BJT Transistors-Een studie van de geschiedenis van de elektronica zal aantonen dat de uitvinding van transistors van cruciaal belang is geweest voor de mensheid. Transistors zijn beschikbaar gekomen ter vervanging van omvangrijke, energie-intensieve, en weinig efficiënte vacuümbuizen.
Momenteel gebruiken we transistors voor versterking of schakeling in elektronische circuits.
Lees dit artikel om meer te leren over bipolaire junctie-transistors, hun configuraties en toepassingen.
Wat is een BJT transistor?
Fig. 1: Een NPN vermogenstransistor
Een Bipolaire Junctie Transistor (BJT) is een stroomgestuurd halfgeleiderapparaat dat bestaat uit twee n-p juncties.
Hij heeft drie aansluitingen: de basis, de emitter en de collector. Afhankelijk van de n-p opstelling gebruikt een BJT ofwel de gaten ofwel de elektronen als de primaire ladingsdragers.
De toepassing van een signaal op de basisterminal ondergaat versterking op de collectorterminal van de transistor. Er is echter enige gelijkstroom nodig om het signaal te versterken.
Configuratie van BJT transistors
Fig. 2: Elektronische componenten op een printplaat
Een BJT is een drie-terminal schakel- of versterker-apparaat dat van cruciaal belang is in elektronische schakelingen. Afhankelijk van de primaire ladingsdrager, is het mogelijk om twee bipolaire junctie-transistorconfiguraties te ontwikkelen.
Daarom hebben we bij bipolaire junctie-transistoren twee ingangen, maar het is onmogelijk om twee uitgangen te hebben, omdat het een apparaat met drie uitgangen is.
Een van de klemmen is gemeenschappelijk voor zowel ingang als uitgang om een extra uitgangsklem te voorkomen.
De volgende drie zijn de mogelijke BJT-configuraties.
BJT Transistors: De gemeenschappelijke zenderconfiguratie
Hier brengen we het ingangssignaal aan tussen de basis-emitter junctie en de collector en emitter junctie uitgang. De emitter inverteert dus het ingangssignaal.
BJT Transistors: De gemeenschappelijke Collectorconfiguratie
Deze configuratie past het ingangssignaal toe tussen de basis-collector junctie en neemt de uitgang van de collector-emitter hoek.
De gemeenschappelijke basisconfiguratie
De gemeenschappelijke basisconfiguratie gebruikt de basisklem voor zowel ingangs- als uitgangssignalen. De standaard basisconfiguratie heeft alleen spanningsversterking maar geen stroominkomen.
BJT Kenmerken
Fig 3: Een schakelschema met transistors
De drie BJT-configuraties resulteren in verschillende schakelingen met verschillende karakteristieken. De belangrijkste kenmerken zijn ingangs- en uitgangsimpedanties, stroom- en spanningsversterking.
| Kenmerken | Gemeenschappelijke basis | Gemeenschappelijke zender | Gemeenschappelijke Collector |
| Vermogen | Laag | Zeer hoog | Gemiddeld |
| Huidige winst | Laag | Gemiddeld | Hoog |
| Voltageaanwinst | Hoog | Middelmatig | Laag |
| Fasehoek | 0° | 180° | |
| Uitgangsimpedantie | Zeer hoog | Hoog | Laag |
| Ingangsimpedantie | Laag | Gemiddeld | Hoog |
De standaard emitterconfiguratie is de meest voorkomende BJT-configuratie. Daarom verbeteren de goede vermogens-, spannings- en stroomwinsten de circuitversterking.
Soorten BJT transistors
Fig. 4: Een technicus die een elektronische printplaat controleert
Bipolaire junctie-transistoren worden ingedeeld volgens de voornaamste ladingsdragers in hun structuur. Als resultaat hebben we
PNP BJT’s – transistors met gaten als belangrijkste ladingsdragers
NPN BJT’s – transistoren die elektronen als voornaamste ladingsdragers gebruiken.
NPN-transistoren zijn populairder dan PNP’s omdat zij een betere versterking bieden. NPN-transistoren hebben meer elektronen in hun structuur, en elektronen hebben een hogere mobiliteit dan gaten.
BJT Transistors: PNP Bipolaire Junction Transistors
Een PNP-transistor is een bipolaire junctietransistor waarbij een N-type materiaal tussen twee P-type halfgeleidermaterialen wordt gedoopt. De emitter levert de positieve ladingsdragers in PNP-transistors, die door de basis gaan en op de collector terechtkomen.
Op deze wijze regelt de basis het aantal ladingsdragers dat van de emitter naar de collector gaat.
NPN Bipolaire Junction Transistors
Een NPN-transistor is een bipolaire junctietransistor waarbij een P-type halfgeleidermateriaal tussen twee N-type materialen wordt gedoopt. In dit geval bestaat het merendeel van de ladingsdragers uit vrije elektronen.
De negatieve ladingsdragers bewegen van de valentieband naar de geleidingsband wanneer zij voldoende worden geëxciteerd. Bijgevolg zal er enige stroom vloeien door het N-type halfgeleidergebied.
Het werkgebied van de BJT-transistor
Fig 5: Een elektronische printplaat
Transistors fungeren technisch gezien als schakelaars of versterkers in elektronische schakelingen. Bipolaire junctie-transistoren zijn actieve apparaten met drie uitgangen die al dan niet geleiden, afhankelijk van de gate bias.
Laten we daarom eens kijken naar de werkgebieden van een BJT
Actief gebied
Hier werkt de transistor als een versterker.
Ic = .Ib
is de verhouding tussen de collector- en basisstromen en levert de stroomversterking voor een gemeenschappelijke emittertransistor.
Verzadigingsgebied
De transistor is volledig ingeschakeld, waarbij de basis-collector- en basis-emitterjuncties in de voorwaartse biasmodus staan.
Ic = I(verzadiging)
Afsnij-gebied
Hier is de transistor volledig UIT, waarbij zijn basisspanning lager is dan zowel de collector- als de emitterspanning.
Ic=0
BJT transistors: Toepassingen van BJT’s
In de eerste plaats fungeren bipolaire junctietransistoren als demodulators of detectors
Ten tweede, gebruikt in versterkercircuits als versterkers of gebruikt als modulatoren
Ook bedienen ze oscillatoren en multivibratoren
Bovendien zijn ze kritieke clipping circuits voor waveshaping
Bovendien zijn BJT’s ook kritisch in tijdvertragingscircuits
Tenslotte werken BJT’s in elektronische schakelcircuits
Conclusie
Bipolaire junctie-transistoren zijn kritische elektronische componenten die een diep inzicht in een schakeling vereisen. Als gevolg daarvan heb je ze misschien wel gezien, maar niet begrepen hoe ze werken.
We hopen dat dit artikel wat mysterie rond BJT’s heeft opgehelderd en deuren voor je heeft geopend om verder te gaan met je project.
Voor meer informatie, verduidelijking of hulp op het gebied van elektronica kunt u contact opnemen met onze experts.
