Un transistor és un dispositiu que s’utilitza per regular el flux de corrent i tensió en un circuit. Actua com a interruptor o porta per als senyals electrònics. Un transistor consta de tres capes de material semiconductor com el silici o el germani de tres terminals. Quan s'aplica un corrent o tensió a un parell de terminals de transistor, controla el corrent a través de l'altre parell de terminals. Un transistor és una unitat bàsica en un CI.
Transistor NPN
A Transistor de connexió bipolar (BJT) és un tipus de transistor que utilitza un portador de càrrega d’electrons i forats mentre que el transistor d’efecte de camp (FET) només utilitza un tipus de portador de càrrega. BJT utilitza dues unions formades entre els semiconductors de tipus p i de tipus n per al seu funcionament. Estan disponibles a Tipus de NPN i PNP . Els BJT s’utilitzen com a amplificadors i commutadors en circuits electrònics.
Transistors NPN i PNP
Què és un transistor d'allaus?
An Avalanche Transistor és un transistor de connexió bipolar . Funciona a la regió del seu corrent del col·lector o de les característiques de la tensió del col·lector a l’emissor més enllà de la tensió de ruptura del col·lector a l’emissor, anomenada regió de ruptura d’allau. Aquesta regió es caracteritza pel fenomen de trencament d’allaus.
Desglossament de les allaus
Quan un semiconductor de tipus p i n entra en contacte, es forma una regió d’esgotament al voltant de la unió p-n. L’amplada de la regió d’esgotament disminueix amb l’augment del voltatge del biaix d’enviament, mentre que la regió d’esgotament augmenta en condició de biaix invers. La figura següent mostra les característiques I-V d'un Unió p-n en la condició de polarització de reenviament i polarització inversa .
Desglossament de les allaus
Aquí la figura demostra que el corrent a través del semiconductor augmenta amb un augment del nivell de tensió en el biaix d’enviament. A més, hi ha un cert corrent mínim que flueix a través de la unió p-n sota polarització inversa. Aquest corrent s’anomena corrent de saturació inversa (Is).
A la fase inicial, el corrent de saturació inversa Is és independent de la tensió aplicada, però en arribar a un punt concret, la unió es descompon i condueix al flux intens de corrent invers a través del dispositiu. Això es deu al fet que a mesura que augmenta la tensió inversa també augmenta l'energia cinètica del portador de càrrega minoritària. Aquests electrons que es mouen ràpidament xoquen amb els altres àtoms per treure’n alguns electrons més.
Els electrons alliberats així alliberen molt més electrons dels àtoms trencant l'enllaç covalent. Aquest procés es coneix com a multiplicació portadora i això condueix a un augment considerable del flux de corrent a través de la unió p-n. Aquest fenomen s’anomena avalanche breakdown (Avalanche breakdown) i la tensió s’anomena Avalanche breakdown voltage (VBR).
La ruptura de l’allau es produeix a la unió p-n lleugerament dopada quan la tensió inversa augmenta més enllà dels 5V. A més, és difícil controlar aquest fenomen ja que el nombre de portadors de càrrega generats no es pot controlar directament. A més, la tensió de ruptura d’allau té un coeficient de temperatura positiu, cosa que significa que la tensió de ruptura d’allau augmenta amb l’augment de la temperatura de la unió.
Generador de polsos de transistors d’allaus
El generador d’impulsos és capaç de generar un impuls d’uns 300 ps de temps de pujada. Per tant, és molt útil per mesurar l’amplada de banda i també s’utilitza en projectes que requereixen un impuls amb un temps de pujada ràpid. Es pot utilitzar un generador d’impulsos per calcular l’amplada de banda d’un oscil·loscopi. Un avantatge del generador de pols de transistor d’allau és que és una manera molt més barata que utilitzar el mètode 3D que necessita un generador de funcions d’alta freqüència.
Generador de polsos de transistors d’allaus
El circuit anterior és un esquema per al generador de pols del transistor d’allau. Es tracta d’un circuit sensible i d’alta freqüència amb xip LT1073 i transistor 2N2369. Aquest circuit fa ús de la propietat de ruptura del transistor.
Xips normals com Xip de 555 hores o les portes lògiques no poden produir impulsos amb un temps de pujada ràpida. Però un transistor d’allau ajuda a produir aquests impulsos. Un transistor d’allau necessita un convertidor de 90 V que sigui compatible amb els circuits LT1073. El 90V s’alimenta a la resistència 1M que connecta el transistor 2N2369.
El transistor basat està connectat a una resistència de 10K, de manera que 90V no poden passar-hi directament. El corrent s’emmagatzema al condensador 2pf. El transistor té una tensió de ruptura de 40V mentre s’alimenta amb 90V CC. Per tant, el transistor es trencarà i el corrent del condensador es descarregarà al col·lector de base. Això crea un pols amb un temps de pujada molt ràpid. Això no dura molt. El transistor es recupera molt ràpidament i es torna no conductor. El condensador tornarà a acumular càrrega i el cicle es repeteix.
Multivibrador monoestable
A multivibrador monoestable té un estat estable i un estat quasi estable. Quan s'aplica un activador extern al circuit, el multivibrador saltarà d'un estat estable a quasi estat. Després d'un període de temps, tornarà automàticament a un estat estable sense cap activador extern. El període de temps necessari per tornar a l'estat estable depèn dels elements passius com les resistències i condensadors utilitzats al circuit.
Multivibrador monoestable
Funcionament del circuit
Quan no hi hagi un activador extern al circuit, un transistor Q2 estarà en estat de saturació i un altre transistor Q1 estarà en estat de tall. Q1 es posa en potencial negatiu fins que el disparador extern funcioni. Un cop alimentat el disparador extern de l'entrada, Q1 s'encendrà i quan Q1 arribi a la saturació, el condensador connectat al col·lector de Q1 i la base de Q2 farà que el transistor Q2 s'apagui. Aquest és un estat de desactivació del transistor Q2 que s’anomena astable o quasi-estat.
Quan el condensador es carrega des de Vcc, el Q2 es tornarà a engegar i automàticament el Q1 es desactivarà. Per tant, el temps que ha trigat el condensador a carregar-se a través de la resistència és directament proporcional a l’estat astable del multivibrador quan s’aplica un activador extern.
Característiques del transistor d’allaus
El transistor d’allau té característiques de ruptura quan s’activa en polarització inversa, cosa que ajuda a canviar entre els circuits.
Aplicacions del transistor d’allaus
- El transistor d’allau s’utilitza com a interruptor, amplificador lineal en circuits electrònics.
- La principal aplicació dels transistors d’allau és generar impulsos amb temps de pujada molt ràpids, que s’utilitza per generar el pols de mostreig en un oscil·loscopi de mostreig comercial.
- Una possibilitat interessant és una aplicació com a amplificador de classe C. . Això implica canviar el funcionament d’un transistor d’allau i hauria d’utilitzar tot el rang de tensió del col·lector en lloc d’una part petita.
Per tant, es tracta de les característiques del transistor Avalanche i les seves aplicacions. Esperem que tingueu una millor comprensió d’aquest concepte. A més, qualsevol dubte sobre aquest concepte o per implementar projectes electrònics Si us plau, doneu els vostres valuosos suggeriments comentant a la secció de comentaris següent. Aquí teniu una pregunta, Què és un transistor d'allaus?
