Charakteristika a fungovanie obvodu lavínového tranzistora

Charakteristika a fungovanie obvodu lavínového tranzistora

Tranzistor je zariadenie, ktoré sa používa na reguláciu toku prúdu a napätia v obvode. Funguje ako prepínač alebo brána pre elektronické signály. Tranzistor sa skladá z troch vrstiev polovodičový materiál ako kremík alebo germánium z troch terminálov. Keď je na jeden pár tranzistorových svoriek privádzaný prúd alebo napätie, riadi prúd cez druhý pár svoriek. Tranzistor je základná jednotka v IC.



NPN tranzistor

NPN tranzistor

TO Bipolárny tranzistor (BJT) je typ tranzistora, ktorý využíva elektrónový a otvorový nosič náboja, zatiaľ čo tranzistor s efektom poľa (FET) používa iba jeden typ nosiča náboja. BJT na svoju činnosť používa dva spojenia vytvorené medzi polovodičmi typu p a n. Sú k dispozícii v Typy NPN a PNP . BJT sa používajú ako zosilňovače a spínače v elektronických obvodoch.






Tranzistory NPN a PNP

Tranzistory NPN a PNP

Čo je to lavínový tranzistor?

An Avalanche Transistor je bipolárny spojovací tranzistor . Funguje to v oblasti charakteristík jeho kolektorového prúdu alebo napätia kolektora k emitoru mimo prierazného napätia kolektora k emitoru, ktoré sa nazýva oblasť rozpadu lavíny. Pre tento región je typický jav rozpadu lavíny.



Rozpad lavíny

Keď sa polovodič typu p a n dostane do kontaktu, okolo spojenia p-n sa vytvorí oblasť vyčerpania. Šírka oblasti vyčerpania sa zmenšuje s nárastom napätia smerovacieho skreslenia, zatiaľ čo oblasť vyčerpania sa zvyšuje v podmienkach reverzného skreslenia. Na nasledujúcom obrázku sú znázornené charakteristiky I-V a p-n križovatka v stave predpätia vpred a vzad .

Rozpad lavíny

Rozpad lavíny

Tu obrázok ukazuje, že prúd cez polovodič sa zvyšuje so zvyšovaním úrovne napätia v predpätí smerovania. Ďalej existuje určitý minimálny prúd, ktorý preteká spojom p-n pri spätnom skreslení. Tento prúd sa nazýva spätný saturačný prúd (Is).

V počiatočnom štádiu je spätný saturačný prúd Is nezávislý od použitého napätia, ale pri dosiahnutí konkrétneho bodu sa križovatka rozpadne, čo vedie k silnému toku spätného prúdu cez zariadenie. Je to tak preto, lebo s rastúcim spätným napätím sa zvyšuje aj kinetická energia menšinového nosiča náboja. Tieto rýchlo sa pohybujúce elektróny kolidujú s ostatnými atómami, aby z nich odrezali ďalšie elektróny.


Takto uvoľnené elektróny ďalej uvoľňujú oveľa viac elektrónov z atómov rozbitím kovalentnej väzby. Tento proces je známy ako násobenie nosnej a vedie k značnému zvýšeniu prietoku prúdu cez p-n spoj. Tento jav sa nazýva lavínové zrútenie a napätie sa nazýva lavínové zrútenie (VBR).

Keď sa reverzné napätie zvýši nad 5 V, k lavínovému rozpadu dôjde v ľahko dotovanom spoji p-n. Ďalej je ťažké riadiť tento jav, pretože počet generovaných nosičov náboja nie je možné priamo riadiť. Okrem toho má lavínové prierazné napätie kladný teplotný koeficient, čo znamená, že sa lavínové prierazné napätie zvyšuje so zvyšovaním teploty spoja.

Lavínový tranzistorový generátor impulzov

Generátor impulzov je schopný generovať impulz s dobou nábehu okolo 300ps. Preto je veľmi užitočný pri meraní šírky pásma a tiež sa používa v projektoch, ktoré vyžadujú impulz s rýchlym časom nábehu. Na výpočet šírky pásma osciloskopu je možné použiť generátor impulzov. Výhodou generátora impulzov lavínových tranzistorov je, že je to oveľa lacnejší spôsob ako použitie 3D metódy, ktorá vyžaduje vysokofrekvenčný generátor funkcií.

Lavínový tranzistorový generátor impulzov

Lavínový tranzistorový generátor impulzov

Vyššie uvedený obvod je schémou pre generátor impulzov lavínového tranzistora. Jedná sa o citlivý a vysokofrekvenčný obvod s čipom LT1073 a tranzistorom 2N2369. Tento obvod využíva poruchovú vlastnosť tranzistora.

Normálne čipy ako 555 čip časovača alebo logické brány nemôžu produkovať impulzy s rýchlo rastúcim časom. Ale lavínový tranzistor pomáha produkovať také impulzy. Lavínový tranzistor potrebuje prevodník 90 V, ktorý je podporovaný obvodmi LT1073. 90 V je napájaných do 1 M rezistora spájajúceho tranzistor 2N2369.

Tranzistorová základňa je pripojená k 10K odporu, takže 90 V nemôže cez ňu prechádzať priamo. Prúd sa potom uloží do kondenzátora 2pf. Tranzistor má prierazné napätie 40 V, keď je napájaný 90 V ss. Preto sa tranzistor rozpadne a prúd z kondenzátora sa vybije do základného kolektora. Takto sa vytvorí impulz s veľmi rýchlou dobou nábehu. Toto netrvá dlho. Tranzistor sa veľmi rýchlo zotaví a stane sa nevodivým. Kondenzátor znova nahromadí náboj a cyklus sa opakuje.

Monostabilný multivibrátor

TO monostabilný multivibrátor má jeden stabilný a kvázi stabilný stav. Keď sa na obvod použije externý spúšťač, multivibrátor skočí zo stabilného stavu do kvázi stavu. Po určitom čase sa automaticky nastaví späť do stabilného stavu bez externého spúšťača. Časový úsek potrebný na návrat do stabilného stavu závisí od pasívnych prvkov, ako sú rezistory a kondenzátory použité v obvode.

Monostabilný multivibrátor

Monostabilný multivibrátor

Prevádzka obvodu

Ak obvod neobsahuje externé spúšťanie, jeden tranzistor Q2 bude v stave nasýtenia a druhý tranzistor Q1 bude v medznom stave. Q1 je kladený na záporný potenciál, kým nebude pracovať externý spúšťač. Akonáhle je napájaný externý spúšťač na vstup, Q1 sa zapne a keď Q1 dosiahne saturáciu, kondenzátor, ktorý je pripojený k kolektoru Q1 a základňu Q2, spôsobí vypnutie tranzistora Q2. Toto je stav vypnutého tranzistora Q2, ktorý sa nazýva nestabilný alebo kvázi stav.

Keď sa kondenzátor nabíja z Vcc, Q2 sa znovu zapne a Q1 sa automaticky vypne. Takže čas, ktorý kondenzátor potrebuje na nabitie cez rezistor, je priamo úmerný astabilnému stavu multivibrátora, keď sa použije externý spúšťač.

Charakteristika lavínového tranzistora

Lavínový tranzistor má charakteristiky poruchy, keď je prevádzkovaný v spätnom predpätí, čo pomáha pri prepínaní medzi obvodmi.

Aplikácie lavínového tranzistora

  • Lavínový tranzistor sa používa ako prepínač, lineárny zosilňovač v elektronických obvodoch.
  • Hlavnou aplikáciou lavínových tranzistorov je generovanie impulzov s veľmi rýchlymi dobami nábehu, ktoré sa používajú na generovanie vzorkovacieho impulzu v komerčnom vzorkovacom osciloskope.
  • Jednou zaujímavou možnosťou je aplikácia ako zosilňovač triedy C . To zahŕňa prepnutie činnosti lavínového tranzistora a malo by sa využívať skôr celé napätie kolektorového napätia, ako len jeho malá časť.

Toto je teda všetko o charakteristikách lavínových tranzistorov a ich aplikáciách. Dúfame, že ste tomuto konceptu lepšie porozumeli. Ďalej akékoľvek pochybnosti týkajúce sa tohto konceptu alebo implementácie projekty elektroniky prosím, dajte svoje cenné návrhy komentárom v sekcii komentárov nižšie. Tu je otázka pre vás, Čo je to lavínový tranzistor?