Volt-info Как работает биполярный транзистор

Режимы работы

Все схемы включения транзистора можно разделить на два вида: нормальную и инверсную.

 Рисунок 3.

Нормальная схема включения транзистора предполагает изменение электрической проводимости коллекторного перехода путём управления смещением эмиттерного перехода.

Инверсная схема, в противоположность нормальной, позволяет управлять проводимостью эмиттерного перехода посредством управления смещением коллекторного. Инверсная схема является симметричным аналогом нормальной, но в виду конструктивной асимметрии биполярного транзистора малоэффективна для применения, имеет более жёсткие ограничения по максимально допустимым параметрам и практически не используется.

При любой схеме включения транзистор может работать в трёх режимах: Режим отсечки, активный режим и режим насыщения.

Для описания работы направление электрического тока в данной статье условно принято за направление электронов, т.е. от отрицательного полюса источника питания к положительному. Воспользуемся для этого схемой на рисунке 4.

Рисунок 4.

Режим отсечки

Для p-n перехода существует значение минимального напряжения прямого смещения, при котором электроны способны преодолеть потенциальный барьер этого перехода. То есть, при напряжении прямого смещения до этой пороговой величины через переход не может протекать ток. Для кремниевых транзисторов величина такого порога равна примерно 0,6 В. Таким образом, при нормальной схеме включения, когда прямое смещение эмиттерного перехода не превышает 0,6 В (для кремниевых транзисторов), ток через базу не протекает, она не насыщается электронами, и как следствие отсутствует эмиссия электронов базы в область коллектора, т.е. ток коллектора отсутствует (равен нулю).

Таким образом, для режима отсечки необходимым условием являются тождества:

U_БЭ

или

I_Б=0

Активный режим

В активном режиме эмиттерный переход смещается в прямом направлении до момента отпирания (начала протекания тока) напряжением больше 0,6 В (для кремниевых транзисторов), а коллекторный – в обратном. Если база обладает проводимостью p-типа, происходит перенос (инжекция) электронов из эмиттера в базу, которые моментально распределяются в тонком слое базы и почти все достигают границы коллектора. Насыщение базы электронами приводит к значительному уменьшению размеров коллекторного перехода, через который электроны под действием отрицательного потенциала со стороны эмиттера и базы вытесняются в область коллектора, стекая через вывод коллектора, обуславливая тем самым ток коллектора. Очень тонкий слой базы ограничивает её максимальный ток, проходящий через очень малое сечение поперечного разреза в направлении вывода базы. Но эта малая толщина базы обуславливает её быстрое насыщение электронами. Площадь переходов имеет значительные размеры, что создаёт условия для протекания значительного тока эмиттер-коллектор, в десятки и сотни раз превышающий ток базы. Таким образом, пропуская через базу незначительные токи, мы можем создавать условия для прохождения через коллектор токов гораздо большей величины. Чем больше ток базы, тем больше её насыщение, и тем больше ток коллектора. Такой режим позволяет плавно управлять (регулировать) проводимостью коллекторного перехода соответствующим изменением (регулированием) тока базы. Это свойство активного режима транзистора используется в схемах различных усилителей.

В активном режиме ток эмиттера транзистора складывается из тока базы и коллектора:

I_Э=I_К+I_Б

Ток коллектора можно выразить соотношением:

I_К=αI_Э

где α – коэффициент передачи тока эмиттера

Из приведённых равенств можно получить следующее:

где β – коэффициент усиления тока базы.

Режим насыщения

Предел увеличения тока базы до момента, когда ток коллектора остаётся неизменным определяет точку максимального насыщения базы электронами. Дальнейшее увеличение тока базы не будет изменять степень её насыщения, и ни как не будет влиять на ток коллектора, может привести к перегреву материала в области контакта базы и выходу транзистора из строя. В справочных данных на транзисторы могут быть указаны величины тока насыщения и максимально допустимого тока базы, либо напряжения насыщения эмиттер-база и максимально допустимого напряжения эмиттер-база. Эти пределы определяют режим насыщения транзистора при нормальных условиях его работы.

Режим отсечки и режим насыщения эффективны при работе транзисторов в качестве электронных ключей для коммутации сигнальных и силовых цепей.

5 Дополнительные возможности

Кроме основных программ, в каждой современной машине-автомате присутствуют дополнительные функции. Их наличие не всегда оправдано, и многие из них остаются невостребованными. Чтобы знать при покупке, нужно ли переплачивать за ту или иную функцию или можно без нее обойтись, полезно ознакомиться с дополнительными возможностями стиральных агрегатов:

• Дополнительное полоскание. Эта программа полезна, если в доме есть маленькие дети или кто-то из членов семьи страдает аллергией и заболеваниями дыхательной системы. Благодаря дополнительному полосканию из волокон тканей полностью вымываются остатки моющих средств.
• Половинная загрузка. Когда грязных вещей собирается совсем немного, удобно загрузить барабан наполовину и активировать режим. Он позволяет сэкономить стиральный порошок, воду, электроэнергию и время стирки.
• Отключение отжима. Данная опция пригодится для стирки деликатных вещей, которые при отжиме даже на минимальных оборотах способны деформироваться и утратить свои первоначальные качества.
• Легкая глажка (или «без складок»). Присутствует далеко не во всех агрегатах. Может быть полезна тем, кто не желает тратить много времени на глажку белья. Машина во время полоскания набирает большее количество воды и использует промежуточный отжим, выдавая на выходе менее мятые вещи. Такого же результата можно добиться, если уменьшить обороты во время стандартного отжима.
• Синтетика. Опция специально разработана для одежды из синтетических тканей. В большинстве агрегатов предусмотрена возможность выбирать температуру нагрева воды в пределах 30-60 градусов и корректировать скорость отжима.
• Контроль уровня воды. Специальные датчики посылают сигнал о количестве загруженного белья, и машина корректирует количество воды, необходимой для качественной стирки. Особой экономии режим не даст, если в прибор вмонтирована функция половинной загрузки. Разница в расходе воды будет составлять не более 10 литров.
• Отсрочка запуска. Уходя утром на работу, машину можно запрограммировать так, чтобы окончание цикла стирки совпало с моментом возвращения домой. И свежевыстиранное белье можно сразу развесить для сушки.
• Шерсть. Режим предусматривает нагрев воды в баке не выше 30 градусов и полное отключение отжима. Впрочем, если в машине есть режим ручной или деликатной стирки, без этой функции можно обойтись.
• ЭКО-программа. Позволяет экономно расходовать энергоресурсы и моющие средства. Может использоваться как отдельный режим или в сочетании со стандартными программами.

Прогресс не стоит на месте, и конструкторы бытовой техники для привлечения внимания покупателей придумывают все новые и новые функции, якобы облегчающие процесс стирки. Так, можно найти модели с отдельными режимами для стирки детских вещей, одежды из джинсовых тканей, мужских сорочек, гардин и даже одеял. При умелом подходе можно вполне обойтись стандартными программами.

Схемы включения транзисторов биполярного типа

Из-за того, что транзистор имеет три контакта, то питание на него следует подавать из 2 источников, сумма которых образует четыре вывода. Подобное действие приводит к тому, что в один из контактов устройства происходит подача напряжения одного знака из различных источников.

С учётом того, в какой контакт производится подача напряжения, выделяют три типа схем включения биполярных транзисторов:

• с эммитерным слоем;
• с коллекторным слоем;
• с базовым слоем.

Каждая из вышеуказанных схем имеет свои преимущества и недостатки.

Схема включения с общим эммитерным слоем

Данная схема создаёт самое большое усиление по току и напряжению. Благодаря таким её свойствам она и является самой распространённой. В данном случае присутствует прямой переход между эммитерным и базовым слоями и обратный переход между базой и коллектором. А тот факт, что на них осуществляется подача напряжения одного знака, способствует тому, что схему можно напитать с помощью одного источника.

Среди отрицательных сторон схемы можно выделить то, что возрастание частоты и температурного режима способствует значительному снижению усилительных свойств устройства. В результате этого следует отметить, что если необходима работа транзистора на высоких частотах, то от использования этой схемы желательно отказаться.

Схема включения с общим базовым слоем

Данная схема создаёт среднее усиление сигнала, но зато она прекрасно подходит для работы на высоких частотах. Если одно и то же устройство будет сначала функционировать по первой схеме, а затем по этой, то можно будет наблюдать значительный рост граничной частоты усиления. Из-за того, что в этой схеме заниженное сопротивление входа и среднее сопротивление выхода, то её лучше использовать в случае наличия антенных усилителей, в которых волновое сопротивление кабелей составляет не более ста Ом.

Среди минусов можно выделить тот момент, что для того, чтобы напитать устройство, требуется использовать 2 источника питания.

Схема включения с общим коллекторным слоем

Среди других схем выделяется тем, что наблюдается полная передача напряжения обратно на вход – это указывает на сильнейшую отрицательную обратную связь.

Уровень усиления по току практически равен значению, присутствующему в первой схеме. Но вот уровень усиления по напряжению очень маленький, что является одним из главных недостатков данной схемы.

Разобраться в особенностях работы биполярного транзистора и его схем достаточно просто, главное — постараться вникнуть.

Таблица программ Ariston Аристон описание и обозначения

Обозначения на стиральной машине Hotpoint Ariston несколько отличаются от остальных. Кроме значков режимов стирки на панели, каждая программа пронумерована. Все условные знаки располагаются на лотке-дозаторе для моющих средств. Описания обозначений есть в инструкции по эксплуатации. Также найти расшифровку можно в таблице ниже.

Режимы стиральной машины Аристон для ежедневного пользования

*В этой и следующих таблицах даны примерные рамки. Точное время вы можете посмотреть в инструкции к своей модели.

Специальные режимы Аристон

Эти программы позволяют стирать отдельные типы вещей и тканей в СМА Ariston.

Дополнительные функции

Как правильно выбрать режим в стиральной машинке Аристон

Как установить и настроить программу, можно прочесть в инструкции. На панели все интуитивно понятно. На модели, изображенной на фото снизу, для установки режима нужно повернуть селектор. Также можно установить отжим и полоскание, слив. Время цикла зависит от установленной программы.

Будьте внимательны при выборе программ. Перед стиркой смотрите обозначение на бирках вещей, чтобы выбрать правильный режим.

Основные режимы

Существует основной набор программ, который присутствует практически на всех автоматических машинах. Понимая для чего предназначен каждый конкретный режим, гораздо легче определиться с выбором наиболее эффективного для решения определенной задачи.

1. Хлопок. Рассчитан на плотные ткани, в частности, хлопчатобумажные. Стирка, как правило, проходит долго и в сравнительно жестком режиме, с температурой воды до 95˚, отжимом на максимальных оборотах. Используют для постельного белья, одежды из хлопка и подобных материалов, а также когда необходимо отстирать значительные загрязнения с тканей, для которых допустимо применение данного режима. 
2. Синтетика. Более щадящий вариант, рассчитанный на синтетические и смешанные ткани. Температура обычно не превышает 60˚, чтобы исключить деформацию ткани и потерю цвета. Количество оборотов для отжима может быть максимальным, если не указать другое. Сам процесс стирки такой же длительный, как и в предыдущем случае. При выборе этого режима не рекомендуется загружать полный барабан, чтобы исключить вероятность повреждения белья. 
3. Ежедневная стирка. Ее длительность – не более часа, при этом расход воды и электроэнергии близок к минимальному. Температура процесса устанавливается в пределах 30˚-40˚, отжим на максимальных оборотах, если это допустимо для всех стираемых вещей. Быстрый способ, пригодный для большинства материалов, используемых в повседневной жизни.
4. Экономичный режим. Экопрограмму используют для не сильнозагрязненного белья. Его можно стирать при сравнительно малой температуре, но более продолжительный период времени. В результате сохраняется качество обработки при значительно меньшем расходе энергии.
5. Ручная стирка. Один из самых щадящих режимов, позволяющий выстирывать деликатные ткани без воздействия на них высоких температур и перегрузок в ходе отжима. Может занимать довольно длительное время, вода прогревается до значений, не превышающих 40˚, отжим на минимальных оборотах, на некоторых машинах есть возможность его отключения. 
6. Бережная, деликатная или щадящая стирка. Такие названия используются для обозначения ручной стирки на некоторых стиральных машинах. Результат может несколько отличаться в зависимости от конкретной модели, но в целом суть та же – минимум температуры и оборотов при больших временных затратах.
7. Предварительная стирка. Предназначена для очень грязного белья и помогает немного сэкономить на воде и электричестве. На некоторых моделях этот режим запускает, как бы две последовательные стирки, что требует загрузки двух порций порошка в отдельные лотки. Для большего эффекта рекомендуется предварительно замочить белье в мыльной воде.
8. Экспресс-стирка. Быстрый и экономичный режим, предназначенный для удаления незначительных загрязнений. Хорошо подойдет для случаев, когда нет надобности тщательно выстирывать вещи, а нужно всего лишь их освежить. 
9. Интенсивная стирка. Быстрый способ отстирать джинсы и сходные по прочности материалы. Вращение барабана в процессе довольно быстрое, а паузы минимальны. Температура может быть на максимуме (95˚), если нет возможности установить вручную самостоятельно. Отжим до 1000 об/мин. Несмотря на горячую воду, используемую в ходе программы, она считается достаточно экономной, вероятно, по причине своей непродолжительности.
10. Режим шерсть. Еще одна деликатная программа, но с некоторыми особенностями. Во время стирки шерстяных изделий используется минимальное температурное и механическое воздействие, в сочетании с дозированным расходом воды. Это обеспечивает сохранность формы и исключает выцветание белья.

Дополнительные режимы и функции

Кроме основных режимов стирки в стиральной автоматической машине, которые присутствуют практически в каждой модели, существует ряд опций, расширяющих функционал и позволяющих произвести более тонкую настройку процесса.

• Половинная загрузка. Программа актуальна при малом количестве грязного белья. Позволяет без вреда для машинки сохранить эффективность стирки.
• Таймер. Некоторые машины оснащены специальным дисплеем, на котором отображается время стирки, оставшееся до ее завершения. 
• Отсрочка запуска. Полезная функция, позволяющая активировать процесс в любое удобное время. Например, установить запуск за полтора часа до прихода с работы.
• Регулировка отжима. Программа автоматической регулировки оборотов барабана в зависимости от типа режима и количества загруженного белья. Обычно эта опция доступна в дорогих современных машинах
• Дополнительное полоскание. Полезная функция, если в доме есть дети или люди с высокой чувствительностью к порошкам и другим средствам специальной обработки. После включения этого режима будет добавлен еще один цикл полоскания, в то время, как программа супер-полоскание выполнит его 6 раз, а не 3, как обычно. 
• Балансировка отжима. Чтобы исключить появление значительной вибрации и шума в ходе отжима белья, машина начинает его постепенно. Сначала, вращаясь на малых оборотах, барабан равномерно распределяет вещи по всей площади. Затем включается основной цикл, на максимальных для выбранной программы оборотах.
• Ночной цикл. Обеспечивает максимально бесшумную работу машины, без выполнения заключительного отжима. По окончании стирки устройство выключается, не издавая сигнала, сообщающего о завершении процесса.
• Выключение отжима. Некоторые ткани настолько деликатны, что отжимать их механическим способом ни в коем случае нельзя даже на самых минимальных оборотах. Как раз для таких материалов предусмотрен этот режим. Белье остается полностью мокрым и может быть выжато вручную или вывешено для стекания и сушки в естественных условиях. 

Правильное использование основных режимов совместно с дополнительными функциями, обеспечит качественную и экономную стирку. А соблюдение элементарных правил продлит срок службы стиральной помощницы, так облегчающей жизнь современным домохозяйкам.

Как пользоваться стиральной машиной — видео:

Математическая модель биполярного транзистора

К настоящему времени известно много электрических моделей биполярных транзисторов. В системах автоматизации проектирования (САПР) радиоэлектронных средств наиболее часто используются: модели Эберса-Молла, обобщенная модель управления зарядом Гуммеля-Пуна, модель Линвилла, а также локальные П- и Т-образные модели линейных приращений Джиаколлето.

Рассмотрим, в качестве примера, один из вариантов модели Эберса-Молла (рисунок 1.29), отражающей свойства транзисторной структуры в линейном режиме работы и в режиме отсечки.

Рисунок 1.29 – Схема замещения биполярного транзистора (модель Эберса-Молла)

На рисунке 1.29 использованы обозначения: r_э, r_б, r_к – сопротивления, соответственно, эмиттерной, базовой и коллекторной областей транзистора и контактов к ним; I_б , I_к – управляемые напряжением и_пна входном переходе источники тока, отражающие передачу тока через транзистор; R_эб – сопротивление утечки перехода база-эмиттер; R_кб – сопротивление утечки перехода база-коллектор. Ток источника I_б связан с напряжением на переходе соотношением

, (1.15)

где I_БО – ток насыщения перехода база-эмиттер (обратный ток);

y_к = (0,3 … 1,2) В – контактная разность потенциалов (зависит от типа полупроводникового материала);

т – эмпирический коэффициент.

Параллельно переходу база-эмиттер включены барьерная емкость С_бэ и диффузионная емкость С_дэ перехода. Величина С_бэопределяется обратным напряжением на переходе и_пи зависит от него по закону

, (1.16)

где С_0б – емкость перехода при и_п = 0;

g = 0,3 … 0,5 – коэффициент, зависящий от распределения примесей в области базы транзистора.

Диффузионная емкость является функцией тока I_б, протекающего через переход, и определяется выражением

, (1.17)

где А – коэффициент, зависящий от свойств перехода и его температуры.

Коллекторно-базовый переход моделируется аналогично, отличие состоит лишь в учете только барьерной емкости перехода

, (1.18)

так как при работе транзистора в линейном режиме и режиме отсечки коллекторного тока этот переход закрыт. Выражение для тока управляемого источника коллекторного тока, моделирующего усилительные свойства транзистора, имеет вид

, (1.19)

где b_ст – статический коэффициент передачи тока базы транзистора в схеме с общим эмиттером.

Параметры модели Эберса-Молла могут быть получены либо расчетным путем на основе анализа физико-топологической модели транзистора, либо измерены экспериментально. Наиболее легко определяются статические параметры модели на постоянном токе.

Глобальная электрическая модель дискретного биполярного транзистора, учитывающая индуктивности и емкости его выводов, представлена на рисунке 1.30.

Рисунок 1.30 – Глобальная модель биполярного транзистора

1 Предварительная стирка

Программу предварительной стирки используют, когда белье сильно загрязнено и требует замачивания. Умные машины-автомат самостоятельно набирают нужное количество воды, вымывают из специального отсека порошок, нагревают воду до 30 градусов и поддерживают температуру на заданном уровне до тех пор, пока не закончится время.

Производители стиральных агрегатов не зря заложили в электронные «мозги» низкую температуру нагрева воды. В прохладной среде легче отстирываются пятна крови, овощей, фруктов, разных блюд и напитков. Горячая же вода способствует тому, что грязь намертво въедается в волокна материала.

Некоторые хозяйки жалуются на то, что предварительная стирка не дает нужного эффекта. Проблема зачастую кроется в том, что они всыпают стиральный порошок не в тот отсек. В зависимости от модели машины лоток может быть разделен на 2-4 части, каждая из которых предназначена для того или иного моющего средства. И если насыпать порошок в отсек для основной стирки, предварительное замачивание пройдет в чистой воде.

Программу предварительной стирки можно совместить практически с любым из режимов. Замачивание подойдет для постельных комплектов из прочных натуральных тканей, белья из темных тканей, джинсовой, детской и синтетической одежды. Предварительная стирка несовместима с экспресс-режимом, речь о котором пойдет дальше, а вот перед стандартной, деликатной или ручной программой можно смело устанавливать функцию замачивания.

Режимы отжима обзор

Значения регулятора отжима на многих моделях варьируется в пределах 600 – 1000 оборотов. Как правило, выбор его интенсивности производитель целиком оставляет на усмотрение пользователя. За исключением деликатного и шерстяного режимов, которые игнорируют любую ручную установку и стирают либо с деликатным отжимом, либо без него.

Важно понимать, что, чем выше показатель отжима, тем интенсивнее он высушивает одежду. Нагрузка на вещь при максимальном отжиме будет в разы больше, чем при минимальном

Какой режим выбрать, решать только вам. Но если на улице жарко, и у вас есть возможность быстро высушить белье под солнцем на свежем воздухе, то пренебрегать такими условиями просто преступление. Другое дело городские жители, квартиры которых оснащены балконами с выходом на оживленную трассу. Абсолютно мокрое белье в таком месте не просто впитает в себя все запахи бензина и выхлопных труб, но и до того, как просохнет, успеет покрыться пылью и новыми пятнами. В таких условиях максимальный отжим — необходимость.

Если у вас есть возможность высушить белье на свежем воздухе, стирайте без отжима

Как продлить жизнь стиральной машинкеСоветы по уходу за стиральной машинкой

Как установить стиральную машинку?

Правильная установка значительно продлевает жизнь стиральной машинки. Прежде всего, при установке стиральной машинки удаляются транспортировочные винты!!! После чего машинка подключается в водопроводу и канализации с соответствующими высотами (указаны в инструкции к стиралке). Финишная прямая- установить стиральную машинку по уровню, выкручивая или закручивая ножки

Очень важно, чтобы стиральная машинка стояла на твердой поверхности, ровно и на всех четырех ногах. Также со всех сторон от нее необходимо сделать свободное пространство в 2 см

Как транспортировать стиральную машину (правила транспортировки)?

Перевозить стиральную машину лучше в вертикальном положении, а барабан стиральной машины должен быть жестко закреплен специальными транспортировочными болтами. Рекомендую не выбрасывать эти болты после установки стиральной машины, так как они могут пригодиться в случае переезда с одной квартиры на другую.

Посторонние предметы в стиральной машине!

Всегда проверяйте карманы одежды, перед тем как положить белье в стирку. Чего только не происходит. Стирают документы (паспорта, удостоверения, важные записи), мелочь, бумажные деньги, салфетки или разовые носовые платки, авторучки, фломастеры, ножи, отвертки, камни, телефоны… Результат плачевный: утрата документов, поломка стиральной машины, покупка нового телефона и так далее. Поэтому ВСЕГДА ПРОВЕРЯЙТЕ КАРМАНЫ!!! Мелкие предметы стирайте в специальных мешках для стирки мелких вещей.

Фильтрация воды для стиральной машинки…

Чего только не придумают производители фильтров и стиральных машин. Я даже описывать не хочу. Просто поставьте на водоснабжение стиральной машинки кран, чтобы перекрывать воду, когда машинка не стирает и фильтр грубой очистки (чтобы не допустить попадание ржавчины, окалины, песка и прочего мусора). Вот и всё. Благодаря крану клапан на стиральной машинке прослужит вечность, вас не затопит в ваше отсутствие. А фильтр защитит все механические части машинки и вашу одежду от механического мусора. Если у вас удивительно жесткая вода (или сильная озабоченность), то раз в два месяца засыпьте граммов 40 лимонной кислоты и постирайте на 90 градусах без белья. Обязательно с полосканием.

Уход за стиральной машинкой после стирки!

Обязательно оставляйте лючок для загрузки белья открытым, чтобы машинка проветрилась. Если там будет скапливаться сырость, то начнет заводиться плесень, может начаться коррозия и нарушение клеевой основы и состояния уплотнительных резинок.

Не ленитесь протирать уплотнительную резинку лючка сухой тряпкой, а также промывать лоток для моющих средств (в нем могут оставаться моющие средства, особенно ополаскиватель). Вообще не все стиральные машины рассчитаны на применение каких попало ополаскивателей. Я вообще рекомендую вместо ополаскивателя применять дополнительное полоскание. А если вам нужна ароматизация, купите духи.

Засорилась стиралка? Такое бывает.

У каждой стиральной машинки есть фильтр, который задерживает крупный мусор перед сливом в канализацию. Его необходимо также регулярно проверять (раз в два месяца достаточно). Если фильтр сильно забьется, то может сгореть насос или стиралка откажется сливать воду и будет стоять с водой. Для этого не надо быть спортсменом или профессором, справится даже ребенок. Достаточно открыть инструкцию, где нарисовано место нахождения фильтра. Далее взять большую тряпку и подстелить ее. Достать фильтр, при этом выльется немного (до литра) водички, желательно в тряпку. Очистить фильтр и поставить обратно. Следующую стирку проведите под присмотром (вдруг не затянули фильтр).

За сим всё. Что знал, написал

Вернее самое важное