emitterivoolu IE (aukude osa voolu moodustumises on suhteliselt väike). Kokkuleppeline 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
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. Seetõttu on endiselt kollektorsiirde läheduses auke vähem, kui emittersiirde läheduses ning difusioon jätkub. Enamik auke liigub edasi kollektorisse ning ainult vähesed rekombineeruvad baasi elektronidega
nõrk. Niipea kui tekib emittervool, s.t. kui emitterist tuleb baasi vähemuslaengukandjaid, suureneb kollektorvool kohe. Ic(mA) JOONIS 6.9. Kollektori ja baasi vahelise pinge polaarsuse muutumisel hakkavad laengu-kandjad liikuma kollektorist baasi ja neile vastu liiguvad emitterist tulnud laengukandjad. Sel puhul moodustub kollektorvool nende voolude summana ja vool lakkab mõne kümnendiku voldi kollektorsiirde päripingel. Väljundtunnussarjale võib olla kantud ka lubatava kollektorkao Pc MAX joon. Vooluülekandetunnusjooneks ühise baasiga lülituses on Ic = f(I E), kui UcB=const (joonis 6.10). Nagu teame, on kollektorvool määratud kollektori algvoolu ja emitterilt kollektorile liikuvate laengukandjate voolusummana: Ic = A · IE + Ico , kus Ico on kollektori algvool.olukorras, kus IE = 0; IE: - emittervool; A - staatiline vooluvõimendustegur (A=0,9...0,99).
3.4.1. Bipolaartransistor n-p-n transistori näitel Bipolaartransistor pingestatakse normaalses tööreziimis nii, et emittersiire on päripingestatud (pärivoolustatud) ja kollektorsiire vastupingestatud. Baas on kujundatud võimalikult õhukesena. Kuna baas on väga õhuke (paksus < 1 mm), siis valdav enamik (>95%) päripingestatud emittersiirde kaudu sinna jõudnud elektrone (enamuslaengukandjaid) satuvab vastupingestatud kollektorsiirde elektrivälja mõjualasse, mis suunab elektronid kollektorisse, tekitades kollektorivoolu. Ainult väike osa elektrone rekombineerub baasis aukudega (vähemuslaengukandjatega), mis moodustavad osa baasivoolust (teise osa baasivoolust moodustavad emittersiirde kaudu emitterisse kulgevad augud). Emitterivool kui tervik jaguneb seega baasivooluks ja kollektorivooluks. Baasivool on kollektorivoolust tunduvalt väiksem (suurusjärgus 1...5%).
Shefferi element (NING-EI). 5.Baaselemendid NING-EI, VÕI-EI. 6.HiZ otstarve, kasutusnäide, HiZ realiseerimise põhimõte. HiZ on sisuliselt kõrge takistus (miski kolmas olek). 7.Bipolaartransistor kui lüliti. Bipolaartransistoride germaaniumist või ränist pooljuhtstruktuur koosneb kolmest p- ja n-juhtivustüübiga kihist (pnp- või npn-struktuur) ning kahest nendevahelisest pn-siirdest. Ühe pn-siirde (näit emittersiirde) voolu muutumine põhjustab teise siirde (kollektorsiirde) takistuse muutumise. Bipolaartransistori tööks on vajalik erimärgiliste laengukandjate (neg elektronide ja pos aukude) olemasolu pooljuhis. 8.MOP-transistor. Metall-Oksiid-Pooljuht transistor. n ja p-kanaliga. 9.Pooljuhtdiood. Harilikult ühe pn-siirde või metall-pooljuhtkontaktiga ja kahe väljaviiguga pooljuhtseadis elektriliste suuruste muundamiseks. On töökindlad, kiiretoimelised, väikesed ja kerged ning tarbivad vähe võimsust. Kasut.
Teema 3 Pooljuhtseadised 4 Joonis 6.1. ÜE- lülituses transistor kui neliklemm [2]. Bipolaartransistoril on kolm võimalikku tööreziimi: sulgereziim, aktiiv- e. lineaar- e. võimendusreziim ja küllastusreziim. Joonis 6.2. Transistori kolm reziimi ja kollektorivoolu sõltuvus baasivoolust [4]. Kui sisendvool e. baasivool IB on võrdne nulliga, on transistor praktiliselt suletud, sest teda läbib ainult väga väike kollektorsiirde algvool IC0 (eestikeelse tähistusega: IK0) ning kollektori ja emitteri vaheline pinge UCE (UKE) võrdub seetõttu praktiliselt toiteallika pingega. Selline reziim (sulgereziim) on joonisel 6.2 kujutatud sisendvoolu-väljundvoolu tunnusjoone vasakpoolseimas osas kuni punktini A. Sulgereziimis on transistori olek lähedane väljalülitatud lülitile - selle erinevusega, et transistori läbiv vool ei ole rangelt võetuna null, vaid on väga väike võrrelduna vooluga transistori avatud olekus.
7 (43) Pikkov lk 44 Pikkov lk 45 Elektroonika alused. Teema 4 Optoelektroonika elemendid ja infoesitusseadmed 8 (43) 4.2.2.3 Fototransistor Fototransistor on bipolaar- või väljatransistori struktuuriga fotoelektriline seadis, mille väljundvool on tüüritav valgusvooga. Bipolaartransistori poolläbipaistva baasikihi kaudu siirde piirkonda langev valgus suurendab kollektorsiirde vastuvoolu. Suurenenud kollektorsiirde vool toimib baasivooluna, mistõttu resulteeriv kollektorivool suureneb vooluülekandeteguri kordselt. Sellest tulenevalt on fototransistor b » 50...200 korda fotodioodist tundlikum (0,1...0,5 A/lm). Et sama arv korda väheneb fototransistori toimekiirus, siis jääb bipolaartransistori struktuuriga fototransistoride piirsagedus sadadesse kilohertsidesse. Kiirematoimelisemad on pn-väljatransistori struktuuriga fototransistorid.
U CE E Joon.1.10 Toodust näeme, et kui baasi vool on null, on transistor praktiliselt suletud, sest teda läbib ainult väga väike kollektorsiirde algvool Ico, ning kollektori ja emitteri vaheline pinge võrdub praktiliselt toiteallika pingega. Selline reziim on koormussirge punktis A. Suurendades sisendvoolu, hakkab suurenema (algul mittelineaarselt, hiljem lineaarselt) ka kollektorvool, kuni punktini B millest alates sisendvoolu suurendamine enam kollektorvoolu suurenemist ei põhjusta. Selline reziim algab punktis B. Toodust tulenebki kolm olulist transistori reziimi(joon.1.11).
Kollektori ja emitteri vaheline küllastuspinge U on nende elektroodide vaheline pinge CEsat küllastusreziimis. 4.6 Transistoride omaduste sõltuvus sagedusest Nagu juba transistoride parameetrite juures nimetatud, hakkavad transistori võimendusomadused sageduse suurenedes halvenema, mis avaldub voolu- võimendusteguri vähenemises. Selle nähtuse põhjusi on kaks. Esimeseks põhjuseks on kollektorsiirde mahtuvus, mille mahtuvustakistus hakkab sildama kollektorsiiret ja see kaotab oma omadused. Mahtuvuse toime on seda tugevam, mida suurem on see mahtuvus ja mida kõrgem on sagedus. Teiseks põhjuseks on laengukandjate difusioonne liikumine baasis. Elektronide liikumiskiirused on üldiselt küllalt suured, kuid tingituna elektrivälja puudumisest baasis liiguvad nad seal difusioonselt (korrapäratult) ja eri laengukandjate teed baasi läbimisel on erineva pikkusega
küllastusreziimis (etteantud baasi-ja kollektorivoolul). Kollektori ja emitteri vaheline küllastuspinge UCEsat on nende elektroodide vaheline pinge küllastusreziimis. 4.6 Transistoride omaduste sõltuvus sagedusest Nagu juba transistoride parameetrite juures nimetatud, hakkavad transistori võimendusomadused sageduse suurenedes halvenema, mis avaldub voolu-võimendusteguri vähenemises. Selle nähtuse põhjusi on kaks. Esimeseks põhjuseks on kollektorsiirde mahtuvus, mille mahtuvustakistus hakkab sildama kollektorsiiret ja see kaotab oma omadused. Mahtuvuse toime on seda tugevam, mida suurem on see mahtuvus ja mida kõrgem on sagedus. Teiseks põhjuseks on laengukandjate difusioonne liikumine baasis. Elektronide liikumiskiirused on üldiselt küllalt suured, kuid tingituna elektrivälja puudumisest baasis liiguvad nad seal difusioonselt (korrapäratult) ja eri laengukandjate teed baasi läbimisel on erineva pikkusega
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. Seetõttu on endiselt kollektorsiirde läheduses auke vähem, kui emittersiirde läheduses ning difusioon jätkub. Enamik auke liigub edasi kollektorisse ning ainult vähesed rekombineeruvad baasi elektronidega
Selleks tuleb võimendi projekteerimisel valida transistorid või mistahes teised võimeduselemendid sellise piirsagedusega, mis vastavad võimendi poolt esitatavatele nõuetele. Samal ajal tuleb arvestada võimeduselementide parameetrite sõltuvust sagedusest, tööpunkti asukohast, t-st, sisemisest tagasisidest ja skeemilistest iseärasustest; näteks tagasiside kasutamisel. Transistorile esitatavatest nõuetest on esmatähtsad: 1) piirsagedus fp 2) kollektorsiirde mahtuvus 3) suur vooluvõimendus 4) väike kollektorsiirde vastuvool Ik0 E k Astmete vaheline sidestuslüli, mis R1 R k koosneb kondensaatorist ja takistist: R i
3,2V 5mA 0,4V VT2 3,2V 5mA 0,8V 3,2V 5mA TTL on tuletatud DTL-ist kusjuures kõik seal kasutatud põhimõtted on säilitatut. Erinevuseks on see et sisendis kasutatakse mitme emitterilist transistori (joonis a). olgu kõikides sisendites loogiline 1, sel juhul on VT1 emittersiirded vastupingega suletud. Vool kulgeb läbi VT1 avatud kollektorsiirde VT2 baasile. Väljundis saadakse 0. Digitaaltehnika konspekt 17 Joonis b kui mõnes sisendis on loogiline 0, siis VT1 vastavad emittersiirded avanevad ja vool kulgeb läbi nende. VT1 on küllastuses. VT2 baasipinge on väike mis tõttu on VT2 suletud ja väljundis saadakse 1. Põhiliseks eeliseks on väiksem hilistus kui DTLis. 3.6.2. Keerulise inverteriga TTL
3,2V 5mA 0,4V VT2 3,2V 5mA 0,8V 3,2V 5mA TTL on tuletatud DTL-ist kusjuures kõik seal kasutatud põhimõtted on säilitatut. Erinevuseks on see et sisendis kasutatakse mitme emitterilist transistori (joonis a). olgu kõikides sisendites loogiline 1, sel juhul on VT1 emittersiirded vastupingega suletud. Vool kulgeb läbi VT1 avatud kollektorsiirde VT2 baasile. Väljundis saadakse 0. Digitaaltehnika konspekt 17 Joonis b kui mõnes sisendis on loogiline 0, siis VT1 vastavad emittersiirded avanevad ja vool kulgeb läbi nende. VT1 on küllastuses. VT2 baasipinge on väike mis tõttu on VT2 suletud ja väljundis saadakse 1. Põhiliseks eeliseks on väiksem hilistus kui DTLis. 3.6.2. Keerulise inverteriga TTL
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 sisse valguse abil. Puhtal kujul fototüristori
annaabi.ee 
