Transistorer är elektroniska enheter gjorda av halvledare, som kisel eller germanium. De fungerar huvudsakligen som förstärkare eller switchar. En bipolär transistor består av tre lager som kallas basen, emitteren och samlaren. Basen är mittlagret, och det styr de andras beteende genom att verka som en grind. Varje lager har en metallledning för anslutning till en krets.

En NPN-bipolär transistor är så kallad eftersom de yttre skikten är halvledare av typen N, medan basen är en P-typ. N står för negativa laddningsbärare eller elektroner och P för positiva laddningsbärare eller hål.

Allmänna egenskaper

En gemensam emitter eller CE-krets används för förstärkning. En liten signal som införs i basen ger en större signal vid utgången. Det har emitterledaren ansluten till marken. Den är vanligtvis byggd med minst två motstånd, med en vid basen och den andra vid kollektorn.

Kretsen har två loopar, där man kallas basslingan och den andra kollektorslingan. Slingorna hittas med Kirchoffs lag att följa vägen mellan den medföljande spänningen och transistorns ledningar. Ohms lag används också. Det är V = IR, där V är spänningen, jag är strömmen och R är motståndet.

Transistorförstärkningen, eller DC-beta, är förhållandet mellan kollektorström IC och basströmmen IB, och symboliseras som Bdc, där B är det grekiska brevet beta. Det kallas också Hfe. Förstärkningen berättar hur mycket insignalen förstärks. Det är en konstant som beror på transistortypen.

NPN-transistorer kan modelleras som två back-to-back-dioder i det som kallas Ebers-Moll-modellen. Basemitteraren beter sig som en framspänningsdiod medan basuppsamlaren beter sig som en motsatt diod. Framåtförspänt betyder att spänningen appliceras är i en ledande riktning, medan omvänd förspänt betyder att spänningen appliceras mot lätt strömflöde.

Inmatningsegenskaper

Inmatningsegenskaper hittas genom att beakta basslinga.

En graf på basströmmen IB mot VBE, vilken är spänningen mellan basen och emitorn, ser ut som en vanlig diod. Strömmen är noll tills VBE når 0,7 volt, där den sedan ökar mycket plötsligt.

Basspänningen förspänner emitteren. Ekvationen för att hitta spänningen över motståndet RB är VBB - VBE, där VBB är basspänningen. Nuvarande IB finns med VBB-VBE /RB.

Utmatningsegenskaper

Utmatningsegenskaper hittas genom att betrakta kollektorslingan.

En kurva på kollektorströmmen IC vs kollektor-emitterspänningen VCE visar mycket samma form för olika transistorer, även om siffrorna kommer att vara olika. När VCE är noll så är det IC. När VCE ökar kommer IC att vara noll och sedan plötsligt skjuta upp när spänningen når ett visst värde, ungefär samma sätt som IB. Till skillnad från IB kommer IC att nå en platå och förbli sålunda konstant som VCE ökar. Grafen visar att IC = Bdc * IB, eller att en liten ökning i IB leder till en stor ökning i IC.

IB kommer att vara konstant tills transistorns uppdelningsområde nås. Denna region är där transistorn kommer att bli skadad när spänningen är för stor och är beroende av transistortypen. IB kommer snabbt öka när brytningsspänningen är uppnådd.

Kollektorns spänning återförspänner uppsamlaren. Kollektorsändarens spänning är lika med kollektorens spänning minus spänningen över kollektormotståndet. Det är VCE = VC - IC * RC.