¿Cuál es el principio de funcionamiento de un triodo?

Resumen: El nombre completo de triodo es triodo semiconductor, también conocido como transistor bipolar y transistor. La función del triodo es un dispositivo semiconductor que controla la corriente. Su función es amplificar señales débiles en valores de mayor amplitud. Señal eléctrica, también utilizada como interruptor sin contacto. Después de comprender la función del triodo, ¿cuál es el principio de funcionamiento del triodo? ¡Echemos un vistazo al artículo juntos! 1. ¿Cuál es el principio de funcionamiento de un triodo?

1. Principios teóricos

Existen dos tipos de triodos de cristal (en adelante triodos) basados ​​en materiales: tubos de germanio y tubos de silicona. Cada tipo tiene dos formas estructurales: NPN y PNP, pero los transistores más utilizados son el NPN de silicio y el PNP de germanio (N representa la adición de fósforo al silicio de alta pureza, lo que significa reemplazar algunos átomos de silicio. En el voltaje, electrones libres. se generan bajo estimulación para conducir electricidad, y a p se le añade boro para reemplazar al silicio, lo que genera una gran cantidad de agujeros para facilitar la conducción). Excepto por la diferente polaridad de la fuente de alimentación, los dos tienen el mismo principio de funcionamiento. A continuación solo se presenta el principio de amplificación actual del tubo de silicio NPN.

Para el tubo NPN, está compuesto por dos semiconductores de tipo N intercalando un semiconductor de tipo P. La unión PN formada entre la región del emisor y la región de la base se llama unión del emisor, mientras que la región del colector. y La unión PN formada en el área de la base se llama unión del colector, y los tres cables se llaman emisor e (Emisor), base b (Base) y colector c (Colector).

Cuando el potencial del punto b es unas décimas de voltio mayor que el potencial del punto e, la unión del emisor está en un estado de polarización directa, y cuando el potencial del punto C es unos pocos voltios mayor que el potencial del punto b, la unión del colector está en un estado de polarización inversa. La fuente de alimentación del electrodo Ec es mayor que la fuente de alimentación de la base Eb.

Al fabricar un transistor, hacemos conscientemente que la concentración de portadores mayoritarios en la región del emisor sea mayor que en la región de la base. Al mismo tiempo, la región de la base se hace muy delgada y el contenido de impurezas debe ser igual. estrictamente controlado, de modo que una vez que se enciende la energía, finalmente, debido a la polarización directa de la unión del emisor, los portadores mayoritarios (electrones) en la región del emisor y los portadores mayoritarios (agujeros) en la región de la base se difunden fácilmente entre sí. a través de la unión del emisor, pero debido a que la base de concentración del primero es mayor que la del segundo, la corriente a través de la unión del emisor es básicamente un flujo de electrones, y este flujo de electrones se llama electrones de corriente del emisor.

El efecto de amplificación de corriente del transistor es en realidad utilizar pequeños cambios en la corriente de base para controlar grandes cambios en la corriente del colector. El triodo es un dispositivo de amplificación de corriente, pero en el uso real, el efecto de amplificación de corriente del triodo a menudo se convierte en un efecto de amplificación de voltaje a través de una resistencia.

2. Principio de amplificación

(1) La región del emisor emite electrones a la región base

La fuente de alimentación Ub se aplica a la unión del emisor a través de la resistencia Rb, y la unión del emisor está polarizada directamente, los portadores mayoritarios (electrones libres) en la región del emisor cruzan continuamente la unión del emisor y entran en la región base, formando la corriente del emisor, es decir. Al mismo tiempo, los portadores mayoritarios en el área base también difunden al área de emisores, pero como la concentración de portadores mayoritarios es mucho menor que la concentración de portadores en el área de emisores, esta corriente puede ignorarse, por lo que se puede considerar que la La unión del emisor es principalmente un flujo de electrones.

(2) Difusión y recombinación de electrones en la región de la base

Después de que los electrones ingresan a la región de la base, primero se concentran cerca de la unión del emisor, formando gradualmente una diferencia de concentración de electrones. Durante la acción, el flujo de electrones se difunde en la región de la base hacia la unión del colector, y el campo eléctrico de la unión del colector lo atrae hacia la región del colector para formar la corriente de colector Ic. También hay una pequeña cantidad de electrones (debido a que el área de la base es muy delgada) que se recombinan con los huecos en el área de la base. La relación entre el flujo de electrones difuso y el flujo de electrones de recombinación determina la capacidad de amplificación del triodo.

(3) El área del colector recoge electrones

Dado que el voltaje inverso aplicado a la unión del colector es muy grande, la fuerza del campo eléctrico generada por este voltaje inverso evitará que los electrones en el El área del colector se mueve al área de la base y, al mismo tiempo, los electrones difundidos cerca de la unión del colector son atraídos hacia el área del colector para formar la corriente principal del colector Icn. Además, los portadores minoritarios (agujeros) en el área del colector también producirán un movimiento de deriva, que fluirá hacia el área de la base para formar una corriente de saturación inversa, representada por Icbo. Su valor es muy pequeño, pero es extremadamente sensible a la temperatura.

2. ¿Cuáles son las funciones de los transistores?

1. Expansión de corriente

Combina un tiristor de baja potencia y un transistor de alta potencia. Se obtiene el tiristor. Su corriente de salida máxima está determinada por las características del triodo de alta potencia. El efecto de amplificación de corriente del triodo se utiliza para expandir la capacitancia varias veces. Esta capacitancia equivalente, al igual que los capacitores comunes, puede flotar y es adecuada para usar como capacitores de temporización en circuitos de retardo prolongado. Aunque el circuito estabilizador de voltaje compuesto por un diodo Zener tiene las ventajas de simplicidad, pocos componentes y producción económica y conveniente, la corriente estable del diodo Zener generalmente es de solo decenas de miliamperios, lo que determina que solo se puede usar donde la carga La actual no es una ocasión demasiado grande. La corriente estable y el rango de resistencia dinámica del diodo Zener original se pueden ampliar considerablemente y el rendimiento de estabilidad se puede mejorar considerablemente.

2. Sustitución

Dos triodos conectados en serie pueden reemplazar directamente el diodo disparador bidireccional en la lámpara de escritorio con atenuación. El triodo puede reemplazar un tubo regulador de voltaje de aproximadamente 8V. El transistor puede reemplazar el tubo regulador de voltaje de aproximadamente 30V. En la aplicación anterior, no se utiliza la base del triodo.

3. Simulación

Un circuito compuesto por transistores también puede simular otros componentes. Las resistencias variables de alta potencia son caras y difíciles de encontrar. El principio de estabilización de voltaje es: cuando el voltaje de entrada aplicado a los extremos A y B aumenta, la caída de voltaje en las uniones B y E del transistor permanece básicamente sin cambios, por lo que la caída de voltaje. R2 aumenta a medida que aumenta la corriente a través de R2, la polarización directa de la unión del emisor del transistor aumenta y su conductividad también aumenta. La resistencia equivalente entre los electrodos C y E disminuye y la caída de voltaje disminuye, lo que provoca el voltaje de entrada en el. Terminal AB para disminuir. Ajustar R2 puede ajustar el valor de estabilización de voltaje de este tubo regulador de voltaje analógico.