujundatakse võimalikult kitsana. Elektriväli mõjub ainult siirde tsoonides ja baasi muus osas elektriväli puudub. Seetõttu emitterist baasi tulnud elektronid hakkavad seal liikuma difusiooni toimel. Kuna baas on väga kitsas, siis enamik elektrone, liikudes difusiooni
VARIKAP kasutatakse vastupingel C = var , voolu ei juhi, mahtuvuse muutmiseks muudame alalispinget. varikapi vastuvool on A murdosa 1.10. Bipolaartransistor, ehitus, karakteristikud ja põhiparameetrid Transistoride otstarve on reguleerida läbivvoolu U sis või isis'ga. Bipolaarseid juhitakse baasivooluga. Väljatransistoreid juhime paisupingega. Bipolaarsel transistoril on kolme kihiline struktuur. Emitter saadab voolukandjad teele, kollektor kogub Emitterist teele asunud voolukandjad kõik kokku ning Baas on imeõhuke ja ta reguleerib voolukandjate voogu Est Ksse. Bipolaarsel transistroil on arvestatav isis! Bipolaari üldskeem Ehitus silikooni põhjal npn transistor Kirchoffi reegliga ie = ik + ib s.o. sisendkarakteristik, kus ik~ie ehk see on läbivvool Nool ringis näitab voolusuunda
Zuse Eksam– Eksamprogrtavate. arvutite pioneer saksamaalt, ehitas palju arvuteid (1936–50 – EksamZ1 Eksam– EksamZ4) (1950-67 - Z5 Eksam- EksamZ64) esimesed Eksamprogrtavad Eksamarvutid(1941-) Eksam– EksamZuse, ABCS, Colossus, Harvard Mark I – IBM, ENIAC 2 Eksamiks: Eksam transistor(1947) Eksam– Eksamkolme elemendiga Solid State device elektrisignaalide võimendamiseks ja kontrollimiseks, 1. vool liigub emitterist Eksam→ Eksamcollectorisse 2. Switching Eksam– Eksambaasvool EksamON Eksam→ Eksamcollectori Eksamvool Eksamvoolab Eksamkuni EksamOFF 3. Amplification Eksam– Eksambaasvool Eksamreguleerib Eksamsuurt Eksamcollectorisse Eksamkogunenud Eksamvoolu Samuel(IBM) Eksam– Eksamkirjutas esimese AI kabeprogrammi Shockley EksamSemiconductor Eksam– Eksamüks transistori leiutamisega tegelenud firmadest
(elektronid ja augud). Transistori ehitus: Bipolaarsete transistoride võimendus tuleneb siirete omavahelisest mõjust, mis ilmneb põhiliselt kuna baas on väga kitsas. Bipolaarsete transistoride pingestamisel pingestatakse mõlemad siirded eraldi. (Edaspidi räägime pnp transistorist. NPN transistoril pingete ja voolude polaarsused täpselt vastupidised.) Nagu jooniselt näha, pingestatakse emittersiire alati päripidi, mistõttu hakkavad enamuslaengukandjad (siin augud) liikuma emitterist baasi. Kuna baasis osutuvad nad vähemuslaengukandjateks, siis on nende konsentratsioon emittersiirde läheduses palju suurem, kui kollektorsiirde lähenduses, seega difusiooni tõttu hakkavad nad üle baasi laiali liikuma. Vastupingestatud kollektorsiire aga on laienenud baasi ning selle elektrivälja sattunud augud (teatavasti läbivad vähemuslaengukandjad siirde elektrivälja takistamatult) liiguvad edasi kollektorisse.
Dioodide ja transistorite sagedamini kasutatav materjal oli varem germaanium, kaasajal räni. Viimasel ajal leiab enam kasutamist ka galliumarseniid. Transistor võimendina. Pnp transistor. Emitteri ja baasi vahele rakendatakse päripinge, baasi ja kollektori vahele rakendatakse vastupinge. Esimene on väikese ja teine suure takistusega. Baasikiht tehakse transistoris hästi õhuke. Päripinge mõjul emitterist baasi suunduvad elektronid suudavad läbida õhukese baasi. Kollektorisiirdes vähendavad lisandunud voolukandjad selle takistust. Jooniselt võib näha transistori võimendusefekti. Kiibid Kiibiks nimetatakse integraal- e. terviklülitust. Sõna on mugandus inglisekeelsest sõnast chip. Kiip on pooljuhtainest plaat, millesse on tehtud palju mikromeetri suurusjärgus transistore koos vajalike takistite ning kondensaatoritega
4. 1 f. "0" alaldi 5. Emitterijärgija Emitterjärgija ehk ühise kollektoriga transistoril baseeruva võimendusastme korral võetakse signaal välja emitterist. Antud juhul on nii sisendi, kui ka väljundi jaoks ühine kollektor (vahelduvsignaali jaoks on maa ja toide samad). Kollektortakisti puudub. Pilet 11
See on n-tüüpi räni. Ränitransistore paneb lülititena töötama see, et elektronid ei voola p-tüüpi ränist n-tüüpi ränisse. n-p-n-transistoril on p-tüüpi räni kiht kahe n-tüüpi kihi vahel. Elektronid ei pääse ühest väliskihist teise (väliskihte nimetatakse emitteriks ja kollektoriteks), sest nad peaksid siis liikuma p-tüüpi ränist n-tüüpi ränisse. Kui aga elektronidega toita keskmist kihti ehk baasi, siis täidavad nad selles kihis olevad augud ja vool võib liikuda emitterist kollektorisse 3.1 Monokristall Monokristall on terviklik üksik ühtse kristallvõrega mineraalitera. Monokristallile vastanduvad paljudest mineraaliteradest koosnevad agregaadid, näiteks kivimid. Monokristall, nagu kristallstruktuuriga tahkised üldse, ei pea koosnema ühe keemilise elemendi aatomitest. Looduses leidub haliidi, kvartsi ja paljude teiste mineraalide monokristalle. Monokristalle kasvatatakse erinevatest ainetest. Neid kasutatakse teaduses ja tehnikas,
VT1 suletud ja VT2 avatud. Selline olukord saadakse takistite R1 ja R2 valikuga, mis valitakse selliselt, erinevaid vooluliike kusjuures voolu parameetrid peavad olema küllalt suuresti reguleeritavad. et takistuselt R2 VT1 baasile antakse väike positiivne pinge, näiteks +1V. VT2 emitteri vool läbides takistust Re, tekitab seal mõnevõrra suurema pingelangu näiteks 1,1V. Tulemusena on VT1 baas emitterist 0,1V võrra negatiivsem ja sellest pingest piisab, et viia VT1 sulge reziimi. Suletud transistori kollektor pinge võrdub toitepingega ja kondensaator C1 on laetud joonisel näidatud polaarsusega. Alaldamisel muundatakse vahelduvvool alalisvooluks kusjuures võib toimuda ka pinge Sisend impulsi saamisel avatakse VT1, tema kollektori pinge väheneb, ning kondensaator C1 hakkab reguleerimine
takistusega emitterringis sisendpinge poolt tekitatud voolumuutused kanduvad peaaegu sama suurtena üle suure takistusega kollektorringi ning kollektorringi lülitatud koormustakistilt saamegi võimendatud väljundpinge. Seega võime transistori vaadelda ka kui takistuse muundit, millest on tuletatud ka selle nimetus. (TRANSfer resISTOR). 42 P-N-P tüüpi transistori võimendav toime on põhimõtteliselt sama kui N-P-N transistoril. Erinevuseks on vaid see, et emitterist baasi liikuvateks laengukandjateks on elektronide asemel augud ja pingeallikate polaarsused peavad olema vastupidised. 4.4. Transistori kolm lülitust. Kuna transistoril on kolm elektroodi, siis töötades võimendina, millel on neli klemmi (2 sisend- ja 2 väljundklemmi), toiteklemme arvestamata, peab üks elektrood olema ühine sisendile ja väljundile. Sõltuvalt sellest, milline on ühine elektrood, on olemas ühise baasiga (CB - Common
emitterringis sisendpinge poolt tekitatud voolumuutused kanduvad peaaegu sama suurtena üle suure takistusega kollektorringi ning kollektorringi lülitatud koormustakistilt saamegi võimendatud väljundpinge. Seega võime transistori vaadelda ka kui takistuse muundit, millest on tuletatud ka selle nimetus. (TRANSfer resISTOR). P-N-P tüüpi transistori võimendav toime on põhimõtteliselt sama kui N-P-N transistoril. Erinevuseks on vaid see, et emitterist baasi liikuvateks laengukandjateks on elektronide asemel augud ja pingeallikate polaarsused peavad olema vastupidised. 4.4. Transistori kolm lülitust. Kuna transistoril on kolm elektroodi, siis töötades võimendina, millel on neli klemmi (2 sisend- ja 2 väljundklemmi), toiteklemme arvestamata, peab üks elektrood olema ühine sisendile ja väljundile. Sõltuvalt sellest, milline on ühine elektrood, on olemas ühise baasiga (CB - Common Base), ühise
pinge suurem Suureneb transistori hajuvõimsus, ning transistor võib üle kuumeneda. Sellise olukorra vältimiseks tuleb kõik küllastusreziimi arvutused teha antud transistori minimaalse vooluvõimendusteguriga. Lisaks sellele soovitatakse täieliku küllastuse tagamiseks suurendada baasivoolu kuni 20% niinimetatud küllastustegur korda K k = 1,1...1,2 . Teiselt poolt ei ole aga sügav küllastus soovitav, sest sügava küllastuse korral koguneb emitterist baasi suurel hulgal laengukandjaid. Kui transistori sulgemisel suletakse emittersiire, siis ei lakka sugugi koheselt kollektori vool, vaid see kestab veel teatud ajavahemiku baasi kogunenud laengukandjate arvel, ning transistori sulgumine sisendsignaali suhtes hilineb.Seejuures on see hilinemine seda suurem mida sügavamas küllastuses on transistor(joon.1.12). Kui ajahetkel t1 anda transistori baasile küllastav pinge, siis hakkab transistori
võrdsed ja väga väikesed IC=IB~0. Lülitades lülitit L1 ja L2 (IB0 IC~IE, täpsemalt IE=IC+IB) tekkiv tulemus on ootamatu, sest suure takistusega kollektor vooluringi tekkib ootamatult tugev vool. Selle nähtuse aitab selgitada transistori ekituse omapära. Nimelt kujundatakse transitori baas võimalikult õhukesena ja kui emitterist tulevad elektronid baasi emitter-siirde kiirendava elektriväla toimel, siis baasis jätkavad nad liikumist soojusliku liikumisena ja kuna baas on õhuke, siis sattub neist enamus kollektor siirdesse ja sealt edasi kollektorisse ning selliselt tekkibki ootamatult suur kollektroi vool. Võimendina töötamisel ühendatakse signaaliallikas emitter-ahelasse ja kollektor-ahelasse lisatakse mõne kuni mõnekümne k takistus. Sellise
Transistori kasutamisel elektrisignaali võimendamiseks võib võimendamisele kuuluva nõrga sisendsignaali anda kas baasile või emitterile. Võimendatud signaal (väljundsignaal) võetakse enamasti kollektoriahelasse ühendatud koormustakistilt RL. Vastupingestatud kollektorsiire toimib vooluallikana, mille sisetakistus on kümnetes kilo- oomides (kui transistor ei ole küllastuses). Täpsemalt võttes moodustub kollektorivool kahest komponendist - emitterist injekteeruvatest laengukandjatest tulenev vool ja kollektori vastupingest põhjustatud väga väike kollektor-baasi vastuvool IKB0 (ka: ICB0 või IK0 või IC0), mis ei ole tüüritav, sõltudes üksnes temperatuurist. Sellel joonisel on näidatud emitteri- ja kollektorivoolude kokkuleppeline voolusuund (plussilt miinusele).
Sellise olukorra vältimiseks tuleb kõik küllastusreziimi arvutused teha antud transistori minimaalse vooluvõimendusteguriga ning lisaks on soovitatav täieliku küllastuse tagamiseks suurendada baasivoolu kuni 20% niinimetatud küllastusteguri kordselt: Kk = 1,1...1,2 (Pikkov lk 83: baasivoolu suurendada kuni 100%, Kk = 1,5...2,0): Teisalt ei ole transistori sügav küllastus mitte alati soovitav, sest sügava küllastuse korral koguneb emitterist baasi suurel hulgal laengukandjaid. Kui transistori sulgemisel emittersiire suletakse, siis ei lakka kollektorvool mitte koheselt, vaid see kestab veel teatud ajavahemiku baasi kogunenud laengukandjate arvel ning transistori sulgumine sisendsignaali suhtes hilineb. Hilinemine on seda suurem, mida sügavamas küllastuses on transistor (joon. 6.25). Joonis 6.25. Lülitireziimis sügavas küllastuses töötava transistori kollektorvoolu sõltuvus sisendpingest [4].
Kui FT baasiahel on lahti, ja FT ei valgustata, siis läbib vooluahe- lat pimevool Ip = IKB0/(1 ). Valguse mõjul tekivad baasis vabad laengukandjad. Vähemuslaengukandjad (antud juhul elektronid) tõmbuvad pn-siirete elektriväljade mõjul FT emitterisse ja kollektorisse. Baasi jäänud enamuslaengukandjad augud tekitavad positiivse ruumlaengu, mis vähendab emittersiirde po- tentsiaaltõkke kõrgust ja seega muudab baasi potentsiaali emitteri suhtes. Selle tagajärjel suureneb emitterist baasi injitseeruvate vä- hemuslaengukandjate elektronide hulk. Osa neist rekombinee- rib baasis aukudega, suurim osa aga läbib kollektorsiirde, suurendades kollektorvoolu. Et FT on ÜE-lülituses, saab kollek- torivool lisajuurdekasvu IB. Tundlikum, kui fotodiiod S = 0,5 1,0 A/Lm 47 Fototüristor Fototüristor on mitmekihi- line pooljuhtseadis, mis lülitakse
väljundtakistused on lähedused enamikes valjuhääldite takistuseks on 8 ohmi, samas suurus järgus on ka suure võimsusteliste väljundtakistus taolistel juhtudel on levinud ilma väljundtrafota vastastakt lülitused. Millistest omakorda levinum on kondensaator väljundiga lülitus. Joonis 11 transistori on ühendatud toiteallika suhtes järjestiku ja see võimaldab tööpunkti fikseerimiseks pingejagurit R1-R4 selle takistid valitakse nii, et transistoride baasid oleksid emitterist 0,6-0,7 V võrra positiivsemad. Sisendsignaali poolterioodil on VT1 avatud ja VT2 suletud. Vool kulgeb toite plussist läbi VT1, läbi kondensaatori C ja tarbija RL toitemiinusesse. Kuna vool läbib kondensaatorit C siis laetakse ka see kondensaator ja järgmisel poolperioodil kui VT1 on suletud hakkab toiteallikana tööle eelmisel poolperioodil laetud kondensaator ja kulgeb vool ic2. On selge et selles lülituses kondensaator C peab