Что такой транзистор: ТРАНЗИСТОР – это… Что такое ТРАНЗИСТОР?

ТРАНЗИСТОР – это… Что такое ТРАНЗИСТОР?

ТРАНЗИСТОР — (от англ. transfer перенос и resistor сопротивление) трёхэлектродный полупроводниковый прибор, способный усиливать электрич. сигналы. Изобретён Дж. Бардином (J. Bardeen), У. Браттейном (W. Brattain) и У. Шокли (W. Shockley) в 1948 (Нобелевская… …   Физическая энциклопедия

ТРАНЗИСТОР — (от англ. transfеr переносить и резистор) полупроводниковый прибор для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний, выполненный на основе монокристаллического полупроводника (преимущественно Si или Ge), содержащего не менее… …   Большой Энциклопедический словарь

ТРАНЗИСТОР — ТРАНЗИСТОР, ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ электронное устройство, способное усиливать электрические сигналы. В основное вещество КРЕМНИЙ или ГЕРМАНИЙ добавляется очень малое количество присадки МЫШЬЯКА или СУРЬМЫ, чтобы образовался материал типа п, в котором …   Научно-технический энциклопедический словарь

транзистор — филдистор, радиоприемник Словарь русских синонимов. транзистор сущ., кол во синонимов: 8 • микротранзистор (1) • …   Словарь синонимов

ТРАНЗИСТОР — ТРАНЗИСТОР, а, муж. 1. Полупроводниковый прибор, усиливающий, генерирующий и преобразующий электрические колебания. 2. Портативный радиоприёмник с такими приборами. | прил. транзисторный, ая, ое (к 1 знач.). Т. приёмник. Толковый словарь Ожегова …   Толковый словарь Ожегова

транзистор — транзистор, мн. транзисторы, род. транзисторов (неправильно транзистора, транзисторов) …   Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

транзистор — Электронный прибор на основе полупроводникового кристалла, имеющий три или более вывода, предназначенный для генерирования и преобразования электрических колебаний. [РД 01.120.00 КТН 228 06] Тематики магистральный нефтепроводный транспорт EN… …   Справочник технического переводчика

ТРАНЗИСТОР — (1) полупроводниковый (см. ), предназначенный для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических колебаний различных частот. Представляет собой монокристалл германия, кремния, арсенида галлия, фосфида галлия или др.… …   Большая политехническая энциклопедия

Транзистор — Дискретные транзисторы в различном конструктивном оформлении …   Википедия

Транзистор — (от англ. transfer переносить и resistor сопротивление)         электронный прибор на основе полупроводникового кристалла, имеющий три (или более) вывода, предназначенный для генерирования и преобразования электрических колебаний. Изобретён в… …   Большая советская энциклопедия

Что такое транзистор и с чем его едят?

Смотрите также обзоры и статьи:

Транзистор — полупроводниковый триод. Это уникальный радиокомпонент, изобретение которого перевернуло мир радиоэлектроники! Именно благодаря транзисторам мы имеем всю эту цифровую технику, которая нас окружает! Транзисторы есть в любом современном цифровом устройстве, начиная от простых цифровых часов, и заканчивая сложнейшими компьютерами.

Обычно транзисторы имеют три вывода. Каждый транзистор, это полупроводниковый радиокомпонент, который позволяет входящему электрическому сигналу управлять током в электрической сети. В электрических цепях транзисторы необходимы для усиления сигнала, его изменения или же генерации.

Существует две основные группы транзисторов — биполярные и полевые. Каждая из групп имеет свои подгруппы, а каждая подгруппа и группа свою определенную область применения.

Где применяются транзисторы?

Каждая группа транзисторов имеет свою область применения. Биполярные транзисторы применяются в основном в аналоговых устройствах и необходимы для усиления поступающих сигналов. Их можно найти в современных радиоприемниках или телевизорах. В общем, во всех устройствах, где необходимо усиливать входящий сигнал.

Полевые транзисторы применяются в основном в различных цифровых устройствах. Реализация современных компьютеров и различной вычислительной техники просто невозможна без применения различных видов и типов полевых транзисторов.

Но часто встречаются и исключения – многие усилители работают на полевых транзисторах, и в то же время биполярные можно найти в схемах различных цифровых устройств. По сути, биполярные и полевые транзисторы имеют минимум отличий, основная разница лишь в способе управления этими компонентами.

Проще перечислить области радиоэлектроники, где транзисторы не применяются.

Отличия и основные характеристики транзисторов Кроме типа, все транзисторы отличаются своими основными характеристиками:

• Максимальным рабочим напряжением;
• Коэффициентом усиления;
• Максимальным рабочим током;
• Типом корпуса;
• Ну и собственно самим типом.

Все эти параметры необходимо учитывать при проектировании своих собственных устройств или при ремонте испорченных.

Замена испорченных транзисторов

При замене испорченных транзисторов новыми, всегда нужно учитывать их основные параметры. Нельзя устанавливать транзистор в цепь, через которую протекает напряжение больше того, на которое он собственно и рассчитан. Если транзистор установить в такую цепь он просто сгорит.
Также всегда нужно учитывать конфигурацию транзистора, если вы решили заменить компонент аналогом. У аналогичного транзистора может отличатся конфигурация выводов. Если такой транзистор установить в цепь он либо сгорит, либо приведет к порче других компонентов сети чью работу он должен был регулировать.

Так что при замене транзисторов на такие же или аналоги, всегда нужно удостоверится в том, что характеристики обеих транзисторов полностью совпадают.

Биполярные транзисторы

Биполярные транзисторы — трехэлектродные полупроводниковые радиокомпоненты, которые очень широко распространены в современных аналоговых приборах и устройствах. Это разновидность транзисторов, которые состоят из трех поочередно включенных слоев проводника. Принцип работы биполярных транзисторов базируется на носителей зарядов от одного проводника к другому. В качестве носителей зарядов выступают электроны и так называемые дырки.

Средний электрод обычно называют базой. Он подключается к среднему слою проводника. Остальные два проводник называют коллектором и эмиттером. Эти слои практически неразличимы, но для улучшения электрических свойств прибора эмиттерный слой делают сильно легированным, а слой базы слабо легированным. Это позволяет значительно повысить допустимое коллекторное напряжение.

Применение биполярных транзисторов

Биполярные транзисторы в основном применяются в схемах различных аналоговых приборов. Их часто можно встретить в конструкции современных радиоприемников и радиопередатчиков. Также они часто встречаются в конструкции телевизоров. Чуть реже биполярные транзисторы применяются в различных логических схемах современных цифровых устройств. Но по большей части они были вытеснены современными полярными транзисторами, которые лучше подходят для работы в логических схемах в составе цифровых устройств.

Кроме того, биполярные транзисторы могут применяться как усилители сигнала в различных СВЧ-излучателях, а также в различных детекторах.

Существует множество простых схем детекторов, в состав которых входит несколько простых, дешевых биполярных транзисторов.

Режимы работы биполярных транзисторов Есть несколько режимов работы биполярных транзисторов, которые зависят собственно от того, как они были подключен и как на них подается ток:

1. Нормальный режим — в нем переход эмиттер-база открыт, а переход коллектор-база закрыт.
2. Инверсный режим — наблюдается тогда, когда переходы открыты в обратном порядке — эмиттер-база закрыт, коллектор-база открыт.
3. В режиме насыщения оба переход открыты и через транзистор проходят токи насыщения эмиттера и коллектора, которые направлены через базу.
4. Режим отсечки — режим, в котором p-n переход смещается в обратном направлении, а на переход эмиттера подается как обратное, так и прямое смещение напряжения.
5. Барьерный режим — в таком режиме транзистор работает как своеобразный диод. Для этого, в эмиттерную или коллекторную цепь транзистора устанавливается резистор. Такой режим работы транзистора позволяет строить эффективные схемы каскадов, с большим диапазоном рабочих температур, а также нечувствительностью к параметрам самого транзистора.

Правила безопасности при работе с биполярными транзисторами

Помните, некоторые биполярные транзисторы работают с довольно высоким напряжением! При работе с подключенными транзисторами необходимо быть осторожным, так как неосторожные действия могут повлечь за собой печальные последствия или привести к серьезной поломке устройства.

Всегда подключайте транзистор согласно схеме, так как неправильно подключение также может привести к негативным последствиям.Ну и конечно же, выбирая транзистор на замену, всегда подбирайте либо точно такой же, либо точный аналог с такими же характеристиками.

Опубликовано: 2020-04-22 Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

ПОДХОДЯЩИЕ ТОВАРЫ

Поделиться в соцсетях

Опубликованные материалы на сайте СМИ “Солнечный свет”.

Статья Что такое транзистор и как он работает?. Автор: Бойко Иван Александрович.

Автор: Бойко Иван Александрович
Что такое транзистор и как он работает?

Что такое транзистор и как он работает?

Транзистором называется активный полупроводниковый прибор, при помощи которого осуществляется усиление, преобразование и генерирование электрических колебаний. Такое применение транзистора можно наблюдать в аналоговой технике. Кроме этого транзисторы применяются и в цифровой технике, где они используются в ключевом режиме.

То есть транзистор – это своеобразный клапан, который при определённой силе тока, резко уменьшает сопротивление и пускает ток дальше (с коллектора на эмиттер). Происходит это потому, что при определенных условиях, дырки имеющие электрон, теряют его принимая новый и так по кругу. Если к базе не прилагать электрический ток, то транзистор будет находиться в уравновешенном состоянии и не пропускать ток на эмиттер.

В современных электронных чипах, количество транзисторов исчисляется миллиардами. Используются они преимущественно для вычислений и состоят из сложных связей.

Полупроводниковые материалы, преимущественно применяемые в транзисторах это: кремний, арсенид галлия и германий. Также существуют транзисторы на углеродных нанотрубках, прозрачные для дисплеев LCD и полимерные (наиболее перспективные).

 

 Все эти приборы по своему характеру работы делятся на две группы:

биполярные

полярные

 

Биполярный транзистор — электронный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Транзистор называется биполярный, поскольку в работе прибора одновременно участвуют два типа носителей заряда – электроны и дырки. Этим он отличается от униполярного (полевого) транзистора, в работе которого участвует только один тип носителей заряда.

Биполярными называются электронные приборы, состоящие из двух, имеющие разные заряды слоев. Причем два крайних имеют одинаковый заряд. Тот слой, который имеет положительный заряд, называется «p», а отрицательный — «n». В связи с этим различают следующие типы:

p-n-p

n-p-n

Биполярный транзистор.

 

Другой вид называется полевой или униполярный. В отличие от биполярного p-n переход работает иначе. Его монокристалл имеет однородный состав. Канал, по которому движутся энергоносители, может быть дырочным или электронным. В дырочном носителем являются положительно заряженные неподвижные ионы, в электронном — отрицательно заряженные. Эти каналы также обозначаются буквами «p» и «n» соответственно.

Вокруг и почти по всей длине этого канала впрыскиваются, вживляются ионы противоположной полярности. Эта область называется затвором, она-то и регулирует проводимость канала. Тот край канала, через который заряженные частицы входят в кристалл, называется исток, а через который выходят — стоком.

Для улучшения электрических характеристик между металлическим каналом и затвором стали добавлять диэлектрик. Если классифицировать транзисторы по структуре, то можно выделить два семейства:

МДП (к ним можно отнести и МОП — металл-оксид-проводник)

JGBT

Полевой транзистор.

Как работает транзистор в цепи электрического тока?

Основной принцип работы транзистора заключается в управлении электрическим током с помощью незначительного тока являющегося своего рода управляющим током. В полевых транзисторах носители зарядов движутся к коллектору от эмиттера через базу. Существует канал, в легированном проводнике находясь в промежутке между нелегированной подложкой и затвором. В подложке отсутствует заряд, и она не проводит ток. Перед затвором есть область обеднения с отсутствием носителей заряда.

Таким образом, вся ширина канала ограничивается пространством между областью обеднения и пространством между подложкой. Напряжение, прикладываемое к затвору, уменьшает или увеличивает область обеднения, и тем самым ширину самого канала, контролируя при этом ток.

Многие начинающие радиолюбители не так представляют себе принцип работы транзистора. Они думают, что транзистор способен усилить мощность источника питания, но это далеко не так. Важно понимать, что транзистор управляет большим током коллектора с помощью маленького тока протекающего через базу. Здесь речь идет скорее всего об управлении чем об усилении. 

Меры предосторожности

Полевые транзисторы очень чувствительны к повышенному напряжению. При работе с ними необходимо предотвратить возможность попадания на них статистического напряжения. Этого можно достичь, надев заземленный браслет. При подборе аналога важно учитывать не только рабочее напряжение, но и допустимый ток. А если прибор работает в частотном режиме, то и его частоту.

Для чего используются транзисторы?

Используются транзисторы в усилительных схемах, лампах, электродвигателях и других приборах где необходимо быстрое изменение силы тока или положениевклвыкл. Транзистор умеет ограничивать силу тока либо плавно, либо методом импульс—пауза. Второй чаще используется для ШИМ-управления. Используя мощный источник питания, он проводит его через себя, регулируя слабым током.

Если силы тока недостаточно для включения цепи транзистора, то используются несколько транзисторов с большей чувствительностью, соединённые каскадным способом.

Мощные транзисторы соединённые в один или несколько корпусов, используются в полностью цифровых усилителях на основе ЦАП. Часто им требуется дополнительное охлаждение. В большинстве схем, они работают в режиме ключа (в режиме переключателя).

Применяются транзисторы также в системах питания, как цифровых, так и аналоговых (материнские платы, видеокарты, блоки питания & etc).

Каждая группа транзисторов, определённым образом кодирует сигнал и передаёт его дальше на обработку. Все виды ОЗУ и ПЗУ памяти, тоже состоят из транзисторов.

Все достижения микроэлектроники были бы практически невозможны без изобретения и использования транзисторов. Трудно представить хоть один электронный прибор без хотя бы одного транзистора.

 

Что такое транзисторы и как они работают

Рубрика: Статьи про радиодетали Опубликовано 09.06.2020   ·   Комментарии: 0   ·   На чтение: 7 мин   ·   Просмотры:

Post Views: 389

Транзисторы – это основа всей цифровой электроники 21 века. Они выполняют самые разнообразные функции. Это правопреемники и наследники радиоламп, так называемых вакуумных триодов. В этой статье мы на простом примере рассмотрим концепцию, принцип работы и применение транзисторов в электронике.

Концепция транзисторов

Что такое концепция? Это общее представление об объекте или процессе. Например, концепция автомобиля – это четыре колеса, руль, корпус, двигатель и коробка передач. Концепция одна, а выпускаются автомобили с разной конструкцией, устройством и предназначением.

У транзисторов, как и у вакуумных триодов, очень простая концепция и принцип работы.

Триод – это та деталь, у которой три контакта.

Давайте представим бак с водой, в центре которого установлена задвижка.

Что мы можем сделать с потоком воды? Мы можем управлять им за счет задвижки.

Например, если в баке течет вода, и задвижки нет в нем, то вода проходит без препятствия.

В тоже время, если мы полностью перекроем путь задвижкой, то и вода не будет поступать во вторую условную часть бака и поток прекратится.

А еще мы можем полностью управлять потоком воды при помощи регулировки задвижки.

Получается, что при помощи небольшой задвижки можно контролировать огромный поток воды.
Небольшие колебания (перемещения) задвижки позволяют с такой же частотой пропускать большой поток воды.

И именно в этом суть транзисторов и вакуумных триодов. С их помощью можно управлять электрическим током больших значений применяя небольшие усилия.

Но в тоже время транзисторы могут быть по разному устроены.

Полевые транзисторы

Описанный выше пример – это полевой транзистор. У самого простого полевого транзистора есть сток, исток и затвор.

Транзисторы изготавливаются из полупроводниковых материалов. Поэтому, у них есть второе название — полупроводниковые триоды.

При помощи полупроводников можно изготовить p-n переход.

Любой транзистор состоит из p-n переходов, которые пропускают электрический ток в одном направлении. И этот переход позволят управлять электрическим током как задвижкой.

Полевые транзисторы управляются при помощи напряжения, которое подается на затвор.

Так выглядит состав полевого транзистора с каналом p – типа.

А вот так с n – типом.

Канал транзистора – это область между истоком и стоком.

Почему транзисторы бывают разными по проводимости? Транзистор с n типом управляется при помощи положительного потенциала, а с p типом наоборот, отрицательным потенциалом. Это позволяет усиливать сигналы с разными потенциалами.

Затворов у полевых транзисторов на самом деле два, но их выводы объединены в один, так как функция у них одинакова. Зачем нужно два затвора? Так транзистором проще управлять.

Подавая напряжение на затвор, мы можем регулировать электрический ток проходящий от истока к стоку.

А самое главное не это. Самое главное, что мы можем таким образом не просто включить или выключить электрический ток по цепи, но и управлять его движением.

Например, можно подать на затвор полевого транзистора переменный сигнал 5 мкВ. И он будет модулировать электрический ток, который проходит через исток и сток транзистора. Так можно получить усиленный сигнал.

Также полевые транзисторы имеют разные схемы включения, которые позволяют согласовывать сопротивления и регулировать усилительные функции.

Обозначение (УГО) полевого транзистора с каналом n типа на принципиальных схемах:

Биполярные транзисторы

Это другой тип транзисторов. Такие транзисторы управляются при помощи электрического тока. И они состоят из чередующихся p-n переходов.

Как и у полевого транзистора, у биполярного тоже три контакта. Это эмиттер, база и коллектор. База всегда по типу противоположна эмиттеру и коллектору.

А также размеры базы транзистора намного меньше, чем у коллектора или эмиттера. База только открывает транзистор. И так как через нее протекает ток, она не должна быть большой, чтобы на нее не тратилось много энергии.

Эмиттер — это большой источник основных носителей заряда. А коллектор — это самый большой контакт из этой троицы. С коллектора снимается усиленный сигнал в классической схеме, чтобы получить максимальную мощность. В транзисторах большой мощности коллектор припаян напрямую к корпусу, чтобы рассеивать тепло.

Бывают биполярные транзисторы n-p-n типа.

и p-n-p типа.

Обозначение (УГО) биполярного n-p-n транзистора на принципиальных схемах:

Отличие биполярных транзисторов от полевых

Полевые транзисторы управляются при помощи электрического поля и благодаря этому они очень энергоэффективны. Именно по этой причине они используются при производстве процессоров.

С другой стороны, у полевых транзисторов есть слабое место. Это их тонкий p-n переход. Он очень чувствителен к статическому электричеству. Кстати, именно из-за статического электричества перестают работать флешки и карты памяти, если вы их вытащили из устройства во время работы.

Схемы защиты от статического электричества не успевают сработать, и статика разрушает полевые транзисторы.

А вот биполярные транзисторы наоборот, лучше переносят статику. Но в тоже время, они потребляют больше мощности, так как для их открытия нужен электрический ток.

Схемы включения

Так как у транзисторов три контакта, то можно чередовать вход и выход. Что это даст? У каждого контакта свои особенности. Например, если мы подадим сигнал на базу и эмиттер биполярного транзистора, а снимать итоговый сигнал будем с эмиттера и коллектора, то такая схема будет называются с общим эмиттером.

Этот тип включения позволяет передать максимум мощности в нагрузку.

Прочитать подробнее про работу схемы с общим эмиттером можно в этой статье.

Аналогичным образом можно подключить схему с общим коллектором и с общей базой. По сути, общий контакт — это такой контакт, который работает и на входе и на выходе одновременно с разными контактами.

Все тоже самое справедливо и для полевых транзисторов. Есть схемы с общим стоком, истоком и затвором.

Другие типы транзисторов

А еще бывают однопереходные, комплементарные и КМОП, МДП (MOSFET) и множество других транзисторов. Они разные по своим характеристикам, выполняют разные задачи и предназначены для конкретных целей. Но в целом, принцип работы у всех одинаков. Это управление электрическим током.

Характеристики

Так как полупроводниковые триоды (транзисторы) выполнены из полупроводника, то и на их работу влияет окружающая среда. Например, при изменении температуры окружающей среды, транзистор может вносить нелинейные искажения в выходной сигнал. С этим борются при помощи термпостабидизционных схем, которые позволяют стабилизировать работу транзистора на высоких температурах.

Также у транзисторов есть ВАХ (вольт-амперные характеристики), которые в отличие от вакуумной техники, быстро переходят в насыщение.

У всех транзисторов есть следующие параметры:

• Коэффициент усиления по току;
• Коэффициент усиления по напряжению;
• Коэффициент усиления по току;
• Коэффициент обратной связи;
• Коэффициент передачи по току;
• Входное сопротивление;
• Выходное сопротивление;
• Время включения;
• Максимально допустимый ток и др.

У биполярных:

• Обратный ток коллектор-эмиттер;
• Частота коэффициента передачи тока базы;
• Обратный ток коллектора;
• Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером и др.

Режимы работы

В целом, можно выделить несколько режимов работы:

• Номинальный режим;
• Инверсный;
• Насыщения;
• Отсечка;
• Барьерный.

Функции транзисторов

Транзисторы выполняют следующие функции:

1. Позволяют усиливать электрические сигналы. Транзисторы усиливают любые электрические сигналы, как высокие так и низкие частоты.
2. Могут работать как ключ, включать и выключать поступление электрического тока. Благодаря этому простому включению и выключению работают все современные процессоры. Транзисторы – это основа всей современной цифровой техники.
3. Генерируют электрические сигналы за счет положительной обратной связи. На их основе можно сделать генераторы звука и сигналов.
4. Могут согласовывать сопротивления электрических цепях за счет различных схем включения и работают как ограничители тока. В блоках питания транзисторы могут ограничивать ток короткого замыкания, а также работать как предохранитель.

Чем транзисторы уступают лампам

Несмотря на неоспоримые преимущества транзисторов перед лампами, ламповые триоды по прежнему имеют ряд преимуществ. , среди которых:

• Устойчивость к высоким электромагнитным наводкам и помехам. Это не значит, что полупроводниковая техника может выйти из строя от любых помех. Но если случится сильнейшая магнитная буря от Солнца (или мощный ЭМИ удар от ядерных бомб), то все p-n переходы в полупроводниковой технике могут выйти из строя из-за высоких токов наводки. Вакуумная техниках намного устойчивее к таким помехам.
• Ламповая техника намного лучше и стабильнее работает на высоких частотах. И это уже особенности конструкции. Так как в транзисторах есть p-n переходы, то у них тоже есть своя емкость. А паразитная емкость на высоких частотах негативно влияет на усиление сигнала. Появляются нелинейные искажения. А в вакуумной технике есть такие лампы, у которых по несколько экранирующих сеток, которые позволяют снизить эффект паразитных емкостей. Пример радиолампы — это клистрон.

Нельзя прямо сказать, что транзисторы полностью искоренили лампы. У каждой детали есть свои преимущества и недостатки в разных областях. Конечно, в цифровой технике транзисторам нет ровни среди ламп. Однако на сверхвысоких частотах транзисторы по-прежнему уступают лампам.

Post Views: 389

Транзистор – принцип работы.Основные параметры.

Как устроен транзистор.

Вне зависимости от принципа работы, полупроводниковый транзистор содержит в себе монокристалл из основного полупроводникового материала, чаще всего это – кремний, германий, арсенид галлия. В основной материал добавлены, легирующие добавки для формирования p-n перехода(переходов), металлические выводы.

Кристалл помещается в металлический, пластиковый или керамический корпус, для защиты от внешних воздействий. Однако, существуют также и бескорпусные транзисторы.

Принцип работы биполярного транзистора.

Биполярный транзистор может быть либо p-n-p, либо n-p-n в зависимости от чередования слоев полупроводника в кристалле. В любом случае выводы называются – база, коллектор и эмиттер. Слой полупроводника, соответствующий базе заключен между слоями эмиттера и коллектора. Он имеет принципиально очень малую ширину. Носители заряда движутся от эмиттера через базу – к коллектору. Условием возникновения тока между коллектором и эмиттером является наличие свободных носителей в области базы. Эти носители проникают туда при возникновении тока эмиттер-база. причиной которого может являться разность напряжения между этими электродами.

Т.е. – для нормальной работы биполярного транзистора в качестве усилителя сигнала всегда необходимо присутствие напряжения некого минимального уровня, для смещения перехода эмиттер-база в прямом направлении. Прямое смещение перехода база-эмиттер приоткрывая транзистор, задает так называемую – рабочую точку режима. Для гармоничного усиления сигнала по напряжению и току используют режим – А. В этом режиме напряжение между коллектором и нагрузкой, примерно равно половине питающего напряжения – т. е выходное сопротивление транзистора и нагрузки примерно равны . Если подавать теперь на переход база – эмиттер сигнал переменного тока, СОПРОТИВЛЕНИЕ эмиттер – коллектор будет изменяться, графически повторяя форму входного сигнала. Соответственно, то же будет происходить и с током через эмиттер к коллектору протекающим. Причем амплитуда тока будет большей, нежели амплитуда входного сигнала – будет происходить усиление сигнала.

Если увеличивать напряжение смещения база – эмиттер дальше, это приведет к росту тока в этой цепи, и как результат – еще большему росту тока эмиттер – коллектор. В конце, концов ток перестает расти – транзистор переходит в полностью открытое состояние(насыщения). Если затем убрать напряжение смещения – транзистор закроется, ток эмиттер – коллектор уменьшится, почти исчезнет. Так транзистор может работать в качестве электронного ключа. Этот режим наиболее эффективен в отношении управления мощностями, при протекании тока через полностью открытый транзистор величина падения напряжения минимальна. Соответственно малы потери тока и нагрев переходов транзистора.

Существует три вида подключения биполярного транзистора. С общим эмиттером (ОЭ) — осуществляется усиление как по току, так и по напряжению — наиболее часто применяемая схема.
Усилительные каскады построенные подобным образом, легче согласуются между собой, так как значения их входного и выходного сопротивления относительно близки, если сравнивать с двумя остальными видами включения (хотя иногда и отличаются в десятки раз).

С общим коллектором (ОК) осуществляется усиление только по току — применяется для согласования источников сигнала с высоким внутренним сопротивлением(импендансом) и низкоомными сопротивлениями нагрузок. Например, в выходных каскадах усилителей и контроллеров.

С общей базой (ОБ) осуществляется усиление только по напряжению. Имеет низкое входное и высокое выходное сопротивление и более широкий частотный диапазон. Это позволяет использовать подобное включение для согласования источников сигнала с низким внутренним сопротивлением(импендансом) с последующим каскадом усиления. Например – в входных цепях радиоприемных устройств.

Принцип работы полевого транзистора.

Полевой транзистор, как и биполярный имеет три электрода. Они носят названия – сток, исток и затвор. Если на затворе отсутствует напряжение, а на сток подано положительное напряжение относительно истока, то между истоком и стоком через канал течет максимальный ток.

Т. е. – транзистор полностью открыт. Для того, что бы его изменить, на затвор подают отрицательное напряжение, относительно истока. Под действием электрического поля (отсюда и название транзистора) канал сужается, его сопротивление растет, а ток через него уменьшается. При определенном значении напряжения канал сужается до такой степени, что ток практически исчезает – транзистор закрывается.

На рисунке изображено устройство полевого транзистора с изолированным затвором(МДП).

Если на затвор этого прибора не подано положительное напряжение, то канал между истоком и стоком отсутствует и ток равен нулю. Транзистор полностью закрыт. Канал возникает при некотором минимальном напряжении на затворе(напряжение порога). Затем сопротивление канала уменьшается, до полного открывания транзистора.

Полевые транзисторы, как с p-n переходом (канальные), так и МОП (МДП) имеют следующие схемы включения: с общим истоком (ОИ) — аналог ОЭ биполярного транзистора; с общим стоком (ОС) — аналог ОК биполярного транзистора; с общим затвором (ОЗ) — аналог ОБ биполярного транзистора.

По рассеиваемой в виде тепла мощности различают:
маломощные транзисторы – до 100 мВт ;
транзисторы средней мощности – от 0,1 до 1 Вт;
мощные транзисторы – больше 1 Вт.

Важные параметры биполярных транзисторов.

1. Коэффициент передачи тока(коэффициент усиления) – от 1 до 1000 при постоянном токе. С увеличением частоты постепенно снижается.
2. Максимальное напряжение между коллектором и эмиттером(при разомкнутой базе) У специальных высоковольтных транзисторов, достигает десятков тысяч вольт.
3.Предельная частота, до которой коэффициент передачи тока выше 1. До 100000 гц. у низкочастотных транзисторов, свыше 100000 гц. – у высокочастотных.
4.Напряжение насыщения эмиттер-коллектор – величина падения напряжения между этими электродами у полностью открытого транзистора.

Важные параметры полевых транзисторов.

Усилительные свойства полевого транзистора определяются отношением приращения тока стока к вызвавшему его приращению напряжения затвор – исток, т. е.

ΔI_d /ΔU_GS

Это отношение принято называть крутизной прибора, а по сути дела оно является передаточной проводимостью и измеряется в миллиамперах на вольт(мА /В).

Другие важнейшие параметры полевых транзисторов приведены ниже:
1. I_Dmax – максимальный ток стока.

2.U_DSmax – максимальное напряжение сток-исток.

3.U_GSmax – максимальное напряжение затвор-исток.

4.Р_Dmax – максимальна мощность, которая может выделяться на приборе.

5.t_on – типовое время нарастания тока стока при идеально прямоугольной форме входного сигнала.

6.t_off – типовое время спада тока стока при идеально прямоугольной форме входного сигнала.

7.R_DS(on)max – максимальное значение сопротивления исток – сток в включенном(открытом) состоянии.

На главную страницу

Использование каких – либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт “Электрика это просто”.

Что это – транзистор и каково его назначение

Многим людям, которые так или иначе сталкиваются с электрическими и электронными схемами, интересно узнать, из чего же они состоят. Одним из наиболее часто встречающихся элементов является транзистор. Так что такое транзистор?

Это такой полупроводниковый прибор, который предназначен для усиления и управления электрическим током. Но это определение не дает четкого понимания того, что такое транзистор.

Это устройство выпускается виде дискретного компонента в различных индивидуальных корпусах либо в виде активного элемента в так называемых интегральных схемах. В них размер корпуса транзисторов может быть меньше чем несколько сотых миллиметра.

Что такое транзистор с точки зрения его использования в различных сферах промышленности и электроники? Так как этот прибор довольно просто приспосабливается к самым разным условиям применения, то он уже полностью на сегодняшний день заменил старые электронные лампы, фактически оставив ламповую технику в далеком прошлом за редким исключением. На основе применения транзисторной техники образовалась целая широчайшая область технологической промышленности – полупроводниковая электротехника ( сюда входит производство и эксплуатация таких устройств, как газоразрядные и электровакуумные приборы, полупроводниковая аппаратура и прочее).

Для полноценного понимания вопроса, что такое транзистор, необходимо заглянуть немного в историю его применения. Например, известно, что первым товаром для потребления, выпущенным на основе транзистора, был слуховой аппарат. Он появился в продаже в середине прошлого века. В плане промышленного применения изначально транзисторную технику применяли для телефонных коммутаций.

Сегодня эти устройства используют повсюду благодаря тому, что параметры транзистора и его характеристики действительно уникальны и разнообразны. Необходимо упомянуть применение этих электронных приборов в многотранзисторных интегральных схемах, в радиотехнике, в телевизорах и магнитофонах, калькуляторах, в детских игрушках. Транзисторная техника получила широчайшее распространение в системах охранной и пожарной сигнализаций, в игровых приставках, в различных регуляторах (от регуляторов мощности в тяжелой промышленности и на локомотивах до регуляторов света).

Что такое транзистор и его применение в современной цифровой технике? Это весьма передовое изобретение, которое используют, например, в транзисторированной системе впрыска топлива, зажигания, системе управления и регулирования на микросхемах ( микропроцессорная техника и микроконтроллеры), а также в цифровых часах и фотоаппаратах.

Но самые впечатляющие изменения произвел транзистор в системах связи и обработки данных. Его используют на центральных АТС, в больших ЭВМ. Развитие космической техники и космические полеты просто были бы невозможны без использования транзисторной техники. Для них в военном деле ( для воздушного и наземного наблюдения) даже разработаны специальные полупроводниковые интерметаллические элементы.

Что такое транзистор и микросхема? Из чего они изготавливаются?

Транзистор

 Транзи́стор (англ. transistor), полупроводнико́вый трио́д — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет использовать его для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов. В настоящее время транзистор является основой схемотехники подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем.

Транзисторами также называются дискретные электронные приборы, которые, выполняя функцию одиночного транзистора, имеют в своём составе несколько элементов, конструктивно являясь интегральной схемой, например, составной транзистор или многие транзисторы большой мощности.

Транзисторы изготавливаются из полупроводниковых материалов. Поэтому, у них есть второе название — полупроводниковые триоды. При помощи полупроводников можно изготовить p-n переход. Любой транзистор состоит из p-n переходов, которые пропускают электрический ток в одном направлении.

Микросхема

Интегра́льная (микро)схе́ма (ИС, ИМС, IC (англ.)), микросхе́ма, м/сх, чип (англ. chip «тонкая пластинка»: первоначально термин относился к пластинке кристалла микросхемы) — микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности (кристалл), изготовленная на полупроводниковой подложке (пластине или плёнке) и помещённая в неразборный корпус или без такового в случае вхождения в состав микросборки.

• Полупроводниковая микросхема — все элементы и межэлементные соединения выполнены на одном полупроводниковом кристалле (например, кремния, германия, арсенида галлия).

• Плёночная интегральная микросхема — все элементы и межэлементные соединения выполнены в виде плёнок:
  • толстоплёночная интегральная схема;
  • тонкоплёночная интегральная схема.
• Гибридная микросхема (часто называемая микросборкой), содержит несколько бескорпусных диодов, бескорпусных транзисторов и (или) других электронных активных компонентов. Также микросборка может включать в себя бескорпусные интегральные микросхемы. Пассивные компоненты микросборки (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности) обычно изготавливаются методами тонкоплёночной или толстоплёночной технологий на общей, обычно керамической подложке гибридной микросхемы. Вся подложка с компонентами помещается в единый герметизированный корпус.
• Смешанная микросхема — кроме полупроводникового кристалла, содержит тонкоплёночные (толстоплёночные) пассивные элементы, размещённые на поверхности кристалла.

Транзисторы

– обзор | Темы ScienceDirect

Практические транзисторы

Транзистор – это крошечный объект на небольшом кристалле кремния (редко германия). Чтобы было удобно работать с транзистором, его устанавливают в корпус или герметизируют в блоке из пластика с тонкими проводами, соединяющими базу, эмиттер и коллектор с более толстыми клеммными проводами. На заглавной фотографии этой главы показаны типичные корпуса, используемые для маломощных транзисторов. Это два стандартных пакета, используемых для транзисторов JFET, MOSFET и BJT.

Изменяя количество легирования, метод легирования и геометрию областей, можно изготавливать транзисторы с различными характеристиками. Некоторые из них имеют гораздо более высокое усиление, чем другие (до 800 раз), или могут подходить для работы с большими токами. В типичных транзисторах общего назначения максимальный ток коллектора составляет всего несколько сотен миллиампер.

Силовые транзисторы способны выдерживать токи коллектора до 90 А. Силовой транзистор имеет прочную конструкцию с каналами с низким сопротивлением, чтобы минимизировать падение напряжения на нем.Он также имеет прочную металлическую бирку или корпус для крепления к радиатору.

Радиочастотные транзисторы разработаны специально для работы на частотах от нескольких сотен мегагерц, а некоторые до 5 ГГц. На высоких частотах емкость между базой и эмиттером BJT может уменьшать амплитуду сигнала, поэтому радиочастотные транзисторы предназначены для минимизации этого эффекта. Транзистор, предназначенный для работы на радиочастотах, может использоваться в схемах, отличных от радиопередатчиков и приемников.Многие другие устройства, такие как компьютеры, мобильные телефоны, цифровые камеры и проигрыватели компакт-дисков, работают на радиочастотах, и для них также требуются высокочастотные транзисторы. Такие устройства являются цифровыми, а не аналоговыми, и основная функция транзисторов – это высокая скорость переключения. Как объясняется в следующей главе, затвор или база транзистора смещаются и готовы к работе путем подключения его через резистор к положительным линиям питания. Во время производства нет проблем (и почти без дополнительных затрат) в установке резисторов смещения на той же микросхеме, что и транзистор.Это упрощает компоновку печатной платы и снижает стоимость отдельных резисторов. Цифровые транзисторы с резисторами в комплекте часто используются для переключения в цифровых схемах.

Большинство транзисторов доступны также как транзисторы для поверхностного монтажа. Типичный корпус размером всего 3,0 мм × 1,5 мм показан вверху по центру на фотографии на странице 166.

Как работают транзисторы? – Utmel

Транзистор – это разновидность полупроводникового устройства, регулирующего ток.Его функция состоит в том, чтобы преобразовать слабый сигнал в электрический сигнал с большим значением амплитуды, и он также используется в качестве бесконтактного переключателя. Транзистор является одним из основных полупроводниковых компонентов, который выполняет функцию усиления тока и является основным компонентом электронной схемы. Транзистор состоит из двух PN-переходов, очень близко расположенных друг к другу на полупроводниковой подложке. Два PN-перехода делят весь полупроводник на три части. Средняя часть – это базовая область, а две стороны – области эмиттера и коллектора. PNP и NPN – это два типа договоренностей.

Каталог

Ⅰ Структура ядра транзисторов

транзистор

Ядром транзистора является переход « PN », который представляет собой два соединенных друг с другом PN перехода. PN-переход может быть комбинацией NPN или комбинацией PNP. Поскольку кремниевый тип NPN является основным потоком транзисторов, в следующем материале в качестве примера в основном используется кремниевый транзистор типа NPN.

Принципиальная схема структуры транзистора NPN

Процесс производства кремниевого NPN транзистора:

Вид структуры кристалла в разрезе:

Ⅱ Рабочее состояние транзисторов

1 Состояние отсечки

Когда напряжение, приложенное к эмиттерному переходу транзистора, меньше, чем напряжение проводимости PN перехода, ток базы, ток коллектора и ток эмиттера равны нулю.Транзистор теряет эффект усиления тока, а коллектор и эмиттер равны в выключенном состоянии переключателя, мы называем транзистор в состоянии отсечки.

2 Активное состояние

Транзистор работает в активной области, когда эмиттерный переход транзистора смещен в прямом направлении, а коллекторный переход – в обратном направлении. В активной области напряжение, приложенное к эмиттерному переходу транзистора, больше, чем напряжение включения PN перехода.И базовый ток управляет током коллектора, так что транзистор действует как усилитель, а его коэффициент усиления тока β = ΔIc / ΔIb. Мы называем транзистор в активном состоянии.

3 Состояние насыщения

Когда напряжение, приложенное к эмиттерному переходу транзистора, больше, чем напряжение проводимости PN перехода, и когда ток базы увеличивается до определенной степени, ток коллектора больше не увеличивается с увеличение базового тока.В это время транзистор теряет эффект усиления тока. Напряжение между коллектором и эмиттером очень мало, а коллектор и эмиттер эквивалентны включенному состоянию переключателя. Это состояние транзистора называется состоянием насыщенной проводимости.

По уровню напряжения каждого электрода, когда транзистор работает, можно судить о рабочем состоянии транзистора. Персонал по обслуживанию электроники часто использует мультиметр для измерения напряжения на каждом выводе транзистора в процессе обслуживания, чтобы определить рабочее состояние и рабочее состояние транзистора.

Ⅲ Теоретический принцип работы транзисторов

Существует два типа транзисторов по материалам: германиевые трубки и кремниевые трубки. Каждый из них имеет две структурные формы, NPN и PNP, но наиболее часто используются кремниевые NPN и германиевые транзисторы PNP. Полупроводники N-типа добавляют фосфор в кремний высокой чистоты, чтобы заменить некоторые атомы кремния, чтобы создать стимуляцию свободной электронной проводимости под напряжением. P означает положительный. В полупроводниках P-типа вместо кремния добавляется бор, который создает большое количество дырок для облегчения проводимости.За исключением разницы в полярности источника питания, два принципа работы одинаковы. Следующее только знакомит с принципом усиления тока кремниевых трубок NPN.

Транзистор NPN и транзистор PNP

Транзистор NPN, он состоит из двух полупроводников N-типа и полупроводника P-типа посередине. PN-переход, образованный между эмиттерной областью и базовой областью, называется эмиттерным переходом, а PN-переход, образованный коллекторной областью и базовой областью, называется коллекторным переходом.Эти три вывода называются эмиттер e, база b и коллектор c.

Когда потенциал в точке b выше потенциала в точке e на несколько вольт, эмиттерный переход находится в прямом смещенном состоянии. Когда потенциал в точке C на несколько вольт выше, чем потенциал в точке b, коллекторный переход находится в состоянии обратного смещения, и коллекторная мощность Ec выше, чем базовая мощность Eb.

При изготовлении транзистора основная концентрация носителей в эмиттерной области сознательно делается больше, чем в базовой области.При этом базовая область делается очень тонкой, а содержание примесей необходимо строго контролировать. Таким образом, после включения питания эмиттерный переход смещается положительно. Основные носители (электроны) в эмиттерной области и основные носители (дырки) в базовой области легко диффундируют друг к другу через эмиттерный переход. Концентрационная база первого больше, чем второго, поэтому ток через эмиттерный переход представляет собой в основном поток электронов, который называется потоком электронов эмиттера.

Из-за тонкой области базы и обратного смещения коллекторного перехода большая часть электронов, инжектированных в область базы, пересекает коллекторный переход и попадает в область коллектора, образуя ток коллектора Ic, оставляя только несколько (1-10 %) электроны. Эти электроны рекомбинируются в отверстиях базовой области, и рекомбинированные дырки в базовой области перезаряжаются базовым источником питания Eb, образуя, таким образом, базовый ток Ibo. По принципу непрерывности тока:

Ie = Ib + Ic

Это означает, что добавлением небольшого Ib к базе можно получить больший Ic на коллекторе.Это так называемое усиление тока. Ic и Ib поддерживают определенное пропорциональное соотношение, а именно:

β1 = Ic / Ib

В формуле: β1 – коэффициент усиления постоянного тока,

Отношение изменения тока коллектора △ Ic к изменению тока базы △ Ib:

β = △ Ic / △ Ib

В формуле β называется коэффициентом усиления переменного тока. Поскольку значения β1 и β не сильно различаются на низких частотах, иногда для удобства их не различают строго, и значение β составляет от десятков до более чем сотни.

α1 = Ic / Ie (Ic и Ie – токи в цепи постоянного тока)

Формула: α1 также называется коэффициентом усиления постоянного тока, который обычно используется в схеме усилителя общей базовой конфигурации для описания взаимосвязи. между током эмиттера и током коллектора.

α = △ Ic / △ Ie

α в выражении – это увеличение переменного тока общей базы. Точно так же нет большой разницы между α и α1, когда на вход подается слабый сигнал.

Для двух увеличений, описывающих соотношение тока, соотношение следующее:

Эффект усиления тока транзистора заключается в том, чтобы использовать небольшое изменение тока базы для управления огромным изменением тока коллектора. Транзистор является своего рода устройством усилителя тока, но на практике эффект усилителя тока транзистора часто преобразуется в эффект усилителя напряжения через резистор.

Ⅳ Принцип усиления транзисторов

1 Эмиттер излучает электроны на базу

Источник питания Ub добавлен к эмиссионному переходу через резистор Rb.Эмиссионный переход смещен в прямом направлении, и большинство носителей (свободных электронов) в эмиссионной области непрерывно пересекают эмиссионный переход и входят в базовую зону, образуя эмиттерный ток Ie. В то же время основные носители в базовой области диффундируют в область излучения, но поскольку концентрация основных носителей намного ниже, чем концентрация носителей в области излучения, этим током можно пренебречь, поэтому можно считать, что излучение переход представляет собой в основном поток электронов.

2 Диффузия и рекомбинация электронов в базе

После того, как электроны попадают в область базы, они сначала концентрируются около эмиттерного перехода, постепенно образуя разницу концентраций электронов. Из-за разницы концентраций поток электронов продвигается к диффузии в основании к коллекторному переходу и втягивается в коллектор электрическим полем коллекторного перехода. Он называется коллекторным током Ic. Также имеется небольшая часть электронов (поскольку базовая область очень тонкая) рекомбинирована с дырками в базовой области, и отношение диффузного электронного потока к составному электронному потоку определяет усилительную способность транзистора.

3 Собирать электроны в коллекторе

Поскольку обратное напряжение, приложенное к коллекторному переходу, очень велико, сила электрического поля, создаваемая этим обратным напряжением, будет препятствовать диффузии электронов в области коллектора в базовую область. В то же время электроны, рассеянные около коллекторного перехода, будут втягиваться в коллекторную область, чтобы сформировать основной ток коллектора Icn. Кроме того, неосновные носители (дырки) в области коллектора также будут дрейфовать и течь в базовую область, образуя обратный ток насыщения, который представлен Icbo.Его величина очень мала, но он чрезвычайно чувствителен к температуре.

Ⅴ Схема усилителя на транзисторах

1 Базовая структура

Базовая схема усилителя – это базовый блок, который составляет сложную схему усилителя. Он использует характеристики входного тока биполярного полупроводникового транзистора для управления выходным током или характеристики входного напряжения полевого полупроводникового транзистора для управления выходным током для реализации усиления сигнала.

Базовая схема усилителя

Базовая схема усилителя обычно относится к схеме усилителя, состоящей из транзистора или полевой трубки. С точки зрения схемы, базовая схема усилителя может рассматриваться как двухпортовая сеть. Роль усиления отражается в следующих аспектах:

1) Схема усилителя в основном использует функцию управления транзистора или полевой трубки для усиления слабого сигнала. Выходной сигнал усиливается по амплитуде напряжения или тока, а энергия выходного сигнала усиливается.

2) Энергия выходного сигнала фактически обеспечивается источником питания постоянного тока, но она преобразуется в энергию сигнала посредством управления транзистором и подается на нагрузку.

2 Состав схемы

Существует три различных конфигурации схемы транзистора: общий эмиттер, общая база и общий коллектор. Эти три схемы конфигурации имеют разные характеристики. Возможны различные конфигурации одиночного транзисторного усилителя.

Цепь общего эмиттера, входной цикл и выходной цикл прошли эмиттер транзистора

Цепь общей базы, входной цикл и выходной цикл прошли базу транзистора

Цепь общего коллектора, входная цепь и выходная цепь прошли коллектор транзистора. эмиттер, а разделительные конденсаторы C1 и Ce считаются закорачивающими сигнал переменного тока.Выходной сигнал выводится с коллектора на землю, постоянный ток отделяется разделительным конденсатором C2, и только сигнал переменного тока добавляется к сопротивлению нагрузки RL. Общая конфигурация излучения схемы усилителя фактически относится к общей конфигурации излучения транзистора в схеме усилителя.

Схема усилителя с общим эмиттером

Когда входной сигнал равен нулю, источник постоянного тока обеспечивает постоянный ток базы и постоянный ток коллектора для транзистора через каждый резистор смещения и формирует определенное постоянное напряжение между тремя полюсами транзистор.Из-за блокирующего действия конденсатора связи постоянного тока напряжение постоянного тока не может достигать входных и выходных клемм схемы усилителя.

Когда входной сигнал переменного тока добавляется к переходу передатчика транзистора через разделительные конденсаторы C1 и Ce, напряжение на переходе передатчика становится суперпозицией переменного и постоянного тока. Ситуация с сигналом в схеме усилителя более сложная. Обозначения каждого сигнала обозначены следующим образом: из-за эффекта усиления тока транзистора ic в десятки раз больше, чем ib.Вообще говоря, если параметры схемы установлены правильно, выходное напряжение может быть намного выше входного. Часть входного переменного тока достигает сопротивления нагрузки через конденсатор связи и формирует выходное напряжение.

Можно видеть, что сигнал постоянного тока коллектора транзистора в схеме усилителя не изменяется с входным сигналом, а сигнал переменного тока изменяется с входным сигналом. В процессе усиления сигнал переменного тока коллектора накладывается на сигнал постоянного тока, и только сигнал переменного тока извлекается с выходного контакта через разделительный конденсатор.Следовательно, при анализе схемы усилителя можно использовать метод разделения сигналов переменного и постоянного тока, которые можно разделить на путь постоянного тока и путь переменного тока для анализа.

Статьи по теме:

Структура и принцип работы полевых транзисторов

Характеристики и принцип работы IGBT

Описание транзистора

– как работают транзисторы

Узнайте о транзисторах – одном из самых важных устройств, когда-либо изобретенных.В этой статье мы подробно узнаем, как они работают.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство по YouTube.

Что такое транзистор

Транзисторы

Транзисторы бывают разных форм и размеров. Существует два типа сети: биполярная и с полевым эффектом. В этой статье мы в основном сосредоточимся на биполярной версии. Транзисторы – это небольшие электронные компоненты, выполняющие две основные функции. Он может действовать как переключатель цепей управления, а также они могут усиливать сигналы.

Маленькие транзисторы малой мощности заключены в пластмассовый корпус для защиты внутренних частей. Но транзисторы более высокой мощности будут иметь частично металлический корпус, который используется для отвода выделяемого тепла, так как это со временем приведет к повреждению компонентов. Обычно мы находим эти транзисторы в металлическом корпусе прикрепленными к радиатору, который помогает отводить нежелательное тепло.

Mosfet

Например, внутри этого настольного источника питания постоянного тока у нас есть несколько МОП-транзисторов, которые прикреплены к большим радиаторам.Без радиатора компоненты быстро нагреваются до 45 градусов Цельсия (или 113 ° F) при токе всего 1,2 А. По мере увеличения силы тока они станут намного горячее. Но для электронных схем с небольшими токами мы можем просто использовать транзисторы с полимерным корпусом, которые не требуют радиатора.

Номер детали

На корпусе транзистора мы находим текст, который сообщает нам номер детали, который мы можем использовать, чтобы найти техническое описание производителя. Каждый транзистор рассчитан на работу с определенным напряжением и током, поэтому важно проверять эти таблицы.

3 контакта

Теперь с транзистором у нас есть 3 контакта, обозначенные E, B и C. Это обозначает эмиттер, базу и коллектор. Обычно у этих транзисторов с полимерным корпусом с плоской кромкой левый вывод является эмиттером, средний – базой, а правая сторона – коллектором. Однако не все транзисторы используют эту конфигурацию, поэтому обязательно проверьте данные производителя.

Почему мы используем транзисторы?

Мы знаем, что если мы подключим лампочку к батарее, она загорится.Мы можем установить выключатель в схему и управлять светом, отключив подачу питания. Но для этого требуется, чтобы человек вручную управлял переключателем. Итак, как мы можем это автоматизировать? Для этого мы используем транзистор. Этот транзистор блокирует прохождение тока, поэтому свет не горит. Но если мы подадим небольшое напряжение на базовый вывод посередине, это заставит транзистор запускаться, позволяя току течь в главной цепи, поэтому загорается свет. Затем мы можем поместить переключатель на управляющий штифт, чтобы управлять им удаленно, или мы можем разместить на нем датчик, чтобы автоматизировать управление.

Как правило, нам нужно подать минимум 0,6–0,7 вольт на вывод базы, чтобы транзистор включился. Например, эта простая транзисторная схема имеет красный светодиод с напряжением питания 9 В на главной цепи. Базовый вывод подключается к источнику питания постоянного тока. Принципиальная схема выглядит так.

Когда напряжение питания на выводе базы составляет 0,5 В, транзистор выключен, поэтому светодиод также не горит. При 0,6 В транзистор включен, но не полностью, светодиод тусклый, потому что транзистор еще не пропускает полный ток через главную цепь.Тогда при 0,7 В светодиод ярче, потому что транзистор пропускает почти полный ток, а при 0,8 В светодиод имеет полную яркость, транзистор полностью открыт.

Итак, что происходит, мы используем небольшое напряжение и ток, чтобы контролировать большее напряжение и ток.

Мы видели, что небольшое изменение напряжения на выводе базы вызывает большое изменение в главной цепи. Следовательно, если мы подаем сигнал на вывод базы, транзистор действует как усилитель.Мы могли бы подключить микрофон, который изменяет сигнал напряжения на базовом выводе, и это усилит громкоговоритель в основной цепи, чтобы сформировать очень простой усилитель.

Обычно в базовом выводе очень небольшой ток, возможно, всего 1 миллиампер или даже меньше. Коллектор имеет гораздо более высокий ток, например 100 миллиампер. Отношение между этими двумя величинами известно как текущий коэффициент усиления и использует символ бета (β). Мы можем найти соотношение в паспорте производителя.

В этом примере ток коллектора составляет 100 миллиампер, а базовый ток – 1 миллиампер, поэтому отношение 100, деленное на 1, дает нам 100.Мы можем изменить эту формулу, чтобы также найти токи.

Транзисторы NPN и PNP

У нас есть два основных типа биполярных транзисторов: NPN и PNP. Два транзистора выглядят почти одинаково, поэтому нам нужно проверить номер детали, чтобы определить, какой из них.

С транзистором NPN у нас есть главная цепь и цепь управления. Оба подключены к плюсу батареи. Основная цепь выключена, пока мы не нажмем переключатель на цепи управления. Мы видим, что ток течет по обоим проводам к транзистору.Мы можем удалить основную цепь, и светодиод схемы управления будет по-прежнему включаться при нажатии переключателя, поскольку ток возвращается к батарее через транзистор.

Пример

В этом упрощенном примере, когда переключатель нажат, на основной штифт течет 5 миллиампер. На коллекторный стержень втекает 20 миллиампер, а на эмиттер – 25 миллиампер. Таким образом, ток объединяется в транзисторе.

С транзистором PNP у нас снова есть главная цепь и цепь управления.Но теперь эмиттер подключен к плюсу батареи. Основная цепь выключена, пока мы не нажмем переключатель на цепи управления. С помощью этого типа мы можем видеть, что часть тока течет из базового вывода и возвращается к батарее, остальная часть тока течет через транзистор, через главный светодиод и обратно к батарее. Если мы удалим главную цепь, светодиод цепи управления все равно будет гореть.

В этом примере, когда переключатель нажат, в эмиттер поступает 25 миллиампер, из коллектора – 20 миллиампер, а из базы – 5 миллиампер.Таким образом, ток в транзисторе делится.

Транзисторы

показаны на электрических чертежах подобными символами. Стрелка находится на выводе эмиттера. Стрелка указывает в направлении обычного тока, поэтому мы знаем, как подключить их к нашим цепям.

Как работает транзистор

Чтобы понять, как работает транзистор, мы хотим, чтобы вы сначала представили воду, текущую по трубе. Он свободно течет по трубе, пока мы не заблокируем ее диском.Теперь, если мы подключим меньшую трубу к основной и поместим в эту маленькую трубу поворотный затвор, мы сможем перемещать диск с помощью шкива. Чем дальше открывается калитка; тем больше воды может течь в основной трубе. Распашная калитка немного тяжелая, поэтому небольшого количества воды будет недостаточно, чтобы ее открыть. Чтобы ворота открылись, требуется определенное количество воды. Чем больше воды протекает в этой маленькой трубе, тем дальше открывается клапан и пропускает все больше и больше воды в основную трубу.По сути, так работает транзистор NPN.

Возможно, вы уже знаете, что при разработке электронных схем мы используем обычный ток. Итак, в этой схеме NPN-транзистора мы предполагаем, что ток течет от положительного полюса батареи к контактам коллектора и базы, а затем выходит из контакта эмиттера. Мы всегда используем это направление для проектирования наших схем.

Однако на самом деле происходит не это. На самом деле электроны текут от отрицательного полюса батареи к положительному.Это было доказано Джозефом Томпсоном, который провел несколько экспериментов по обнаружению электрона, а также доказал, что он движется в противоположном направлении. Таким образом, в действительности электроны перетекают с отрицательного полюса в эмиттер, а затем выходят из коллекторов и выводов базы. Мы называем это электронным потоком.

Помните, мы всегда проектируем схемы, используя традиционный метод измерения тока. Но ученые и инженеры знают, что именно поток электронов работает.

Кстати, мы также подробно рассмотрели, как работает аккумулятор в нашей предыдущей статье, проверьте ЗДЕСЬ.

Итак, мы знаем, что электричество – это поток электронов по проводу. Медный провод – это проводник, а резина – изолятор. Электроны могут легко проходить через медь, но не через резиновый изолятор.

Если мы посмотрим на базовую модель атома для металлического проводника, у нас есть ядро ​​в центре, и оно окружено множеством орбитальных оболочек, удерживающих электроны. Каждая оболочка содержит максимальное количество электронов, и электрон должен иметь определенное количество энергии, чтобы попасть в каждую оболочку.Электроны, расположенные дальше всего от ядра, обладают наибольшей энергией. Самая внешняя оболочка известна как балансовая оболочка, проводник имеет от 1 до 3 электронов в своей балансовой оболочке. Электроны удерживаются на месте ядром, но есть еще одна оболочка, известная как зона проводимости. Если электрон может достичь этого, он может вырваться из атома и перейти к другим атомам. У атома металла, такого как медь, оболочка и зона проводимости перекрываются, поэтому электронам очень легко перемещаться.

Самая внешняя оболочка уплотнена изолятором. Для электрона очень мало места, или нет места. Ядро плотно захватывает электроны, а зона проводимости находится далеко, поэтому электроны не могут дотянуться до нее, чтобы убежать. Следовательно, электричество не может проходить через этот материал.

Однако есть еще один материал, известный как полупроводник. Кремний – это пример полупроводника. В этом материале в оболочке слишком много электронов, чтобы он мог быть проводником, поэтому он действует как изолятор.Но поскольку зона проводимости находится довольно близко, если мы предоставим некоторую внешнюю энергию, некоторые электроны получат достаточно энергии, чтобы совершить прыжок в зону проводимости и стать свободными. Следовательно, этот материал может действовать как изолятор, так и как проводник.

Чистый кремний почти не имеет свободных электронов, поэтому инженеры добавляют в кремний небольшое количество другого материала, который изменяет его электрические свойства. Мы называем это легированием P-типа и N-типа. Мы объединяем эти материалы, чтобы сформировать соединение P-N.Мы можем соединить их вместе, чтобы сформировать транзистор NPN или PNP.

Внутри транзистора находятся коллекторный штырь и эмиттерный штырь. Между ними в транзисторе NPN есть два слоя материала N-типа и один слой P-типа. Базовый провод подключается к слою типа P. В транзисторе PNP это просто настроено противоположным образом. Все это покрыто смолой для защиты внутренних материалов.

Давайте представим, что кремний еще не легирован, так что внутри находится чистый кремний.Каждый атом кремния окружен 4 другими атомами кремния. Каждый атом хочет 8 электронов в своей балансовой оболочке. Но атомы кремния имеют только 4 электрона в своей валентной оболочке. Таким образом, они украдкой делятся электроном со своим соседним атомом, чтобы получить желаемую восьмерку. Это известно как ковалентное связывание. Когда мы добавляем материал N-типа, такой как фосфор, он займет положение некоторых атомов кремния. Атомы фосфора имеют в своей валентной оболочке 5 электронов. Итак, поскольку атомы кремния делятся электронами, чтобы получить желаемые 8, им не нужен этот дополнительный, а это означает, что теперь в материале есть дополнительные электроны, и они могут свободно перемещаться.

При легировании P-типа мы добавляем такой материал, как алюминий или алюминий-мин-мкм, у этого атома всего 3 электрона в его валентной оболочке. Следовательно, он не может предоставить своим четырем соседям электрон, которым они могут поделиться, поэтому одному из них придется обойтись без него. Это означает, что была создана дыра, в которой электрон может сидеть и занимать.

Теперь у нас есть два легированных куска кремния, в одном слишком много электронов, а в другом их недостаточно. Два материала соединяются, образуя PN-соединение, на этом стыке мы получаем так называемую область истощения.В этой области часть избыточных электронов со стороны n-типа переместится, чтобы занять дырку со стороны p-типа. Эта миграция образует барьер со скоплением электронов и дырок на противоположных сторонах.

Электроны заряжены отрицательно, поэтому дырки считаются заряженными положительно. Таким образом, это накопление приводит к образованию слегка отрицательно заряженной области и слегка положительно заряженной области. Это создает электрическое поле и предотвращает перемещение большего количества электронов.Разность потенциалов в этой области обычно составляет около 0,7 В.

Когда мы подключаем источник напряжения к обоим концам с плюсом, подключенным к материалу P-типа, это создаст прямое смещение, и электроны начнут течь. Источник напряжения должен быть выше барьера 0,7 В, иначе электроны не смогут совершить прыжок.

Когда мы меняем местами источник питания так, чтобы положительный полюс был подключен к материалу N-типа, электроны, удерживаемые в барьере, будут оттянуты обратно к положительному выводу, а отверстия будут оттянуты обратно к отрицательному выводу.Это вызвало обратный уклон.

В транзисторе NPN у нас есть два слоя материала N-типа, поэтому у нас есть два перехода и, следовательно, два барьера. Таким образом, обычно через него не может протекать ток.

Материал эмиттера N-типа сильно легирован, поэтому здесь много лишних электронов. База P-типа слегка легирована, поэтому здесь есть несколько отверстий. Коллектор N-типа умеренно легирован, поэтому здесь есть несколько лишних электронов.

Если мы подключили батарею между базой и эмиттером, положив положительный полюс на слой P-типа, это создаст прямое смещение.Прямое смещение вызывает коллапс барьера до тех пор, пока напряжение составляет не менее 0,7 вольт. Таким образом, барьер уменьшается, и электроны устремляются, заполняя пространство внутри материала P-типа. Некоторые из этих электронов займут отверстие и будут притягиваться к положительному выводу батареи. Слой P-типа тонкий и специально слегка легирован, поэтому вероятность попадания электронов в дырку мала. Остальные останутся свободно перемещаться по материалу. Следовательно, только небольшой ток будет вытекать из основного штифта, оставляя избыток электронов в материале P-типа.

Если мы затем подключим другую батарею между эмиттером и коллектором, с плюсом, подключенным к коллектору. Отрицательно заряженные электроны внутри коллектора будут притягиваться к положительному выводу, что вызывает обратное смещение. Если вы помните, при обратном смещении электроны и дырки барьера вытягиваются обратно.

Итак, электроны на стороне P-типа барьера притягиваются к стороне N-типа, а отверстия на стороне N-типа притягиваются обратно к стороне P-типа.В материале P-типа уже есть избыточное количество электронов, поэтому они будут двигаться, чтобы занять эти отверстия, и некоторые из них будут перетянуты, потому что напряжение этой батареи больше, поэтому притяжение намного выше. Когда эти электроны протягиваются, они перетекают в батарею, поэтому через переход обратного смещения возникает ток.

Более высокое напряжение на выводе базы полностью открывает транзистор, что означает больший ток и большее количество электронов, перемещающихся в слой P-типа, и, следовательно, большее количество электронов тянется через обратное смещение.Мы также видим, что на стороне эмиттера транзистора течет больше электронов, чем на стороне коллектора.

---

---

Что такое транзистор? | Основы электроники

Транзистор был изобретен в 1948 году в Bell Telephone Laboratories.

Изобретение транзистора стало беспрецедентным достижением в электронной промышленности. Это ознаменовало начало нынешней эпохи в секторе электроники. После изобретения транзистора технический прогресс стал более частым, наиболее заметным из которых были компьютерные технологии.Трое физиков, которые изобрели транзистор; Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн были удостоены Нобелевской премии. Учитывая изобретения, которые открыли транзисторы, можно утверждать, что это было самое важное изобретение двадцатого века.

От германия к кремнию

Транзисторы изначально производились с использованием германия. Это было стандартом для первого десятилетия производства транзисторов. Транзисторы на основе кремния, которые мы привыкли видеть сегодня, были приняты, потому что германий разрушается при температуре 180 градусов по Фаренгейту.

Функции транзистора

Функции транзистора заключаются в усилении и переключении. Возьмем для примера радио: сигналы, которые радио принимает из атмосферы, очень слабые. Радио усиливает эти сигналы через выход динамика. Это функция «усиления».

Для аналогового радио простое усиление сигнала заставит динамики воспроизводить звук. Однако для цифровых устройств форму входного сигнала необходимо изменить.Для цифрового устройства, такого как компьютер или MP3-плеер, транзистор должен переключать состояние сигнала на 0 или 1. Это «функция переключения»

Даже более сложные компоненты, такие как интегральные схемы, изготовленные из жидкого кремния, в основном представляют собой наборы транзисторов.

Резисторы и транзисторы

на одном кристалле

Изначально дискретные резисторы и транзисторы монтировались на одних и тех же печатных платах. Позже транзисторные микросхемы со встроенными резисторами были разработаны как цифровые транзисторы.Использование цифровых транзисторов в конструкциях имеет:
1. Они требуют меньше места для установки компонентов на печатной плате.
2. Они требуют меньше времени для монтажа компонентов на печатной плате.
3. Это уменьшает количество необходимых компонентов.

Цифровые транзисторы защищены одним из эксклюзивных патентов ROHM.

Первые транзисторы со встроенными резисторами были разработаны фирмой ROHM, получившей патентные права. Цифровые транзисторы также защищены одним из эксклюзивных патентов ROHM.

Как работает транзистор?

Одна аналогия, которая помогает объяснить, как работает транзистор, – это думать о нем как о водопроводном кране. В этом случае электрический ток работает как вода. Транзистор имеет три контакта: база, коллектор и эмиттер. Основание работает как ручка крана, коллектор подобен трубе, которая идет в кран, а эмиттер подобен отверстию, через которое льется вода. Поворачивая ручку крана с небольшим усилием, мы можем контролировать мощный поток воды.Эта вода течет по трубе и выходит из отверстия. Слегка повернув ручку крана, можно значительно увеличить скорость потока воды. Если закрыть полностью, вода не будет течь. Если открыть полностью, вода будет хлестать как можно быстрее!

Теперь мы можем погрузиться в правильное объяснение, используя диаграммы ниже. Транзистор имеет три контакта: эмиттер (E), коллектор (C) и базу (B). База контролирует ток от коллектора до эмиттера. Ток, протекающий от коллектора к эмиттеру, пропорционален току базы.IE = IB x hFE. Показанная схема использует коллекторный резистор (RL). Если через RL протекает ток Ic, на этом резисторе образуется напряжение, равное произведению IC x RL. Это означает, что напряжение на транзисторе равно: E2 – (RL x IC). IC приблизительно соответствует IE, поэтому, если IE = hFE x IB, то IC также равно hFE x IB. Следовательно, посредством подстановки напряжение на транзисторах E = E2 – (RL x lB x hFE).

(* 1) hfe: Коэффициент усиления постоянного тока транзистора.

Транзистор

Что такое транзистор – javatpoint

Транзистор – это разновидность полупроводникового устройства, сокращенно от переходного сопротивления, которое регулирует или управляет электрическим сигналом, таким как ток или напряжение. 23 декабря 1947 года его разработали три американских физика Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин. Как правило, это переключающее устройство или миниатюрное устройство, используемое для передачи слабого сигнала от цепи с коротким сопротивлением к цепи с высоким сопротивлением.Это компонент, состоящий из полупроводников. На рисунке ниже представлен пример транзистора. В большинстве электронных устройств транзистор является одним из ключевых компонентов, и он генерирует двоичные биты 0 и 1, которые используются компьютером для установления связи, а также для работы с логической логикой. В истории науки одним из самых важных изобретений считается транзистор, который формирует логические вентили при размещении в различных конфигурациях. Эти вентили объединяются в полные сумматоры или в массивы, известные как полусумматоры.В транзистор включены два PN-диода, которые соединены спина к спине. Транзистор A состоит из трех выводов: входа, выхода и управления переключением. Названия трех выводов, содержащихся в транзисторе, – эмиттер, база и коллектор. Эти имена клемм указаны на основе общей клеммы транзистора. Он широко встраивается в интегральные схемы или встречается в печатных платах в виде дискретных частей. Для современных электронных устройств это важный структурный блок.Легирование – химический процесс, используемый для создания транзисторов, в которых полупроводниковый материал получает дополнительный положительный заряд (P-тип) или дополнительный отрицательный заряд (N-тип). PNP или NPN – это две конфигурации для этого, со средним материалом, который функционирует как основа или регулятор потока. Через весь компонент проходит большое количество электричества при небольшом изменении напряжения или тока в среднем базовом слое, что может быть использовано в качестве усилителя. Детали транзистора Транзистор состоит из клемм или трех слоев полупроводниковых материалов, которые пропускают ток и устанавливают соединение с внешней цепью.С помощью других пар клемм ток регулируется напряжением. Транзистор имеет три вывода: . База: Основная функция клеммы базы – активировать транзистор, который создает две схемы; выходная цепь коллектор и вход с эмиттером. Для его изготовления используются тонкие слои, которые представляют собой среднюю часть транзистора. Низкое сопротивление цепи обеспечивается схемой эмиттер-база, которая смещена в прямом направлении.Более высокое сопротивление цепи обеспечивает переход коллектор-база, расположенный в противоположном направлении. Коллектор: Это левая часть диода и положительный вывод транзистора. Удаление большинства зарядов из соединения с базой – основная функция коллектора. Эмиттер: Эмиттерный диод – это правая часть диода, которая работает в большом секторе основной несущей. Это отрицательный вывод транзистора, который служит основным носителем заряда к базе. Обозначения транзисторов Транзистор NPN и транзистор PNP – это два типа транзисторов. Точно так же транзистор, который имеет два слоя материала P-типа и один слой материала N-типа, называется PNP-транзистором. На рисунке ниже представлен символ транзисторов NPN и PNP. Символ стрелки описывает поток эмиттерного тока с прямым смещением, который реализуется в переходе эмиттер-база. Направление тока является основным отличием транзисторов PNP и NPN. При подключении NPN обычный ток выходит из эмиттера, как указано с помощью исходящей стрелки на рисунке. Точно так же в соединении PNP обычный ток течет в эмиттер; это можно увидеть на рисунке, который изображен направленной внутрь стрелкой. Типы транзисторов Транзисторы в основном бывают двух типов в зависимости от того, как они используются в схеме, а именно: Биполярный переходной транзистор (BJT) Биполярные переходные транзисторы – это типы транзисторов, которые состоят из клемм, базы, эмиттера и коллектора.Считается устройством с регулируемым током. Значительно больший ток, протекающий между коллектором и выводом эмиттера, можно контролировать с помощью небольшого тока, поступающего в базовую область транзистора. Кроме того, у BJT (биполярного переходного транзистора) есть два других основных типа, PNP-транзистор и NPN-транзистор, которые обсуждаются ниже: PNP-транзистор: Другой тип транзисторов с биполярным переходом, который имеет два полупроводниковых материала p-типа, где материал n-типа вводится или помещается между ними.И для разделения этих материалов используется тонкий полупроводниковый слой n-типа. Два последовательно включенных кристаллических диода содержатся в транзисторе PNP. Кроме того, в такой конфигурации устройство контролирует протекание тока. Левая сторона диодов в этом транзисторе известна как диод эмиттер-база, а правая сторона диодов известна как диод коллектор-база. В транзисторах PNP электроны являются неосновными носителями заряда, а дырки – основными носителями заряда. Символ стрелки в этом транзисторе предназначен для обозначения обычного протекания тока.В этом транзисторе ток протекает от вывода эмиттера к выводу коллектора. На рисунке ниже показан транзистор PNP с символом. Транзистор NPN: Один из других типов транзисторов с биполярным переходом (BJT), который широко используется в схеме и состоит из тонкого полупроводникового слоя p-типа между двумя материалами n-типа. Основная функция транзистора NPN – преобразовывать слабые сигналы в сильные. В NPN-транзисторе ток движется в транзисторах, когда электроны переходят от эмиттера к области коллектора.По сравнению с подвижностью дырок подвижность электронов выше у NPN-транзисторов; следовательно, они широко используются в настоящее время. На рисунке ниже изображен NPN-транзистор с символом. Полевой транзистор Три клеммы, затвор, исток и сток, используются для создания полевых транзисторов (FET). Такие транзисторы считаются устройствами с регулируемым напряжением. Клемма затвора управляет током между истоком и стоком. Полевой транзистор с каналом P или полевой транзистор с каналом N в этом транзисторе используются для проводимости. Значение импеданса цепи обратно пропорционально току в соответствии с законом Ома. Это означает, что при высоком импедансе ток очень низкий. Таким образом, полевые транзисторы потребляют очень небольшой ток от источника питания схемы. На изображении ниже показан полевой транзистор. Следовательно, элементы питания исходной схемы, подключенные к транзисторам, не нарушаются транзисторами. По сравнению с биполярными транзисторами, полевые транзисторы не обладают высоким усилением, которое является основным ограничением полевых транзисторов. Полевые транзисторы обладают такими преимуществами, как меньшая нагрузка, простота изготовления и меньшая стоимость. Однако биполярные транзисторы лучше в том смысле, что они предлагают большее усиление. JFET и MOSFET являются основными типами полевых транзисторов (FET). Хотя полевые МОП-транзисторы и полевые транзисторы очень близки друг к другу, полевые МОП-транзисторы имеют более высокие значения входного импеданса по сравнению с полевыми транзисторами. FET включает в себя некоторые функции, которые обсуждаются ниже: Этот транзистор имеет высокое входное сопротивление, через которое будет протекать входной ток из-за обратного смещения. В полевом транзисторе носители заряда отвечают за передачу электронов или дырок, что делает его униполярным. Иногда этот транзистор называют устройством, управляемым напряжением; это происходит, когда входное напряжение затвора регулирует напряжение переключения полевого транзистора. По сравнению с биполярными транзисторами, полевые транзисторы имеют меньше шума, поскольку в полосе проводимости отсутствуют переходы. Характеристика усиления – это отношение изменения входного напряжения и тока изменения o / p; следовательно, это можно сделать с крутизной. Некоторая разница между FET и BJT BJT – биполярное устройство, тогда как FET – униполярное устройство. BJT – это устройство, управляемое током, а FET – устройство, управляемое напряжением. По сравнению с BJT, полевые транзисторы имеют меньше шума. Термостойкость полевого транзистора высокая, а у BJT низкая. Характеристика усиления BJT может быть выполнена с помощью усиления по напряжению, тогда как в FET с помощью крутизны. Работа транзистора Обычно транзисторы изготавливаются из кремния, так как они имеют больший ток, высокое напряжение и меньшую температурную чувствительность.Базовый ток устанавливается секцией эмиттер-база, находящейся в прямом смещении, которая движется через базовую область. Базовый ток имеет очень маленькую величину. Ток базы отвечает за создание дыры в области базы или за переход электронов в область коллектора. По сравнению с эмиттером, транзисторы имеют меньшее количество электронов, так как база транзистора слегка легирована и очень тонкая. Немногочисленные электроны эмиттера перемещаются в область коллектора. Следовательно, можно сказать, что за счет изменения базовой области получается большой ток коллектора. История транзистора Важнейшим компонентом электронного устройства является транзистор, который управляет электрическим сигналом, таким как ток или напряжение. Хотя электронная лампа была разработана эксцентричным американским изобретателем Ли Де Форестом в 1906 году, она потребляла много электроэнергии и была громоздкой по размеру. Кроме того, транзистор был подходящим решением для работы с электроникой, поскольку он потребляет гораздо меньше энергии и имеет небольшие размеры по сравнению с электронными лампами. Во время войны команда сделала радар возможным благодаря использованию некоторых достижений в исследованиях полупроводников. 23 декабря 1947 года транзистор был разработан тремя американскими физиками Уильямом Шокли, Уолтером Браттейном и Джоном Бардином и успешно продемонстрирован в Bell Laboratories в Мюррей-Хилле, штат Нью-Джерси. Однако, по сравнению с двумя другими, Уильям Шокли сыграл важную или совершенно иную роль в процессе разработки транзистора. Шокли работал над этим типом проектов более десяти лет. Хотя у него была возможность успешно разработать теорию, он не смог построить работающую модель после восьми лет практики. Для управления проектированием и разработкой были вызваны Бардин и Браттейн. И они создали «точечный» транзистор. Но биполярный транзистор был разработан Шокли, который заменил транзистор с точечным контактом, и он превзошел его. Поэтому Шокли сыграл большую роль в изобретении транзистора. Уильям Шокли пошел работать в Bell Labs, когда он завершил свою работу. докторская по специальности квантовая физика В 1936 году он начал работать над основами транзистора – теорией физики твердого тела.Тонкий провод был включен в детекторы сигналов ранних радиоприемников, которые попадали на кристалл галенита. Эта тонкая проволока была известна как кошачий ус. Однако эти ранние радиоприемники не могли работать последовательно. Но это было основой для «точечного» транзистора, принципа работы кристаллического детектора. В первом транзисторе вместо галенита Браттейн и Бардин использовали германий. Однако они использовали похожие кошачьи усы. Биполярный транзистор, разработанный Шокли, устранил проблемные точечные контакты . В 1954 году компания Texas Instruments из Далласа впервые начала коммерческое производство переходных транзисторов для портативных радиоприемников.В том же 1954 году IBM объявила, что планирует заменить электронные лампы транзисторами из своих компьютеров, и представила свой первый компьютер с 2000 транзисторами. Производство транзисторов также было начато доминирующей на рынке японской компанией Sony. Вместо электронных ламп Sony начала производить телевизоры на транзисторах в 1960-х годах. На смену электронным лампам пришли транзисторы, и почти технология электронных ламп устарела.По состоянию на 2016 год самый мощный компьютерный процессор может включать более семи миллиардов транзисторов. Преимущества и недостатки транзисторов В таблице ниже приведены преимущества и недостатки транзистора. ПРЕИМУЩЕСТВА НЕДОСТАТКИ Выходное сопротивление транзистора самое низкое для усилителя BJT с общим коллектором, а его входное сопротивление самое высокое. Он потребляет очень низкое напряжение и используется в качестве источника тока с регулируемым током. Он имеет более длительный срок службы и выдерживает механическую вибрацию. Стоимость у него не очень высока, да и размер небольшой. В транзисторе катодный нагреватель не потребляет мощность. Точку отказа в транзисторе трудно отследить из-за его малых размеров. Также непросто распаять и заменить новые. Технология изготовления транзисторов очень сложна. Из-за второй поломки или перегрева взлетно-посадочной полосы его можно легко повредить. Кроме того, обратная блокирующая способность очень мала.

Транзисторы – Введение

разработка электронной промышленности, как мы видим сегодня, началась с изобретение транзистора. Работа транзистора может легко понять, если у вас уже есть знания о полупроводниках диоды. Если вы ничего не знаете о диодах, не волнуйся.Это руководство предоставит полное руководство по транзисторы, которые помогают новичкам легко понять концепция.

В в предыдущих уроках мы видели, что диоды состоят из комбинация n-типа и р-типа полупроводник. Когда соединяется полупроводник p-типа с полупроводником n-типа, p-n между ними образуется стык.Этот p-n переход образует самый популярный прибор, известный как полупроводниковый диод. An добавление еще одного слоя к диоду с p-n переходом формирует Трехконтактное устройство называется транзистором. Термин транзистор обычно относится к биполярному переходному транзистору (BJT).

Нравится диод с p-n переходом, транзистор также состоит из комбинация полупроводниковых слоев p-типа и n-типа.Однако, в отличие от диода с p-n переходом, транзистор содержит один полупроводниковый слой p-типа и два полупроводникового слоя n-типа или один полупроводниковый слой n-типа и два полупроводниковых слоя p-типа.

Транзистор который состоит из одного полупроводника p-типа и двух полупроводников n-типа слоев известен как транзистор n-p-n, тогда как транзистор который состоит из одного полупроводника n-типа и двух полупроводников p-типа слои известны как p-n-p транзистор.

тип N а полупроводники p-типа являются внешними полупроводники. В полупроводнике n-типа свободные электроны являются основными носителями заряда и дырками являются неосновными носителями заряда, тогда как в р-типе полупроводник, дырки являются основными носителями заряда и свободными электроны являются неосновными носителями заряда.Поэтому в Свободные электроны полупроводника n-типа переносят большую часть тока тогда как в полупроводниках p-типа дырки несут большую часть Текущий.

Транзистор определение

А Транзистор – это трехконтактный полупроводниковый прибор, который усиливает или переключает поток тока.

или

А транзистор – электронное устройство, контролирующее ток flow или переключает текущий поток.

или

А транзистор – электронное устройство, контролирующее движение электронов (носителей заряда).

или

А транзистор – это небольшое электронное устройство, которое контролирует поток электрического тока.

Краткая история транзисторов

транзистор была успешно продемонстрирована 23 декабря 1947 г. в Bell Лаборатории, Нью-Джерси.Три человека, которым приписывают изобретением транзистора были Джон Бардин, Уильям Шокли и Уолтер Браттейн. Среди этих трех человек, Уильям Шокли сыграл ключевую роль в изобретении транзистор.

Что такое транзистор?

Транзистор – это трехконтактный полупроводниковый прибор, усиливающий электронные сигналы, такие как радио и телевизионные сигналы.До появления транзисторов электронные лампы используются для усиления электронных сигналов. Но в наши дни электронные лампы заменяются транзисторами из-за их различные преимущества перед электронными лампами.

различные преимущества и недостатки транзисторов и вакуума пробирки следующие:

Преимущества вакуумные лампы

• Вакуумные лампы легко заменяется.
• Толерантность к большие перегрузки и напряжение шипы
• Superior качество звука

Недостатки ламп накаливания

• Высокая мощность расход
• Высокая стоимость
• Вакуумные лампы очень громоздкие.Так они занимают больше места.
• Высокое напряжение необходим для работы электронных ламп.
• Продукция большая жара
• Нижний эффективность

Преимущества транзисторы

• Низкая мощность расход
• Низкая стоимость
• Малый размер
• Выше эффективность
• Низкое напряжение нужен для работы транзисторов
• Высокая физическая прочность, чем у электронных ламп
• Продавать далеко меньше тепла, чем у электронных ламп
• Транзисторы легче электронных ламп

Недостатки транзисторов

• Меньше толерантность к перегрузкам и скачкам напряжения по сравнению с электронными лампами
• Техническое обслуживание очень сложно
• Это сложно заменить транзистор

Классификация транзисторов

транзисторы классификацию можно понять, наблюдая за деревом ниже диаграмма.

транзисторы в основном делятся на два типа: Биполярный переход Транзистор (BJT) и полевой транзистор (FET). В биполярном Junction Transistor (BJT), как свободные электроны, так и дырки проводят электрический ток, тогда как в полевом транзисторе (FET) либо свободные электроны, либо дырки проводят электрический ток.

Биполярные переходные транзисторы (BJT) снова подразделяются на два типа: это транзисторы NPN и PNP.

Полевые транзисторы (FET) подразделяются на два типа: JFET и MOSFET. JFET – это аббревиатура от Junction Field Effect. Транзистор и MOSFET расшифровываются как Metal Oxide Semiconductor. Полевой транзистор.

Переходные полевые транзисторы (JFET) в режиме истощения делятся на два типа: N-канал и P-канал.

MOSFET-транзисторы подразделяются на два типа: истощенные. режим MOSFET и режим расширения MOSFET.

истощение Режим MOSFET подразделяется на два типа: N-канальный и П-канал.

улучшение Режим MOSFET подразделяется на два типа: N-канальный и П-канал.

Что такое транзистор и как он работает

Изобретение Этот беспрецедентный поток инноваций начался в середине 40-х годов, когда группа ученых из Bell Labs решила найти решение, которое заменило бы вакуумную лампу и механические реле чем-то лучшим, более надежным, более совершенным. эффективный, менее затратный в обслуживании.16 декабря 1947 года Уолтер Браттейн при поддержке своей команды и всего научного сообщества Bell Labs внес еще одну корректировку в свое странно выглядящее приспособление, состоящее из германия, золотых полосок, изоляторов и провода и впервые наблюдал усиление входного сигнала. Транзистор родился и неосознанно, в век информации. Лауреаты Нобелевской премии Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли впоследствии разработали методы, делающие эту технологию практичной, эффективно обучая промышленное сообщество тому, как использовать ее для создания приложений, от слуховых аппаратов до телефонных коммутаторов, от переносные радиоприемники к телевизорам. Изобретенный в Bell Laboratories в 1947 году, транзистор стал результатом попыток найти лучший усилитель и замену механическим реле. Электронная лампа усиливала музыку и голос в первой половине 20-го века, и это сделало междугородные звонки практичными. Но он потреблял много энергии, работал горячим и быстро перегорал. Телефонная сеть требовала сотен тысяч реле для соединения цепей для совершения звонков. Сетевые реле были механические устройства, требующие регулярного обслуживания для очистки и регулировки. Более дешевый в изготовлении, чем электронная лампа, и гораздо более надежный, транзистор снизил стоимость и улучшил качество телефонных услуг и, казалось бы, в одночасье, породил бесчисленное количество новых продуктов и целые новые отрасли промышленности. Как работает транзистор Транзистор имеет множество применений, но только две основные функции: переключение и модуляция – последняя часто используется для усиления. В простейшем смысле транзистор работает как диммер в вашей гостиной.Нажмите ручку диммера, свет загорится; нажмите еще раз, свет погаснет. Вуаля! Переключатель. Вращайте ручку вперед и назад, и свет станет ярче, тусклее, ярче, тусклее. Вуаля! Модулятор. Чтобы понять усиление, подумайте о это: относительно легкое действие, которое вы выполняете, чтобы повернуть ручку из низкого положения в высокое, приводит к гораздо более впечатляющей реакции света – вся комната сияет светом! Вуаля! Усилитель. И диммер, и транзистор управляют током, будь то лампа или устройство, которое нужно активировать.Оба действуют как переключатель – включение / выключение – и как модулятор / усилитель – высокий / низкий. Важное отличие состоит в том, что «рука», управляющая транзистором, в миллионы раз быстрее. А также он подключен к другому электрическому источнику – радиосигналу в антенне, например, к голосу в микрофон, или сигналу данных в компьютерной системе, или даже к другому транзистору. Транзисторы изготовлены из полупроводников, таких как кремний и арсенид галлия. Эти материалы умеренно хорошо переносят электричество – недостаточно хорошо, чтобы называться проводником, как медные провода; не так уж плохо, чтобы называться изолятором, как кусок стекла.Отсюда их название: полупроводник. «Магия», которую выполняет транзистор, заключается в его способности управлять своей собственной полупроводимостью, а именно действовать как проводник, когда это необходимо, или как изолятор (непроводник), когда это необходимо. Полупроводники различаются по своему электрическому действию. Помещение тонкого кусочка полупроводника одного типа между двумя пластинами другого типа приводит к поразительным результатам: небольшой ток в центральном пластине может управлять потоком тока между двумя другими.Этот небольшой ток в среднем слое – это сок, который вырабатывается, например, антенной или другим транзистором. Даже при слабом входном токе, например, от радиосигнала, прошедшего большое расстояние, Транзистор может управлять сильным током от другой цепи через себя. Фактически, ток через «выходную сторону» транзистора имитирует поведение тока через «входную сторону». В результате получается сильная, усиленная версия слабого радиосигнала. Что делают транзисторы? .Создайте последовательность в одну сторону, и можно будет заставить микросхему усиливать слабые антенные сигналы до богатого квадрофонического звука высокой точности. Создайте чип по-другому, и транзисторы взаимодействуют, создавая таймеры для управления часами или микроволновой печью, или датчики для мониторинга. температуры, обнаруживать злоумышленников или контролировать колеса автомобиля от блокировки (системы ABS). Расположите транзисторы в другом массиве и создайте арифметические и логические процессоры, которые заставляют калькуляторы выполнять вычисления, компьютеры – вычислять, «обрабатывать» слова, искать информацию в сложных базах данных, сети «разговаривать» друг с другом или системы, передающие голос, данные, графика и видео для создания наших коммуникационных сетей. Для выполнения такой простой задачи, как сложение одного и одного, может потребоваться множество транзисторов, соединенных в группы, называемые логическими вентилями. Но если собрать достаточно транзисторов вместе в соответствующие схемы, транзисторы в конечном итоге избавят вас от больших задач, работая быстро, включая и выключая 100 миллионов раз в секунду или больше – и работая в огромных командах. Такие дискретные компоненты, как в старые времена, тысяча транзисторов занимала бы десятки печатных плат размером с открытку. Больше новостей Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт