Tranzistor bipolar este un dispozitiv semiconductor cu două interacțiuni R-n-tranziţii şi cu trei borne (Fig. 1.15). În funcție de alternanța zonelor dopate, se disting tranzistoarele n-p-n-tip (Fig. 1.15, A) Și R-n-r-tip (Fig. 1.15, b).

În fig. 1.15, V, G sunt date simboluri ale tranzistorilor p-p-p-Și R-n-r- tipuri, respectiv. Bornele tranzistorului sunt desemnate: E- emițător, B- baza, LA– colector.

Regiunile emițătorului și colectorului diferă prin aceea că concentrația de impurități în regiunea emițătorului este mult mai mare decât în ​​regiunea colectorului. Tranziția care are loc între emițător și bază se numește joncțiunea emițătorului , iar tranziția care are loc între colector și bază este colector .

În fig. Figura 1.16 prezintă o schemă de circuit pentru conectarea unui tranzistor cu surse de tensiune constantă conectate și un rezistor colector. În acest circuit, terminalul de bază al tranzistorului este conectat la carcasă. Prin urmare, această schemă se numește circuit pentru conectarea unui tranzistor cu o bază comună (CB).

Distinge patru moduri de funcționare ale tranzistorului bipolar :

1) modul activ – joncțiunea emițătorului este deschisă și joncțiunea colectorului este închisă (Fig. 1.16);

2) modul de întrerupere - ambii R-n- joncțiunile sunt închise și nu există un curent semnificativ prin tranzistor.

Pentru a obține acest mod, este necesară modificarea polarității sursei din circuit (vezi Fig. 1.16) E E spre opus;

1) modul de saturație - Două R-n-jonctiunile tranzistoarelor sunt deschise si prin ele curg curenti continui. Pentru a obține acest mod, este necesară modificarea polarității sursei din circuit (vezi Fig. 1.16) E K spre opus;

2) modul invers – joncțiunea colectorului este deschisă și joncțiunea emițătorului este închisă. Pentru a obține acest mod, este necesar să schimbați polaritățile sursei din circuit (vezi Fig. 1.16) la polarități opuse E KȘi E E.

Modul activ de operare este utilizat în principal pentru amplificarea și convertirea semnalelor. Funcționarea unui tranzistor bipolar în modul activ se bazează pe fenomenul de difuzie, precum și pe efectul deplasării purtătorului de sarcină într-un câmp electric.

Funcționarea tranzistorului în modul activ

Să luăm în considerare funcționarea unui tranzistor în modul activ folosind exemplul unui tranzistor de tip pnp (Fig. 1.16). În acest mod, joncțiunea emițătorului tranzistorului este deschisă. Tensiunea de deschidere este E E= 0,4…0,7 V.

Curentul curge prin joncțiunea emițătorului deschisă eu E (eu E= 0,1…10 mA pentru un tranzistor de putere redusă). De regulă, în regiunea emițătorului tranzistorului concentrația de impurități acceptoare este de multe ori mai mare decât concentrația de impurități donor din regiunea de bază. n- zona tranzistorului. Prin urmare, concentrația de găuri în regiunea emițătorului este mult mai mare decât concentrația de electroni în regiunea de bază și aproape întregul curent de emițător este un curent de găuri.

La single p-n-tranzitie in timpul difuziei orificiilor in P-regiune, are loc recombinarea completă a găurilor injectate cu electroni P-regiuni Același proces are loc în joncțiunea emițătorului tranzistorului. Datorită acestui proces, apare un curent de bază eu B(vezi Fig. 1.16). Cu toate acestea, în tranzistor apar procese mai complexe.

Caracteristica principală a designului tranzistorului este relativul zona de bază subțire b. Lățimea bazei ( W) într-un tranzistor este mult mai mică decât calea liberă a găurilor ( L). În tranzistoarele moderne de siliciu W» 1 µm și lungimea difuziei L= 5…10 µm. În consecință, marea majoritate a găurilor ajung la joncțiunea colectorului fără a avea timp să se recombine cu electronii de bază. Odată ajunse în joncțiunea colectorului polarizat invers, găurile derivă (și accelerează) în câmpul de joncțiune existent.

După ce au trecut prin joncțiunea colectorului, găurile se recombină cu electronii care curg către colector de la sursa de energie ( E K). Rețineți că acest curent de gaură este de multe ori mai mare decât curentul invers intrinsec al joncțiunii colectorului închis și determină aproape complet curentul colectorului ( eu K) tranzistor.

Din analiza modului activ (Fig. 1.16), ecuația pentru curenții de tranzistor urmează:

În această ecuație, curentul de bază este mult mai mic decât curentul emițătorului și curentul colectorului și
Curentul colectorului este aproape egal cu curentul emițătorului tranzistorului.

Relația dintre curenții din tranzistor este caracterizată de doi parametri:

coeficientul de transfer al curentului emițătorului

Și coeficientul de transfer al curentului de bază

Folosind formula (1.2), obținem formula relația dintre coeficienții de transmisie :

Valorile coeficientului α Și β depinde de proiectarea tranzistorului. Pentru majoritatea tranzistoarelor de putere redusă utilizate în dispozitivele de comunicații și computere, coeficientul b= 20...200, iar coeficientul A = 0,95…0,995.

Proprietăți de amplificare a tranzistorului

Să luăm în considerare proprietățile de amplificare ale tranzistorului. Să existe o tensiune la intrarea tranzistorului E E= 0,5 V. Și lăsați această tensiune să creeze un curent eu E= 5 mA. Puterea consumată pentru controlul tranzistorului este egală cu:

R VX= E Eeu E= 0,5 × 5 × 10 -3 = 2,5 mW.

Fie rezistența sarcinii utile în circuitul colector al tranzistorului (Fig. 1.17) să fie egală cu R K= 1 kOhm. Un curent de colector trece prin rezistența de sarcină, aproximativ egal cu curentul emițătorului tranzistorului: eu K» eu E. Puterea de ieșire eliberată la sarcină este egală cu:

R N =eu K 2RK = 25 mW .

În consecință, circuitul (vezi Fig. 1.17) asigură o amplificare a puterii de zece ori. Rețineți că, pentru a asigura o astfel de amplificare, este necesar să se aplice o tensiune mare de blocare la joncțiunea colectorului:

E K >REGATUL UNIT,

Unde U K = i K RK– căderea de tensiune pe rezistența de sarcină în circuitul colectorului.

Energia semnalului de ieșire crescută este furnizată de sursa de alimentare din circuitul colectorului.

Să luăm în considerare alte moduri de funcționare ale tranzistorului:

· în modul saturare apare un curent direct al joncțiunii colectorului. Direcția sa este opusă direcției curentului de difuzie al găurilor. Curentul colector rezultat scade brusc, iar proprietățile de amplificare ale tranzistorului se deteriorează brusc;

Tranzistor folosit rar invers mod, deoarece proprietățile de injecție ale colectorului sunt mult mai slabe decât proprietățile de injecție ale emițătorului;

· V modul tăieturi toți curenții prin tranzistor sunt practic egali cu zero - ambele joncțiuni ale tranzistorului sunt închise, iar proprietățile de amplificare ale tranzistorului nu apar.

Pe lângă circuitul considerat pentru conectarea unui tranzistor cu o bază comună, sunt utilizate alte două circuite:

1) când este conectat la corpul emițătorului tranzistorului, obținem circuit emițător comun (CE). (Fig. 1.17). Schema OE este cel mai des întâlnită în practică;

2) când este conectat la corpul colectorului tranzistorului primim circuit cu un colector comun (OK) . În aceste circuite, tensiunea de control este aplicată la borna de bază a tranzistorului.

Dependența curenților prin bornele tranzistorului de tensiunile aplicate tranzistorului se numește caracteristici curent-tensiune (caracteristici volt-ampere) tranzistor.

Pentru un circuit cu un emițător comun (Fig. 1.17), caracteristicile curent-tensiune ale tranzistorului arată ca (Fig. 1.18, 1.19). Grafice similare pot fi obținute pentru o schemă cu o bază comună. Se numesc curbele (vezi Fig. 1.18). caracteristicile de intrare ale tranzistorului , deoarece acestea arată dependența curentului de intrare de tensiunea de intrare de control furnizată între baza și emițătorul tranzistorului. Caracteristicile de intrare ale tranzistorului sunt apropiate de caracteristicile R-n-tranziție.

Dependența caracteristicilor de intrare de tensiunea colectorului se explică printr-o creștere a lățimii joncțiunii colectorului și, în consecință, o scădere a grosimii bazei cu creșterea tensiunii inverse la colectorul tranzistorului (efect timpuriu).

Se numesc curbele (vezi Fig. 1.19). caracteristicile de ieșire ale tranzistorului . Ele sunt utilizate pentru a determina curentul de colector al tranzistorului. O creștere a curentului colectorului corespunde unei creșteri a tensiunii de control la baza tranzistorului:

u BE4 > u BE3 > u BE2 > u BE1..

La u FE£ U SUA(vezi Fig. 1.19) tensiunea de la colectorul tranzistorului devine mai mică decât tensiunea de la bază. În acest caz, joncțiunea colector a tranzistorului se deschide și are loc modul saturat
iation, în care curentul colectorului scade brusc.

La o tensiune ridicată pe colector, curentul colectorului începe să crească, pe măsură ce are loc un proces de defalcare avalanșă (sau termică) a joncțiunii colectorului tranzistorului.

Din analiza caracteristicilor curent-tensiune ale tranzistorului rezultă că tranzistorul, ca și dioda, aparține elementelor neliniare. Cu toate acestea, în modul activ cu u FE> U SUA Curentul de colector al tranzistorului se modifică aproximativ direct proporțional cu creșterile tensiunii de control de intrare la baza tranzistorului, adică. Circuitul de ieșire al tranzistorului este aproape ca proprietăți de o sursă de curent controlată ideală. Curentul colectorului în modul activ este practic independent de sarcina conectată la colectorul tranzistorului.

În fig. 1.20 arată cel mai simplu circuit tranzistor liniar echivalent , obținut pentru modul de funcționare activ la aplicarea semnalelor alternative de amplitudine mică la tranzistor ( Hm < 0,1 В). Основным элементом этой схемы является источник тока, управляемый входным напряжением:

I K =SU BE,

Unde S– transconductanța tranzistorului, egală cu 10...100 mA/V pentru tranzistoarele de putere mică.

Rezistenţă r CE caracterizează pierderile de energie în circuitul colectorului. Valoarea sa pentru tranzistoarele de putere redusă este de zeci și sute de kilo-ohmi. Rezistența joncțiunii emițătorului ( r FI) este egal cu sute de ohmi sau unități de kilo-ohmi. Această rezistență caracterizează energia pierdută pentru a controla tranzistorul. Valorile parametrilor circuitului echivalent pot fi găsite prin indicarea punctelor de funcționare la caracteristicile I-V de intrare și ieșire ale tranzistorului și determinând derivatele corespunzătoare în aceste puncte de funcționare (sau specificând incrementele curenților și tensiunilor corespunzătoare la punctele de operare).

Electronicele ne înconjoară peste tot. Dar aproape nimeni nu se gândește la cum funcționează toată treaba asta. De fapt, este destul de simplu. Este exact ceea ce vom încerca să arătăm astăzi. Să începem cu un element atât de important ca tranzistorul. Vă vom spune ce este, ce face și cum funcționează tranzistorul.

Ce este un tranzistor?

tranzistor– un dispozitiv semiconductor conceput pentru a controla curentul electric.

Unde se folosesc tranzistoarele? Da peste tot! Aproape niciun circuit electric modern nu poate face fără tranzistori. Sunt utilizate pe scară largă în producția de echipamente informatice, echipamente audio și video.

Vreme când Microcircuitele sovietice erau cele mai mari din lume, au trecut, iar dimensiunea tranzistoarelor moderne este foarte mică. Astfel, cele mai mici dispozitive sunt de ordinul unui nanometru!

Consolă nano- denotă o valoare de ordinul a zece până la minus a noua putere.

Cu toate acestea, există și exemplare gigantice care sunt folosite în primul rând în domeniile energiei și industriei.

Există diferite tipuri de tranzistoare: bipolare și polare, conducție directă și inversă. Cu toate acestea, funcționarea acestor dispozitive se bazează pe același principiu. Un tranzistor este un dispozitiv semiconductor. După cum se știe, într-un semiconductor purtătorii de sarcină sunt electroni sau găuri.

Regiunea cu electroni în exces este indicată prin literă n(negativ), iar regiunea cu conductivitatea orificiilor este p(pozitiv).

Cum funcționează un tranzistor?

Pentru a face totul foarte clar, să ne uităm la lucru tranzistor bipolar (cel mai popular tip).

(denumit în continuare pur și simplu tranzistor) este un cristal semiconductor (cel mai des folosit siliciu sau germaniu), împărțit în trei zone cu conductivități electrice diferite. Zonele sunt denumite în consecință colector, bazaȘi emițător. Dispozitivul tranzistorului și reprezentarea sa schematică sunt prezentate în figura de mai jos

Tranzistori de conducție înainte și invers. Tranzistoarele P-n-p se numesc tranzistori cu conducție directă, iar tranzistoarele n-p-n se numesc tranzistori cu conducție inversă.

Acum să vorbim despre cele două moduri de funcționare ale tranzistoarelor. Funcționarea tranzistorului în sine este similară cu funcționarea unui robinet sau supapă de apă. Doar în loc de apă există curent electric. Există două stări posibile ale tranzistorului - funcționare (tranzistor deschis) și stare de repaus (tranzistor închis).

Ce înseamnă? Când tranzistorul este oprit, nu trece curent prin el. În starea deschisă, când un curent de control mic este aplicat la bază, tranzistorul se deschide și un curent mare începe să curgă prin emițător-colector.

Procese fizice într-un tranzistor

Și acum mai multe despre de ce totul se întâmplă astfel, adică de ce se deschide și se închide tranzistorul. Să luăm un tranzistor bipolar. Lăsați-l să fie n-p-n tranzistor.

Dacă conectați o sursă de alimentare între colector și emițător, electronii colectorului vor începe să fie atrași de pozitiv, dar nu va exista curent între colector și emițător. Acest lucru este împiedicat de stratul de bază și de stratul emițător însuși.

Dacă conectați o sursă suplimentară între bază și emițător, electronii din regiunea n a emițătorului vor începe să pătrundă în regiunea de bază. Ca urmare, zona bazei va fi îmbogățită cu electroni liberi, dintre care unii se vor recombina cu găuri, unii vor curge către plusul bazei, iar unii (majoritatea) vor merge la colector.

Astfel, tranzistorul se dovedește a fi deschis, iar curentul emițător-colector curge în el. Dacă tensiunea de bază este crescută, va crește și curentul colector-emițător. Mai mult, cu o mică modificare a tensiunii de control, se observă o creștere semnificativă a curentului prin colector-emițător. Pe acest efect se bazează funcționarea tranzistorilor în amplificatoare.

Aceasta, pe scurt, este esența modului în care funcționează tranzistoarele. Trebuie să calculați un amplificator de putere folosind tranzistori bipolari peste noapte sau să faceți lucrări de laborator pentru a studia funcționarea unui tranzistor? Aceasta nu este o problemă nici măcar pentru un începător dacă apelați la ajutorul specialiștilor noștri de servicii pentru studenți.

Nu ezitați să căutați ajutor profesional în chestiuni importante, cum ar fi studiul! Și acum că aveți deja o idee despre tranzistori, vă sugerăm să vă relaxați și să urmăriți videoclipul de la Korn „Twisted transistor”! De exemplu, decideți să contactați Studentul prin corespondență.

Sunt tranzistoare bipolare. Circuitele de comutare depind de ce fel de conductivitate au (gaură sau electronică) și de funcțiile pe care le îndeplinesc.

Clasificare

Tranzistoarele sunt împărțite în grupuri:

1. După materiale: cel mai des sunt utilizate arseniura de galiu și siliciul.
2. După frecvența semnalului: scăzut (până la 3 MHz), mediu (până la 30 MHz), ridicat (până la 300 MHz), ultra-înalt (peste 300 MHz).
3. Prin putere maximă de disipare: până la 0,3 W, până la 3 W, mai mult de 3 W.
4. După tipul de dispozitiv: trei straturi conectate de semiconductor cu modificări alternative ale metodelor directe și inverse de conducere a impurităților.

Cum funcționează tranzistorii?

Straturile exterior și interior ale tranzistorului sunt conectate la electrozi de alimentare, numiți emițător, colector și, respectiv, bază.

Emițătorul și colectorul nu diferă unul de celălalt în ceea ce privește tipurile de conductivitate, dar gradul de dopaj cu impurități în acesta din urmă este mult mai scăzut. Aceasta asigură o creștere a tensiunii de ieșire admisă.

Baza, care este stratul mijlociu, are rezistență ridicată deoarece este realizată dintr-un semiconductor ușor dopat. Are o zonă de contact semnificativă cu colectorul, ceea ce îmbunătățește îndepărtarea căldurii generate din cauza polarizării inverse a joncțiunii și, de asemenea, facilitează trecerea purtătorilor minoritari - electroni. Deși straturile de tranziție se bazează pe același principiu, tranzistorul este un dispozitiv asimetric. Atunci când se schimbă locațiile straturilor exterioare cu aceeași conductivitate, este imposibil să se obțină parametri similari ai dispozitivului semiconductor.

Circuitele de comutare sunt capabile să-l mențină în două stări: poate fi deschis sau închis. În modul activ, când tranzistorul este pornit, polarizarea emițătorului joncțiunii se face în direcția înainte. Pentru a lua în considerare acest lucru vizual, de exemplu, pe o triodă semiconductoare n-p-n, ar trebui să i se aplice tensiune de la surse, așa cum se arată în figura de mai jos.

Limita de la a doua joncțiune a colectorului este închisă și nu ar trebui să circule curent prin ea. Dar, în practică, opusul se întâmplă din cauza apropierii strânse a tranzițiilor între ele și a influenței lor reciproce. Deoarece „minusul” bateriei este conectat la emițător, joncțiunea deschisă permite electronilor să intre în zona de bază, unde se recombină parțial cu găuri - purtătorii majoritari. Se formează un curent de bază I b. Cu cât este mai puternic, cu atât este proporțional mai mare curentul de ieșire. Amplificatoarele care folosesc tranzistoare bipolare funcționează pe acest principiu.

Doar mișcarea de difuzie a electronilor are loc prin bază, deoarece acolo nu există nicio acțiune a câmpului electric. Datorită grosimii nesemnificative a stratului (microni) și dimensiunii mari a particulelor încărcate negativ, aproape toate cad în zona colectorului, deși rezistența de bază este destul de mare. Acolo sunt atrași de câmpul electric al tranziției, care promovează transferul lor activ. Curenții de colector și emițător sunt aproape egali unul cu celălalt, dacă neglijăm pierderea ușoară de sarcini cauzată de recombinare în bază: I e = I b + I c.

Parametrii tranzistorului

1. Coeficienți de câștig pentru tensiunea U eq /U be și curent: β = I la /I b (valori reale). De obicei, coeficientul β nu depășește 300, dar poate ajunge la 800 sau mai mult.
2. Impedanta de intrare.
3. Răspunsul în frecvență este performanța unui tranzistor până la o frecvență dată, peste care procesele tranzitorii din acesta nu țin pasul cu modificările semnalului furnizat.

Tranzistor bipolar: circuite de comutare, moduri de operare

Modurile de funcționare diferă în funcție de modul în care este asamblat circuitul. Semnalul trebuie aplicat și eliminat în două puncte pentru fiecare caz și sunt disponibile doar trei terminale. Rezultă că un electrod trebuie să aparțină simultan la intrare și la ieșire. Acesta este modul în care orice tranzistor bipolar este pornit. Scheme de comutare: OB, OE și OK.

1. Schema cu OK

Circuit de conectare cu un colector comun: semnalul este furnizat unui rezistor R L, care este inclus și în circuitul colectorului. Această conexiune se numește circuit colector comun.

Această opțiune produce doar câștig de curent. Avantajul unui emițător follower este crearea unei rezistențe mari de intrare (10-500 kOhm), care permite potrivirea convenabilă a treptelor.

2. Schema cu OB

Circuit de conectare pentru un tranzistor bipolar cu o bază comună: semnalul de intrare intră prin C 1, iar după amplificare este îndepărtat în circuitul colector de ieșire, unde electrodul de bază este comun. În acest caz, se creează un câștig de tensiune similar cu lucrul cu OE.

Dezavantajul este rezistența scăzută de intrare (30-100 Ohmi), iar circuitul cu OB este folosit ca oscilator.

3. Schema cu OE

În multe cazuri, când se folosesc tranzistoare bipolare, circuitele de comutare sunt realizate predominant cu un emițător comun. Tensiunea de alimentare este furnizată prin rezistența de sarcină R L, iar polul negativ al sursei de alimentare externe este conectat la emițător.

Semnalul alternativ de la intrare ajunge la electrozii emițător și de bază (V in), iar în circuitul colector devine mai mare ca valoare (V CE). Elementele principale ale circuitului: un tranzistor, un rezistor R L și un circuit de ieșire a amplificatorului cu putere externă. Auxiliar: condensatorul C 1, care împiedică trecerea curentului continuu în circuitul semnalului de intrare furnizat, și rezistența R 1, prin care se deschide tranzistorul.

În circuitul colector, tensiunile la ieșirea tranzistorului și la rezistorul R L sunt împreună egale cu valoarea EMF: V CC = I C R L + V CE.

Astfel, un mic semnal V in la intrare stabilește legea schimbării tensiunii de alimentare directă în tensiune alternativă la ieșirea convertorului cu tranzistor controlat. Circuitul asigură o creștere a curentului de intrare de 20-100 de ori și a tensiunii de 10-200 de ori. În consecință, crește și puterea.

Dezavantajul circuitului: rezistență scăzută de intrare (500-1000 Ohmi). Din acest motiv, apar probleme la formarea impedanței de ieșire de 2-20 kOhm.

Următoarele diagrame demonstrează cum funcționează un tranzistor bipolar. Dacă nu se iau măsuri suplimentare, performanța acestora va fi afectată în mare măsură de influențele externe, cum ar fi supraîncălzirea și frecvența semnalului. De asemenea, împământarea emițătorului creează distorsiuni neliniare la ieșire. Pentru a crește fiabilitatea funcționării, la circuit sunt conectate feedback, filtre etc.. În acest caz, câștigul scade, dar dispozitivul devine mai eficient.

Moduri de operare

Funcțiile tranzistorului sunt afectate de valoarea tensiunii conectate. Toate modurile de funcționare pot fi afișate dacă se utilizează circuitul prezentat anterior pentru conectarea unui tranzistor bipolar cu un emițător comun.

1. Modul de întrerupere

Acest mod este creat atunci când valoarea tensiunii V BE scade la 0,7 V. În acest caz, joncțiunea emițătorului se închide și nu există curent de colector, deoarece nu există electroni liberi în bază. Astfel, tranzistorul este oprit.

2. Mod activ

Dacă la bază este aplicată o tensiune suficientă pentru a porni tranzistorul, apare un curent mic de intrare și un curent de ieșire crescut, în funcție de mărimea câștigului. Apoi tranzistorul va funcționa ca un amplificator.

3. Modul de saturație

Modul diferă de cel activ prin faptul că tranzistorul se deschide complet și curentul colectorului atinge valoarea maximă posibilă. Creșterea acestuia poate fi obținută numai prin modificarea EMF aplicată sau a sarcinii în circuitul de ieșire. Când curentul de bază se modifică, curentul colectorului nu se modifică. Modul de saturație se caracterizează prin faptul că tranzistorul este extrem de deschis și aici servește ca comutator în starea de pornire. Circuitele pentru pornirea tranzistoarelor bipolare la combinarea modurilor de întrerupere și saturație fac posibilă crearea de comutatoare electronice cu ajutorul lor.

Toate modurile de funcționare depind de natura caracteristicilor de ieșire prezentate în grafic.

Ele pot fi demonstrate clar dacă este asamblat un circuit pentru pornirea unui tranzistor bipolar cu un OE.

Dacă trasați pe axele ordonatelor și absciselor segmentele corespunzătoare curentului maxim posibil de colector și valoarea tensiunii de alimentare V CC, apoi conectați capetele lor între ele, veți obține o linie de sarcină (roșu). Este descris prin expresia: I C = (V CC - V CE)/R C. Din figură rezultă că punctul de funcționare, care determină curentul de colector IC și tensiunea V CE, se va deplasa de-a lungul liniei de sarcină de jos în sus pe măsură ce curentul de bază I V crește.

Zona dintre axa V CE și prima caracteristică de ieșire (umbrită), unde I B = 0, caracterizează modul de tăiere. În acest caz, curentul invers I C este neglijabil, iar tranzistorul este închis.

Caracteristica cea mai superioară în punctul A se intersectează cu sarcina directă, după care, cu o creștere suplimentară a I B, curentul colectorului nu se mai modifică. Zona de saturație de pe grafic este zona umbrită dintre axa I C și cea mai abruptă caracteristică.

Cum se comportă un tranzistor în diferite moduri?

Tranzistorul funcționează cu semnale variabile sau constante care intră în circuitul de intrare.

Tranzistor bipolar: circuite de comutare, amplificator

În cea mai mare parte, tranzistorul servește ca amplificator. Un semnal alternativ la intrare determină schimbarea curentului său de ieșire. Aici puteți folosi scheme cu OK sau cu OE. Semnalul necesită o sarcină în circuitul de ieșire. De obicei, un rezistor este utilizat în circuitul colectorului de ieșire. Dacă este ales corect, tensiunea de ieșire va fi semnificativ mai mare decât cea de intrare.

Funcționarea amplificatorului este clar vizibilă în diagramele de timp.

Când semnalele de impuls sunt convertite, modul rămâne același ca pentru cele sinusoidale. Calitatea conversiei componentelor lor armonice este determinată de caracteristicile de frecvență ale tranzistorilor.

Funcționare în modul de comutare

Proiectat pentru comutarea fără contact a conexiunilor în circuitele electrice. Principiul este de a schimba rezistența tranzistorului în trepte. Tipul bipolar este destul de potrivit pentru cerințele dispozitivului cheie.

Concluzie

Elementele semiconductoare sunt utilizate în circuitele de conversie a semnalului electric. Capacitățile universale și clasificarea mare permit tranzistoarelor bipolare să fie utilizate pe scară largă. Circuitele de comutare determină funcțiile și modurile de funcționare ale acestora. Depinde mult și de caracteristici.

Circuitele de comutare de bază ale tranzistoarelor bipolare amplifică, generează și convertesc semnalele de intrare și, de asemenea, comută circuitele electrice.

Tranzistor bipolar.

Tranzistor bipolar- un dispozitiv electronic semiconductor, unul dintre tipurile de tranzistoare, destinat amplificarii, generarii si convertirii semnalelor electrice. Tranzistorul este numit bipolar, deoarece două tipuri de purtători de încărcare participă simultan la funcționarea dispozitivului - electroniiȘi găuri. Acesta este modul în care diferă de unipolar tranzistor (cu efect de câmp), în care este implicat un singur tip de purtător de sarcină.

Principiul de funcționare al ambelor tipuri de tranzistoare este similar cu funcționarea unui robinet de apă care reglează fluxul de apă, doar un flux de electroni trece prin tranzistor. În tranzistoarele bipolare, prin dispozitiv trec doi curenți - curentul principal „mare” și curentul „mic” de control. Puterea curentului principal depinde de puterea de control. La tranzistoarele cu efect de câmp, prin dispozitiv trece un singur curent, a cărui putere depinde de câmpul electromagnetic. În acest articol vom arunca o privire mai atentă asupra funcționării unui tranzistor bipolar.

Design tranzistor bipolar.

Un tranzistor bipolar este format din trei straturi semiconductoare și două joncțiuni PN. Tranzistoarele PNP și NPN se disting în funcție de tipul de alternanță găuri și conductivități electronice. E ca doi diodă, conectat față în față sau invers.

Un tranzistor bipolar are trei contacte (electrozi). Contactul care iese din stratul central este numit baza. Electrozii extremi se numesc colectorȘi emițător (colectorȘi emițător). Stratul de bază este foarte subțire față de colector și emițător. În plus, regiunile semiconductoare de la marginile tranzistorului sunt asimetrice. Stratul semiconductor de pe partea colectorului este puțin mai gros decât pe partea emițătorului. Acest lucru este necesar pentru ca tranzistorul să funcționeze corect.

Funcționarea unui tranzistor bipolar.

Să luăm în considerare procesele fizice care au loc în timpul funcționării unui tranzistor bipolar. Să luăm ca exemplu modelul NPN. Principiul de funcționare al unui tranzistor PNP este similar, doar polaritatea tensiunii dintre colector și emițător va fi opusă.

După cum sa menționat deja în articol despre tipurile de conductivitate în semiconductori, într-o substanță de tip P există ioni încărcați pozitiv - găuri. Substanța de tip N este saturată cu electroni încărcați negativ. Într-un tranzistor, concentrația de electroni în regiunea N depășește semnificativ concentrația de găuri din regiunea P.

Să conectăm o sursă de tensiune între colector și emițător V CE (V CE). Sub acțiunea sa, electronii din partea superioară N vor începe să fie atrași de plus și să se adune lângă colector. Totuși, curentul nu va putea circula deoarece câmpul electric al sursei de tensiune nu ajunge la emițător. Acest lucru este prevenit printr-un strat gros de semiconductor colector plus un strat de semiconductor de bază.

Acum să conectăm tensiunea dintre bază și emițător V BE , dar semnificativ mai mică decât V CE (pentru tranzistoarele cu siliciu, V BE minim necesar este de 0,6 V). Deoarece stratul P este foarte subțire, plus o sursă de tensiune conectată la bază, va putea „atinge” cu câmpul său electric regiunea N a emițătorului. Sub influența sa, electronii vor fi direcționați către bază. Unii dintre ei vor începe să umple găurile situate acolo (recombine). Cealaltă parte nu va găsi o gaură liberă, deoarece concentrația de găuri în bază este mult mai mică decât concentrația de electroni din emițător.

Ca urmare, stratul central al bazei este îmbogățit cu electroni liberi. Majoritatea vor merge spre colector, deoarece acolo tensiunea este mult mai mare. Acest lucru este facilitat și de grosimea foarte mică a stratului central. O parte din electroni, deși mult mai mică, va curge în continuare spre partea plus a bazei.

Ca urmare, obținem doi curenți: unul mic - de la bază la emițătorul I BE și unul mare - de la colector la emițătorul I CE.

Dacă creșteți tensiunea la bază, atunci și mai mulți electroni se vor acumula în stratul P. Ca urmare, curentul de bază va crește ușor, iar curentul colectorului va crește semnificativ. Prin urmare, cu o ușoară modificare a curentului de bază I B , curentul colectorului I se modifică foarte mult CU. Așa se întâmplă amplificarea semnalului într-un tranzistor bipolar. Raportul dintre curentul colectorului I C și curentul de bază I B se numește câștig de curent. Desemnat β , hfe sau h21e, in functie de specificul calculelor efectuate cu tranzistorul.

Cel mai simplu amplificator cu tranzistor bipolar

Să luăm în considerare mai detaliat principiul amplificării semnalului în plan electric folosind exemplul unui circuit. Permiteți-mi să fac o rezervă în avans că această schemă nu este în întregime corectă. Nimeni nu conectează o sursă de tensiune DC direct la o sursă AC. Dar, în acest caz, va fi mai ușor și mai clar să înțelegeți mecanismul de amplificare în sine folosind un tranzistor bipolar. De asemenea, tehnica de calcul în sine din exemplul de mai jos este oarecum simplificată.

1.Descrierea elementelor principale ale circuitului

Deci, să presupunem că avem un tranzistor cu un câștig de 200 (β = 200). Pe partea de colector, vom conecta o sursă de alimentare de 20V relativ puternică, datorită energiei căreia va avea loc amplificarea. De la baza tranzistorului conectăm o sursă slabă de alimentare de 2V. Vom conecta la acesta în serie o sursă de tensiune alternativă sub formă de undă sinusoidală, cu o amplitudine de oscilație de 0,1V. Acesta va fi un semnal care trebuie amplificat. Rezistorul Rb din apropierea bazei este necesar pentru a limita curentul care vine de la sursa de semnal, care de obicei are putere redusă.

2. Calculul curentului de intrare de bază Ib

Acum să calculăm curentul de bază I b. Deoarece avem de-a face cu tensiune alternativă, trebuie să calculăm două valori ale curentului - la tensiunea maximă (V max) și cea minimă (V min). Să numim aceste valori curente, respectiv - I bmax și I bmin.

De asemenea, pentru a calcula curentul de bază, trebuie să cunoașteți tensiunea bază-emițător V BE. Există o joncțiune PN între bază și emițător. Se pare că curentul de bază „întâlnește” dioda semiconductoare pe calea sa. Tensiunea la care o diodă semiconductoare începe să conducă este de aproximativ 0,6 V. Să nu intrăm în detalii caracteristicile curent-tensiune ale diodei, iar pentru simplitatea calculelor, vom lua un model aproximativ, conform căruia tensiunea pe dioda purtătoare de curent este întotdeauna 0,6V. Aceasta înseamnă că tensiunea dintre bază și emițător este V BE = 0,6 V. Și deoarece emițătorul este conectat la masă (V E = 0), tensiunea de la bază la masă este de asemenea de 0,6 V (V B = 0,6 V).

Să calculăm I bmax și I bmin folosind legea lui Ohm:

2. Calculul curentului de ieșire al colectorului ic

Acum, cunoscând câștigul (β = 200), puteți calcula cu ușurință valorile maxime și minime ale curentului de colector (I cmax și I cmin).

3. Calculul tensiunii de ieșire Vout

Curentul colectorului trece prin rezistorul Rc, pe care l-am calculat deja. Rămâne să înlocuim valorile:

4. Analiza rezultatelor

După cum se poate observa din rezultate, V Cmax sa dovedit a fi mai mic decât V Cmin. Acest lucru se datorează faptului că tensiunea pe rezistorul V Rc este scăzută din tensiunea de alimentare VCC. Cu toate acestea, în cele mai multe cazuri acest lucru nu contează, deoarece suntem interesați de componenta variabilă a semnalului - amplitudinea, care a crescut de la 0,1 V la 1 V. Frecvența și forma sinusoidală a semnalului nu s-au schimbat. Desigur, V out / V în raport de zece ori este departe de cel mai bun indicator pentru un amplificator, dar este destul de potrivit pentru a ilustra procesul de amplificare.

Deci, să rezumăm principiul de funcționare al unui amplificator bazat pe un tranzistor bipolar. Un curent I b circulă prin bază, purtând componente constante și variabile. Este necesară o componentă constantă, astfel încât joncțiunea PN dintre bază și emițător să înceapă să conducă - „se deschide”. Componenta variabilă este, de fapt, semnalul însuși (informații utile). Curentul colector-emițător din interiorul tranzistorului este rezultatul curentului de bază înmulțit cu câștigul β. La rândul său, tensiunea pe rezistorul Rc deasupra colectorului este rezultatul înmulțirii curentului amplificat al colectorului cu valoarea rezistorului.

Astfel, pinul V out primește un semnal cu o amplitudine de oscilație crescută, dar cu aceeași formă și frecvență. Este important de subliniat că tranzistorul preia energie pentru amplificare de la sursa de alimentare VCC. Dacă tensiunea de alimentare este insuficientă, tranzistorul nu va putea funcționa complet, iar semnalul de ieșire poate fi distorsionat.

Moduri de funcționare ale unui tranzistor bipolar

În conformitate cu nivelurile de tensiune de pe electrozii tranzistorului, există patru moduri de funcționare a acestuia:

Modul Cut off.

Modul activ.

Modul de saturație.

Modul invers.

Modul de întrerupere

Când tensiunea bază-emițător este mai mică de 0,6 V - 0,7 V, joncțiunea PN dintre bază și emițător este închisă. În această stare, tranzistorul nu are curent de bază. Ca urmare, nu va exista nici un curent de colector, deoarece nu există electroni liberi în bază gata să se deplaseze către tensiunea colectorului. Se pare că tranzistorul este, parcă, blocat și ei spun că este înăuntru modul de întrerupere.

Modul activ

ÎN modul activ Tensiunea de la bază este suficientă pentru ca joncțiunea PN dintre bază și emițător să se deschidă. În această stare, tranzistorul are curenți de bază și de colector. Curentul colectorului este egal cu curentul de bază înmulțit cu câștigul. Adică, modul activ este modul normal de funcționare al tranzistorului, care este utilizat pentru amplificare.

Modul de saturație

Uneori, curentul de bază poate fi prea mare. Ca rezultat, puterea de alimentare pur și simplu nu este suficientă pentru a furniza o astfel de mărime a curentului de colector care ar corespunde câștigului tranzistorului. În modul de saturație, curentul colectorului va fi maximul pe care îl poate furniza sursa de alimentare și nu va depinde de curentul de bază. În această stare, tranzistorul nu este capabil să amplifice semnalul, deoarece curentul colectorului nu răspunde la modificările curentului de bază.

În modul de saturație, conductivitatea tranzistorului este maximă și este mai potrivită pentru funcționarea unui comutator (comutator) în starea „pornit”. În mod similar, în modul de întrerupere, conductivitatea tranzistorului este minimă, iar aceasta corespunde comutării în starea oprită.

Modul invers

În acest mod, colectorul și emițătorul își schimbă rolurile: joncțiunea PN a colectorului este polarizată în direcția înainte, iar joncțiunea emițătorului este polarizată în direcția opusă. Ca urmare, curentul curge de la bază la colector. Regiunea semiconductorului colector este asimetrică față de emițător, iar câștigul în modul invers este mai mic decât în ​​modul activ normal. Tranzistorul este proiectat în așa fel încât să funcționeze cât mai eficient posibil în modul activ. Prin urmare, tranzistorul practic nu este utilizat în modul invers.

Parametrii de bază ai unui tranzistor bipolar.

Câștig curent– raportul dintre curentul colectorului I C și curentul de bază I B. Desemnat β , hfe sau h21e, in functie de specificul calculelor efectuate cu tranzistoare.

β este o valoare constantă pentru un tranzistor și depinde de structura fizică a dispozitivului. Un câștig mare este calculat în sute de unități, un câștig scăzut - în zeci. Pentru două tranzistoare separate de același tip, chiar dacă au fost „vecini de conductă” în timpul producției, β poate fi ușor diferit. Această caracteristică a unui tranzistor bipolar este poate cea mai importantă. Dacă alți parametri ai dispozitivului pot fi adesea neglijați în calcule, atunci câștigul curent este aproape imposibil.

Impedanta de intrare– rezistența în tranzistor care „întâlnește” curentul de bază. Desemnat R în (R intrare). Cu cât este mai mare, cu atât este mai bine pentru caracteristicile de amplificare ale dispozitivului, deoarece pe partea de bază există de obicei o sursă de semnal slab, care trebuie să consume cât mai puțin curent posibil. Opțiunea ideală este atunci când impedanța de intrare este infinită.

Intrarea R pentru un tranzistor bipolar mediu este de câteva sute de KΩ (kilo-ohmi). Aici tranzistorul bipolar pierde foarte mult în fața tranzistorului cu efect de câmp, unde rezistența de intrare ajunge la sute de GΩ (gigaohmi).

Conductivitate la ieșire- conductivitatea tranzistorului dintre colector și emițător. Cu cât este mai mare conductanța de ieșire, cu atât mai mult curent colector-emițător va putea trece prin tranzistor la o putere mai mică.

De asemenea, cu o creștere a conductibilității de ieșire (sau o scădere a rezistenței de ieșire), sarcina maximă pe care o poate suporta amplificatorul cu pierderi nesemnificative ale câștigului total crește. De exemplu, dacă un tranzistor cu conductivitate scăzută de ieșire amplifică semnalul de 100 de ori fără sarcină, atunci când este conectată o sarcină de 1 KΩ, acesta va amplifica deja de numai 50 de ori. Un tranzistor cu același câștig, dar o conductanță de ieșire mai mare va avea o scădere a câștigului mai mică. Opțiunea ideală este atunci când conductivitatea de ieșire este infinită (sau rezistența de ieșire R out = 0 (R out = 0)).

Un tranzistor PNP este un dispozitiv electronic, într-un anumit sens inversul unui tranzistor NPN. În acest tip de proiectare a tranzistorului, joncțiunile sale PN sunt deschise de tensiuni de polaritate inversă față de tipul NPN. În simbolul dispozitivului, săgeata, care determină și ieșirea emițătorului, acest timp indică în interiorul simbolului tranzistorului.

Designul dispozitivului

Circuitul de proiectare al unui tranzistor de tip PNP constă din două regiuni de material semiconductor de tip p de fiecare parte a unei regiuni de material de tip n, așa cum se arată în figura de mai jos.

Săgeata identifică emițătorul și direcția general acceptată a curentului său („înăuntru” pentru un tranzistor PNP).

Tranzistorul PNP are caracteristici foarte asemănătoare cu omologul său bipolar NPN, cu excepția faptului că direcțiile curenților și polaritățile tensiunii din el sunt inversate pentru oricare dintre cele trei scheme de conectare posibile: bază comună, emițător comun și colector comun.

Principalele diferențe dintre cele două tipuri de tranzistoare bipolare

Principala diferență dintre ele este că găurile sunt principalii purtători de curent pentru tranzistoarele PNP, tranzistoarele NPN au electroni în această capacitate. Prin urmare, polaritățile tensiunilor care alimentează tranzistorul sunt inversate, iar curentul său de intrare curge de la bază. În schimb, cu un tranzistor NPN, curentul de bază curge în el, așa cum se arată mai jos în schema de circuit pentru conectarea ambelor tipuri de dispozitive cu o bază comună și un emițător comun.

Principiul de funcționare al unui tranzistor de tip PNP se bazează pe utilizarea unui curent de bază mic (cum ar fi cel de tip NPN) și a unei tensiuni de polarizare de bază negative (spre deosebire de tipul NPN) pentru a controla un curent emițător-colector mult mai mare. Cu alte cuvinte, pentru un tranzistor PNP, emițătorul este mai pozitiv față de bază și, de asemenea, față de colector.

Să ne uităm la diferențele dintre tipul PNP în diagrama de conectare cu o bază comună

Într-adevăr, se poate observa că curentul de colector IC (în cazul unui tranzistor NPN) curge de la borna pozitivă a bateriei B2, trece prin borna colectorului, pătrunde în aceasta și trebuie apoi să iasă prin borna de bază pentru a reveni la borna de bază. borna negativă a bateriei. În același mod, privind circuitul emițătorului, puteți vedea cum curentul său de la borna pozitivă a bateriei B1 intră în tranzistor prin borna de bază și apoi pătrunde în emițător.

Astfel, atât curentul de colector I C cât și curentul de emițător I E trec prin borna de bază. Deoarece circulă de-a lungul circuitelor lor în direcții opuse, curentul de bază rezultat este egal cu diferența lor și este foarte mic, deoarece IC este puțin mai mic decât I E. Dar, deoarece acesta din urmă este încă mai mare, direcția de curgere a curentului diferențial (curent de bază) coincide cu I E și, prin urmare, un tranzistor bipolar de tip PNP are un curent care curge din bază, iar unul de tip NPN are un flux de intrare. actual.

Diferențele dintre tipul PNP folosind exemplul unui circuit de conectare cu un emițător comun

În acest circuit nou, joncțiunea PN bază-emițător este polarizată de tensiunea bateriei B1, iar joncțiunea colector-bază este polarizată invers de tensiunea bateriei B2. Borna emițătorului este astfel comună pentru circuitele de bază și colectoare.

Curentul total al emițătorului este dat de suma a doi curenți I C și I B; trecând prin terminalul emițătorului într-o direcție. Astfel, avem I E = I C + I B.

În acest circuit, curentul de bază I B pur și simplu „se ramifică” de curentul emițătorului I E, de asemenea, coincizând cu acesta în direcție. În acest caz, un tranzistor de tip PNP are încă un curent care curge de la baza I B, iar un tranzistor de tip NPN are un curent de intrare.

În al treilea dintre circuitele de comutare a tranzistoarelor cunoscute, cu un colector comun, situația este exact aceeași. Prin urmare, nu îl prezentăm pentru a economisi spațiu și timp pentru cititori.

Tranzistor PNP: conectarea surselor de tensiune

Sursa de tensiune de la bază la emițător (V BE) este conectată negativ la bază și pozitivă la emițător, deoarece tranzistorul PNP funcționează atunci când baza este polarizat negativ față de emițător.

Tensiunea de alimentare a emițătorului este de asemenea pozitivă față de colector (V CE). Astfel, cu un tranzistor de tip PNP, terminalul emițătorului este întotdeauna mai pozitiv în raport cu atât bază cât și colector.

Sursele de tensiune sunt conectate la tranzistorul PNP, așa cum se arată în figura de mai jos.

De această dată, colectorul este conectat la tensiunea de alimentare VCC printr-un rezistor de sarcină, R L, care limitează curentul maxim care trece prin dispozitiv. O tensiune de bază VB, care o polarizează negativ față de emițător, îi este aplicată printr-un rezistor RB, care din nou este folosit pentru a limita curentul de bază maxim.

Funcționarea unui etaj tranzistor PNP

Deci, pentru a determina curgerea curentului de bază într-un tranzistor PNP, baza trebuie să fie mai negativă decât emițătorul (curentul trebuie să părăsească baza) cu aproximativ 0,7 volți pentru un dispozitiv cu siliciu sau 0,3 volți pentru un dispozitiv cu germaniu. Formulele utilizate pentru a calcula rezistența de bază, curentul de bază sau curentul de colector sunt aceleași cu cele utilizate pentru un tranzistor NPN echivalent și sunt prezentate mai jos.

Vedem că diferența fundamentală dintre un tranzistor NPN și un tranzistor PNP este polarizarea corectă a joncțiunilor pn, deoarece direcțiile curenților și polaritățile tensiunilor din ele sunt întotdeauna opuse. Astfel, pentru circuitul de mai sus: I C = I E - I B, deoarece curentul trebuie să circule de la bază.

În general, un tranzistor PNP poate fi înlocuit cu un tranzistor NPN în majoritatea circuitelor electronice, singura diferență fiind polaritatea tensiunii și direcția curentului. Astfel de tranzistori pot fi, de asemenea, utilizați ca dispozitive de comutare, iar mai jos este prezentat un exemplu de comutator tranzistor PNP.

Caracteristicile tranzistorului

Caracteristicile de ieșire ale unui tranzistor PNP sunt foarte asemănătoare cu cele ale unui tranzistor NPN echivalent, cu excepția faptului că sunt rotite la 180° pentru a permite polaritatea inversă a tensiunilor și curenților (curenții de bază și de colector ai unui tranzistor PNP sunt negativi). În mod similar, pentru a găsi punctele de funcționare ale unui tranzistor PNP, linia de sarcină dinamică poate fi reprezentată în al treilea trimestru al sistemului de coordonate carteziene.

Caracteristicile tipice ale tranzistorului 2N3906 PNP sunt prezentate în figura de mai jos.

Perechi de tranzistori în trepte de amplificator

S-ar putea să vă întrebați care este motivul pentru a utiliza tranzistoare PNP atunci când există multe tranzistoare NPN disponibile care pot fi folosite ca amplificatoare sau comutatoare cu stare solidă? Cu toate acestea, a avea două tipuri diferite de tranzistoare - NPN și PNP - oferă avantaje mari la proiectarea circuitelor amplificatoarelor de putere. Aceste amplificatoare folosesc perechi de tranzistori „complementare” sau „potrivite” (reprezentând un tranzistor PNP și un tranzistor NPN conectați împreună, așa cum se arată în figura de mai jos) în treapta de ieșire.

Două tranzistoare NPN și PNP corespondente cu caracteristici similare, identice între ele, se numesc complementare. De exemplu, TIP3055 (tip NPN) și TIP2955 (tip PNP) sunt un bun exemplu de tranzistoare de putere complementare cu siliciu. Ambele au un câștig de curent continuu β=I C /I B potrivit cu 10% și un curent mare de colector de aproximativ 15A, făcându-le ideale pentru controlul motorului sau aplicații robotizate.

În plus, amplificatoarele de clasa B folosesc perechi de tranzistoare potrivite în treptele lor de putere de ieșire. În ele, tranzistorul NPN conduce doar jumătatea de undă pozitivă a semnalului, iar tranzistorul PNP conduce doar jumătatea sa negativă.

Acest lucru permite amplificatorului să treacă puterea necesară prin difuzor în ambele direcții la o putere și o impedanță date. Ca urmare, curentul de ieșire, care este de obicei de ordinul mai multor amperi, este distribuit uniform între cele două tranzistoare complementare.

Perechi de tranzistori în circuitele de comandă a motoarelor electrice

Ele sunt, de asemenea, utilizate în circuitele de comandă H-bridge pentru motoarele reversibile de curent continuu, care fac posibilă reglarea uniformă a curentului prin motor în ambele sensuri de rotație a acestuia.

Circuitul H-bridge de mai sus este numit așa deoarece configurația de bază a celor patru comutatoare cu tranzistori seamănă cu litera „H” cu motorul situat pe linia transversală. Puntea H a tranzistorului este probabil unul dintre cele mai utilizate tipuri de circuite reversibile de control al motorului de curent continuu. Folosește perechi „complementare” de tranzistori NPN și PNP în fiecare ramură pentru a acționa ca întrerupătoare pentru a controla motorul.

Intrarea de control A permite motorului să funcționeze într-o singură direcție, în timp ce intrarea B este utilizată pentru rotația inversă.

De exemplu, când tranzistorul TR1 este pornit și TR2 este oprit, intrarea A este conectată la tensiunea de alimentare (+Vcc), iar dacă tranzistorul TR3 este oprit și TR4 este pornit, atunci intrarea B este conectată la 0 volți (GND). Prin urmare, motorul se va roti într-o direcție, corespunzătoare potențialului pozitiv al intrării A și potențialului negativ al intrării B.

Dacă stările comutatorului sunt modificate astfel încât TR1 este oprit, TR2 este pornit, TR3 este pornit și TR4 este oprit, curentul motorului va curge în direcția opusă, determinând inversarea acestuia.

Folosind niveluri logice opuse „1” sau „0” pe intrările A și B, puteți controla sensul de rotație al motorului.

Determinarea tipului de tranzistori

Orice tranzistor bipolar poate fi considerat ca fiind alcătuit în principal din două diode conectate împreună spate în spate.

Putem folosi această analogie pentru a determina dacă un tranzistor este de tip PNP sau NPN testându-i rezistența între cele trei terminale ale sale. Testând fiecare pereche în ambele direcții cu ajutorul unui multimetru, după șase măsurători obținem următorul rezultat:

1. Emițător - Bază. Aceste cabluri ar trebui să acționeze ca o diodă normală și să conducă curentul într-o singură direcție.

2.Colector - Baza. Aceste cabluri ar trebui, de asemenea, să acționeze ca o diodă normală și să conducă curentul doar într-o singură direcție.

3. Emițător - Colector. Aceste concluzii nu trebuie trase în nicio direcție.

Valorile rezistenței de tranziție ale tranzistorilor de ambele tipuri

Apoi putem determina tranzistorul PNP să fie sănătos și închis. Un curent mic de ieșire și o tensiune negativă la baza sa (B) în raport cu emițătorul său (E) îl vor deschide și vor permite să curgă mult mai mult curent emițător-colector. Tranzistoarele PNP conduc la un potențial de emițător pozitiv. Cu alte cuvinte, un tranzistor bipolar PNP va conduce numai dacă bornele de bază și colector sunt negative în raport cu emițătorul.