Обозначение эмиттер база коллектор на схеме: Как определить выводы транзистора – где у транзистора база, эмиттер, коллектор, обозначение выводов

Содержание

Обозначение параметров биполярных транзисторов

ОБОЗНАЧЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ (ГОСТ 20003-74)

* Примечание. Частота, равная произведению модуля коэффициента передачи тока на частоту измерения, которая находится в диапазоне частот, где справедлив закон изменения модуля коэффициента передачи тока 6 дБ на октаву

Буквенное обозначение		Термин	Определение
отечественное	международное	Термин	Определение
I_КБО	I_CBO	обратный ток коллектора	ток через коллекторный переход при заданном обратном напряжении коллектор-база и разомкнутом выводе эмиттера
I_ЭБО	I_EBO	обратный ток эмиттера	ток через эмиттерный переход при заданном обратном напряжении эмиттер-база и разомкнутом выводе коллектора
I_КЭО	I_CEO	обратный ток коллектора при замкнутом выводе базы	ток в цепи коллектор-эмиттер при заданном обратном напряжении коллектор-эмиттер и разомкнутом выводе базы
I_КЭК	I_CES	обратный ток коллектора при короткозамкнутых выводах эмиттера и базы	ток в цепи коллектор-эмиттер при заданном обратном напряжении коллектор-эмиттер и короткозамкнутых выводах эмиттера и базы
U_{КЭО гр}	U_{(L) CEO}	граничное напряжение биполярного транзистора	напряжение между выводами коллектора и эмиттера при токе базы, равном нулю и заданном токе эмиттера
U_{КЭ нас}	U_{CE sat}	напряжение насыщения коллектор-эмиттер	напряжение между выводами коллектора и эмиттера в режиме насыщения при заданных токах базы и коллектора
U_{БЭ нас}	U_{BE sat}	напряжение насыщения база-эмиттер	напряжение между выводами базы и эмиттера в режиме насыщени япри заданных токах базы и коллектора
h_11э	–	входное сопротивление в режиме малого сигнала в схеме с общим эмиттером	отношение изменения напряжения на входе к вызвавшему его изменению входного тока в режиме короткого замыкания по переменному току на выходе транзистора в схеме с общим эмиттером
h_11б	–	входное сопротивление в режиме малого сигнала в схеме с общей базой	отношение изменения напряжения на входе к вызвавшему его изменению входного тока в режиме короткого замыкания по переменному току на выходе транзистора в схеме с общей базой
h_21э	–	коэффициент передачи тока биполярного транзистора в режиме с общим эмиттером	отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению входного тока в режиме короткого замыкания по переменному току на выходе транзистора в схеме с общим эмиттером
h_22э	–	выходная полная проводимость биполярного транзистора в режиме малого сигнала при холостом ходе с общим эмиттером	отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению выходного напряжения в режиме холостого хода входной цепи по переменному току в схеме с общим эмиттером
h_22б	–	выходная полная проводимость биполярного транзистора в режиме малого сигнала при холостом ходе с общей базой	отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению выходного напряжения в режиме холостого хода входной цепи по переменному току в схеме с общей базой
h_21Э	h_21E	статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером	отношения постоянного тока к постоянному току базы при заданных постоянном обратном напряжении коллектор-эмиттер и токе эмиттера в схеме с общим эмиттером
f_h31	–	предельная частота коэффициента передачи тока биполярного транзистора	частота, на которой модуль коэффициента передачи тока падает на 3 дБ по сравнению с его низкочастотным значением
f_гр	f_T	граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером	частота, при которой модуль коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером экстраполируется к единице *
f_max	f_max	максимальная частота генерации биполярного транзистора	наибольшая частота, при которой транзистор способен генерировать в схеме автогенератора
K_ш	F	коэффициент шума биполярного транзистора	отношение мощности шумов на выходе транзистора к той ее части, которая вызвана тепловыми шумами сопротивления источника сигнала
t_рас	t_s	время рассасывания для биполярного транзистора	интервал времени между моментом подачи на базу запирающего импульса и моментом, когда напряжение на коллекторе транзистора достигает заданного уровня
t_вкл	t_on	время включения транзистора	интервал времени, являющийся суммой времени нарастания
Cэ	Ce	емкость эмиттерного перехода	емкость между выводами эмиттера и базы транзистора при заданных обратном напряжении эмиттер-база и режиме коллекторной цепи
Cк	Cc	емкость коллекторного перехода	емкость между выводами базы и коллектора транзистора при заданных обратном напряжении коллектор-база и режиме эмиттерной цепи
t_к	t_c	постоянная времени цепи обратной связи на высокой частоте биполярного транзистора	произведение сопротивления базы на активную емкость коллекторного перехода
*термины, относящиеся к режимам эксплуатации (измерений)*
I_К	I_G	постоянный ток коллектора	постоянный ток, протекающий через коллекторный переход
I_Э	I_E	постоянный ток эмиттера	постоянный ток, протекающий через эмиттерный переход
I_Б	I_B	постоянный ток базы	постоянный ток, протекающий через базовый вывод
P_вых	P_out	выходная мощность биполярного транзистора	мощность, которую отдает транзистор в типовой схеме генератора (усилителя) на заданной частоте
*термины, относящиеся к максимально допустимым параметрам*
I_{К max}	I_{C max}	максимальный постоянный ток коллектора	–
I_{Б max}	I_{B max}	максимальный постоянный ток базы	–
I_{К, и max}	I_{CM max}	максимальный импульсный ток коллектора	–
I_{К нас max}	I_{C sat max}	максимальный постоянный ток коллектора в режиме насыщения	–
U_{ЭБ max}	U_{EB max}	максимальное постоянное напряжение эмиттер-база	–
U_{КБ max}	U_{CB max}	максимальное постоянное напряжение коллектор-база	–
U_{КЭ max}	U_{CE max}	максимальное постоянное напряжение коллектор-эмиттер	–
U_{КЭR max}	U_{CER max}	максимальное постоянное напряжение коллектор-эмиттер	максимально допустимое постоянное напряжение между выводами коллектора и эмиттера при заданном токе коллектора и сопротивлении в цепи база-эмиттер
U_{КЭ, и max}	U_{CEM max}	максимальное импульсное напряжение коллектор-эмиттер	–
U_{КБ, и max}	U_{CBM max}	максимальное импульсное напряжение коллектор-база	–
P_{К max}	P_{C max}	максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора	–
P_{и max}	P_{RM max}	максимальная импульсная рассеиваемая мощность биполярного транзистора	–
P_max	P_{tot max}	максимальная импульсная рассеиваемая мощность транзистора	–

Эмиттер коллектор база на схеме

Проверяем транзистор мультиметром на исправность

Опытные электрики и электронщики знают, что для полной проверки транзисторов существуют специальные пробники.

С помощью них можно не только проверить исправность последнего, но и его коэффициент усиления — h31э.

СОДЕРЖАНИЕ (нажмите на кнопку справа):

Необходимость наличия пробника

Пробник действительно нужный прибор, но, если вам необходимо просто проверить транзистор на исправность вполне подойдет и мультиметр.

Устройство транзистора

Прежде, чем приступить к проверке, необходимо разобраться что из себя представляет транзистор.

Он имеет три вывода, которые формируют между собой диоды (полупроводники).

Каждый вывод имеет свое название: коллектор, эмиттер и база. Первые два вывода p-n переходами соединяются в базе.

Один p-n переход между базой и коллектором образует один диод, второй p-n переход между базой и эмиттером образует второй диод.

Оба диода подсоединены в схему встречно через базу, и вся эта схема представляет собой транзистор.

Ищем базу, эмиттер и коллектор на транзисторе

Как сразу найти коллектор.

Чтобы сразу найти коллектор нужно выяснить, какой мощности перед вами транзистор, а они бывают средней мощности, маломощные и мощные.

Транзисторы средней мощности и мощные сильно греются, поэтому от них нужно отводить тепло.

Делается это с помощью специального радиатора охлаждения, а отвод тепла происходит через вывод коллектора, который в этих типах транзисторов расположен посередине и подсоединен напрямую к корпусу.

Получается такая схема передачи тепла: вывод коллектора – корпус – радиатор охлаждения.

Если коллектор определен, то определить другие выводы уже будет не сложно.

Бывают случаи, которые значительно упрощают поиск, это когда на устройстве уже есть нужные обозначения, как показано ниже.

Производим нужные замеры прямого и обратного сопротивления.

Однако все равно торчащие три ножки в транзисторе могу многих начинающих электронщиков ввести в ступор.

Как же тут найти базу, эмиттер и коллектор?

Без мультиметра или просто омметра тут не обойтись.

Итак, приступаем к поиску. Сначала нам нужно найти базу.

Берем прибор и производим необходимые замеры сопротивления на ножках транзистора.

Берем плюсовой щуп и подсоединяем его к правому выводу. Поочередно минусовой щуп подводим к среднему, а затем к левому выводам.

Между правым и среднем у нас, к примеру, показало 1 (бесконечность), а между правым и левым 816 Ом.

Эти показания пока ничего нам не дают. Делаем замеры дальше.

Теперь сдвигаемся влево, плюсовой щуп подводим к среднему выводу, а минусовым последовательно касаемся к левому и правому выводам.

Опять средний – правый показывает бесконечность (1), а средний левый 807 Ом.

Это тоже нам ничего не говорить. Замеряем дальше.

Теперь сдвигаемся еще левее, плюсовой щуп подводим к крайнему левому выводу, а минусовой последовательно к правому и среднему.

Если в обоих случаях сопротивление будет показывать бесконечность (1), то это значит, что базой является левый вывод.

А вот где эмиттер и коллектор (средний и правый выводы) нужно будет еще найти.

Теперь нужно сделать замер прямого сопротивления. Для этого теперь делаем все наоборот, минусовой щуп к базе (левый вывод), а плюсовой поочередно подсоединяем к правому и среднему выводам.

Запомните один важный момент, сопротивление p-n перехода база – эмиттер всегда больше, чем p-n перехода база – коллектор.

В результате замеров было выяснено, что сопротивление база (левый вывод) – правый вывод равно 816 Ом, а сопротивление база – средний вывод 807 Ом.

Значит правый вывод — это эмиттер, а средний вывод – это коллектор.

Итак, поиск базы, эмиттера и коллектора завершен.

Как проверить транзистор на исправность

Чтобы проверить транзистор мультиметром на исправность достаточным будет измерить обратное и прямое сопротивление двух полупроводников (диодов), чем мы сейчас и займемся.

В транзисторе обычно существуют две структуру перехода p-n-p и n-p-n.

P-n-p – это эмиттерный переход, определить это можно по стрелке, которая указывает на базу.

Стрелка, которая идет от базы указывает на то, что это n-p-n переход.

P-n-p переход можно открыть с помощью минусовое напряжения, которое подается на базу.

Выставляем переключатель режимов работы мультиметра в положение измерение сопротивления на отметку «200».

Черный минусовой провод подсоединяем к выводу базы, а красный плюсовой по очереди подсоединяем к выводам эмиттера и коллектора.

Т.е. мы проверяем на работоспособность эмиттерный и коллекторный переходы.

Показатели мультиметра в пределах от 0,5 до 1,2 кОм скажут вам, что диоды целые.

Теперь меняем местами контакты, плюсовой провод подводим к базе, а минусовой поочередно подключаем к выводам эмиттера и коллектора.

Настройки мультиметра менять не нужно.

Последние показания должны быть на много больше, чем предыдущие. Если все нормально, то вы увидите цифру «1» на дисплее прибора.

Это говорит о том, что сопротивление очень большое, прибор не может отобразить данные выше 2000 Ом, а диодные переходы целые.

Преимущество данного способа в том, что транзистор можно проверить прямо на устройстве, не выпаивая его оттуда.

Хотя еще встречаются транзисторы где в p-n переходы впаяны низкоомные резисторы, наличие которых может не позволить правильно провести измерения сопротивления, оно может быть маленьким, как на эмиттерном, так и на коллекторном переходах.

В данном случае выводы нужно будет выпаять и проводить замеры снова.

Признаки неисправности транзистора

Как уже отмечалось выше если замеры прямого сопротивления (черный минус на базе, а плюс поочередно на коллекторе и эмиттере) и обратного (красный плюс на базе, а черный минус поочередно на коллекторе и эмиттере) не соответствуют указанным выше показателям, то транзистор вышел из строя.

Другой признак неисправности, это когда сопротивление p-n переходов хотя бы в одном замере равно или приближено к нулю.

Это указывает на то, что диод пробит, а сам транзистор вышел из строя. Используя данные выше рекомендации, вы легко сможете проверить транзистор мультиметром на исправность.

Как определить выводы неизвестного биполярного транзистора

Что будет, если перепутать коллектор и эмиттер в схеме

Для опыта мы возьмем простой и всеми нами любимый транзистор КТ815Б:

Соберем знакомую вам схемку:

Для чего я поставил перед базой резистор, читаем здесь.

На Bat1 выставляю напряжение в 2,5 вольта. Если подавать более 2,5 Вольт, то лампочка уже ярче гореть не будет. Скажем так, это граница, после которой дальнейшее повышение напряжение на базе не играет никакой роли на силу тока в нагрузке

На Bat2 я выставил 6 Вольт, хотя лампочка у меня на 12 Вольт. При 12 Вольтах транзистор у меня ощутимо грелся, и я не хотел его спалить. Здесь мы видим, какую силу тока потребляет наша лампочка и даже можем рассчитать мощность, которую она потребляет, перемножив эти два значения.

Ну и как вы видели, лампочка горит и схема нормально работает:

Но что случится, если мы перепутаем коллектор и эмиттер? По логике, у нас ток должен течь от эмиттера к коллектору, потому как базу мы не трогали, а коллектор и эмиттер состоят из N полупроводника.

Но на практике лампочка гореть не хочет.

Потребление на блоке питания Bat2 каких-то 10 миллиампер. Значит, ток через лампочку все-таки течет, но очень слабый.

Почему при правильном подключении транзистора ток течет нормально, а при неправильном нет? Дело все в том, транзистор делают не симметричным.

В транзисторах площадь соприкосновения коллектора с базой намного больше, чем эмиттера и базы. Поэтому, когда электроны устремляются из эмиттера к коллектору, то почти все они “ловятся” коллектором, а когда мы путаем выводы, то не все электроны из коллектора “ловятся” эмиттером.

Кстати, чудом не пробило P-N переход эмиттер-база, так как напряжение подавали в обратной полярности. Параметр в даташите U_{ЭБ макс} . Для этого транзистора критическое напряжение считается 5 Вольт, у нас же оно было даже чуть выше:

Итак, мы с вами узнали, что коллектор и эмиттер неравнозначны. Если в схеме мы перепутаем эти выводы, то может произойти пробой эмиттерного перехода и транзистор выйдет из строя. Так что, не путайте выводы биполярного транзистора ни в коем случае!

Как определить выводы транзистора

Способ №1

Думаю, самый простой. Скачать на этот транзистор даташит. В каждом нормальном даташите есть рисуночек с подробными надписями, где какой вывод. Для этого вводим в гугл или яндекс крупненькие циферки и буковки, которые написаны на транзисторе, и рядышком добавляем слово “даташит”. Пока еще не было такого, чтобы я не отыскивал даташит на какой-то радиоэлемент.

Способ №2

Думаю, с поиском вывода базы проблем возникнуть не должно, если учесть, что транзистор состоит из двух диодов, включенных последовательно или катодами, или анодами:

Здесь все просто, ставим мультиметр на значок прозвонки “•)))” и начинаем пробовать все вариации, пока не найдем эти два диода. Вывод, где эти диоды соединяются либо анодами, либо катодами – это и есть база. Чтобы найти коллектор и эмиттер, сравниваем падение напряжение на этих двух диодах. Между коллектором и базой ом оно должно быть меньше, чем между эмиттером и базой. Давайте проверим, так ли это?

Для начала рассмотрим транзистор КТ315Б:

Ставим мультиметр на прозвонку и базу находим без проблем. Теперь замеряем падение напряжения на обоих переходах. Падение напряжения на базе-эмиттере 794 милливольт

Падение напряжения на коллекторе-базе 785 милливольт. Мы убедились, что падение напряжения между коллектором и базой меньше, чем между эмиттером и базой. Следовательно, средний синий вывод – это коллектор, а красный слева – эмиттер.

Проверим еще транзистор КТ805АМ. Вот его цоколевка (расположение выводов):

Это у нас транзистор структуры NPN. Предположим, базу нашли (красный вывод). Узнаем, где у него коллектор, а где эмиттер.

Делаем первый замер.

Делаем второй замер:

Следовательно, средний синий вывод – это коллектор, а желтый слева – эмиттер.

Проверим еще один транзистор – КТ814Б. Он у нас PNP структуры. База у него – синий вывод. Замеряем напряжение между синим и красным выводом:

а потом между синим и желтым:

Во фак! И там и там 720 милливольт.

Этот способ этому транзистору не помог. Ну не переживайте, для этого есть третий способ…

Способ №3

Почти в каждом современном муль тиметре есть 6 маленьких отверстий, и рядом какие-то буковки, что-то типа NPN, PNP, E, C, B. Вот эти шесть крохотных отверстий как раз и предназначены для того, чтобы замерять коэффициент бета. Я же эти отверстия буду называть дырками. На отверстия они не очень похожи))).

Ставим крутилку мультиметра на значок “h_FE“.

Определяем какой он проводимости, то есть NPN или PNP, в такую секцию его и толкаем. Проводимость определяем расположением диодов в транзисторе, если не подзабыли. Берем наш транзистор, которые в обе стороны показал одинаковое падение напряжения на обоих P-N переходах, и суем базу в ту дырочку, где буковка “В”.

Далее суем оставшихся два вывода в дырочки С и Е в этом ряду и смотрим на показания мультика:

Базу не трогаем, а тупо меняем местами два вывода. Опа-на, мультик показал намного больше, чем в первый раз. Следовательно, в дырочке Е находится в настоящее время эмиттер, а в дырочке С – коллектор. Все элементарно и просто ;-).

Способ №4

Думаю, является самым легким и точным способом проверки распиновки транзистора. Для этого достаточно приобрести Универсальный R/L/C/Transis tor-metr и сунуть выводы транзистора в клеммы прибора:

Он сразу вам покажет, жив ли ваш транзистор. И если он жив, то выдаст его распиновку.

Схемы включения биполярного транзистора.

Итак, третья и заключительная часть повествования о биполярных транзисторах на нашем сайте =) Сегодня мы поговорим об использовании этих замечательных устройств в качестве усилителей, рассмотрим возможные схемы включения биполярного транзистора и их основные преимущества и недостатки. Приступаем!

Схема включения с общей базой.

Эта схема очень хороша при использовании сигналов высоких частот. В принципе для этого такое включение транзистора и используется в первую очередь. Очень большими минусами являются малое входное сопротивление и, конечно же, отсутствие усиления по току. Смотрите сами, на входе у нас ток эмиттера

, на выходе .

То есть ток эмиттера больше тока коллектора на небольшую величину тока базы. А это значит, что усиление по току не просто отсутствует, более того, ток на выходе немного меньше тока на входе. Хотя, с другой стороны, эта схема имеет достаточно большой коэффициент передачи по напряжению ) Вот такие вот достоинства и недостатки, продолжаем….

Схема включения биполярного транзистора с общим коллектором

Вот так вот выглядит схема включения биполярного транзистора с общим коллектором. Ничего не напоминает?) Если взглянуть на схему немного под другим углом, то мы узнаем тут нашего старого друга – эмиттерный повторитель. Про него была чуть ли не целая статья (вот она), так что все, что касается этой схемы мы уже там рассмотрели. А нас тем временем ждет наиболее часто используемая схема – с общим эмиттером.

Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером.

Эта схема заслужила популярность своими усилительными свойствами. Из всех схем она дает наибольшее усиление по току и по напряжению, соответственно, велико и увеличение сигнала по мощности. Недостатком схемы является то, что усилительные свойства сильно подвержены влиянию роста температуры и частоты сигнала.

Со всеми схемами познакомились, теперь рассмотрим подробнее последнюю (но не последнюю по значимости) схему усилителя на биполярном транзисторе (с общим эмиттером). Для начала, давайте ее немножко по-другому изобразим:

Тут есть один минус – заземленный эмиттер. При таком включении транзистора на выходе присутствуют нелинейные искажения, с которыми, конечно же, нужно бороться. Нелинейность возникает из-за влияния входного напряжения на напряжение перехода эмиттер-база. Действительно, в цепи эмиттера ничего «лишнего» нету, все входное напряжение оказывается приложенным именно к переходу база-эмиттер. Чтобы справиться с этим явлением, добавим резистор в цепь эмиттера. Таким образом, мы получим отрицательную обратную связь.

А что же это такое?

Если говорить кратко, то принцип отрицательной обратной связи заключается в том, что какая то часть выходного напряжения передается на вход и вычитается из входного сигнала. Естественно, это приводит к уменьшению коэффициента усиления, поскольку на вход транзистора из-за влияния обратной связи поступит меньшее значение напряжение, чем в отсутствие обратной связи.

И тем не менее, отрицательная обратная связь для нас оказывается очень полезной. Давайте разберемся, каким образом она поможет уменьшить влияние входного напряжения на напряжение между базой и эмиттером.

Итак, пусть обратной связи нет, Увеличение входного сигнала на 0.5 В приводит к такому же росту

. Тут все понятно ? А теперь добавляем обратную связь! И точно также увеличиваем напряжение на входе на 0.5 В. Вслед за этим возрастает , что приводит к росту тока эмиттера. А рост приводит к росту напряжения на резисторе обратной связи. Казалось бы, что в этом такого? Но ведь это напряжение вычитается из входного! Смотрите, что получилось:

Выросло напряжение на входе – увеличился ток эмиттера – увеличилось напряжение на резисторе отрицательной обратной связи – уменьшилось входное напряжение (из-за вычитания

) – уменьшилось напряжение .

То есть отрицательная обратная связь препятствует изменению напряжения база-эмиттер при изменении входного сигнала.

В итоге наша схема усилителя с общим эмиттером пополнилась резистором в цепи эмиттера:

Есть еще одна проблема в нашем усилителе. Если на входе появится отрицательное значение напряжения, то транзистор сразу же закроется (напряжения базы станет меньше напряжения эмиттера и диод база-эмиттер закроется), и на выходе ничего не будет. Это как то не очень хорошо ) Поэтому необходимо создать смещение. Сделать это можно при помощи делителя следующим образом:

Получили такую красотищу ? Если резисторы

и равны, то напряжение на каждом из них будет равно 6В (12В / 2). Таким образом, при отсутствии сигнала на входе потенциал базы будет равен +6В. Если на вход придет отрицательное значение, например, -4В, то потенциал базы будет равен +2В, то есть значение положительное и не мешающее нормальной работе транзистора. Вот как полезно создать смещение в цепи базы )

Чем бы еще улучшить нашу схему…

Пусть мы знаем, какой сигнал будем усиливать, то есть знаем его параметры, в частности частоту. Было бы отлично, если бы на входе ничего, кроме полезного усиливаемого сигнала не было. Как это обеспечить? Конечно, же при помощи фильтра высоких частот ) Добавим конденсатор, который в сочетании с резистором смещения образует ФВЧ:

Вот так схема, в которой почти ничего не было, кроме самого транзистора, обросла дополнительными элементами ? Пожалуй, на этом и остановимся, скоро будет статья, посвященная практическому расчету усилителя на биполярном транзисторе. В ней мы не только составим принципиальную схему усилителя, но и рассчитаем номиналы всех элементов, а заодно и выберем транзистор, подходящий для наших целей. До скорой встречи! =)

Биполярные транзисторы: схемы включения. Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером

Одним из типов трехэлектродных полупроводниковых приборов являются биполярные транзисторы. Схемы включения зависят от того, какая у них проводимость (дырочная или электронная) и выполняемые функции.

Классификация

Транзисторы разделяют на группы:

По материалам: чаще всего используются арсенид галлия и кремний.
По частоте сигнала: низкая (до 3 МГц), средняя (до 30 МГц), высокая (до 300 МГц), сверхвысокая (выше 300 МГц).
По максимальной мощности рассеивания: до 0,3 Вт, до 3 Вт, более 3 Вт.
По типу устройства: три соединенных слоя полупроводника с поочередным изменением прямого и обратного способов примесной проводимости.

Как работают транзисторы?

Наружные и внутренний слои транзистора соединены с подводящими электродами, называемыми соответственно эмиттером, коллектором и базой.

Эмиттер и коллектор не отличаются друг от друга типами проводимости, но степень легирования примесями у последнего значительно ниже. За счет этого обеспечивается увеличение допустимого выходного напряжения.

База, являющаяся средним слоем, обладает большим сопротивлением, поскольку сделана из полупроводника со слабым легированием. Она имеет значительную площадь контакта с коллектором, что улучшает отвод тепла, выделяющегося из-за обратного смещения перехода, а также облегчает прохождение неосновных носителей – электронов. Несмотря на то что переходные слои основаны на одном принципе, транзистор является несимметричным устройством. При перемене мест крайних слоев с одинаковой проводимостью невозможно получить аналогичные параметры полупроводникового устройства.

Схемы включения биполярных транзисторов способны поддерживать его в двух состояниях: он может быть открытым или закрытым. В активном режиме, когда транзистор открыт, эмиттерное смещение перехода сделано в прямом направлении. Чтобы наглядно это рассмотреть, например, на полупроводниковом триоде типа n-p-n, на него следует подать напряжение от источников, как изображено на рисунке ниже.

Граница на втором коллекторном переходе при этом закрыта, и через нее ток протекать не должен. Но на практике происходит обратное из-за близкого расположения переходов друг к другу и их взаимного влияния. Поскольку к эмиттеру подключен «минус» батареи, открытый переход позволяет электронам поступать в зону базы, где происходит их частичная рекомбинация с дырками – основными носителями. Образуется базовый ток I_б. Чем он сильней, тем пропорционально больше ток на выходе. На этом принципе работают усилители на биполярных транзисторах.

Через базу происходит исключительно диффузионное перемещение электронов, поскольку там нет действия электрического поля. Благодаря незначительной толщине слоя (микроны) и большой величине градиента концентрации отрицательно заряженных частиц, почти все из них попадают в область коллектора, хотя сопротивление базы достаточно велико. Там их втягивает электрическое поле перехода, способствующее их активному переносу. Коллекторный и эмиттерный токи практически равны между собой, если пренебречь незначительной потерей зарядов, вызванных рекомбинацией в базе: I_э = I_б + I_к.

Параметры транзисторов

Коэффициенты усиления по напряжению U_эк/U_бэ и току: β = I_к/I_б (фактические значения). Обычно коэффициент β не превышает значения 300, но может достигать величины 800 и выше.
Входное сопротивление.
Частотная характеристика – работоспособность транзистора до заданной частоты, при превышении которой переходные процессы в нем не успевают за изменениями подаваемого сигнала.

Биполярный транзистор: схемы включения, режимы работы

Режимы работы отличаются в зависимости от того, как собрана схема. Сигнал должен подаваться и сниматься в двух точках для каждого случая, а в наличии имеются только три вывода. Отсюда следует, что один электрод должен одновременно принадлежать входу и выходу. Так включаются любые биполярные транзисторы. Схемы включения: ОБ, ОЭ и ОК.

1. Схема с ОК

Схема включения биполярного транзистора с общим коллектором: сигнал поступает на резистор R_L, который входит также в коллекторную цепь. Такое подключение называют схемой с общим коллектором.

Этот вариант создает только усиление по току. Преимущество эмиттерного повторителя состоит в создании большого сопротивления входа (10-500 кОм), что позволяет удобно согласовывать каскады.

2. Схема с ОБ

Схема включения биполярного транзистора с общей базой: входящий сигнал поступает через С₁, а после усиления снимается в выходной коллекторной цепи, где электрод базы является общим. В таком случае создается усиление по напряжению аналогично работе с ОЭ.

Недостатком является небольшое сопротивление входа (30-100 Ом), и схема с ОБ применяется как генератор колебаний.

3. Схема с ОЭ

Во многих вариантах, когда применяются биполярные транзисторы, схемы включения преимущественно делаются с общим эмиттером. Питающее напряжение подается через нагрузочный резистор R_L, а к эмиттеру подключается отрицательный полюс внешнего питания.

Переменный сигнал со входа поступает на электроды эмиттера и базы (V_in), а в коллекторной цепи он становится уже больше по величине (V_CE). Основные элементы схемы: транзистор, резистор R_L и цепь выхода усилителя с внешним питанием. Вспомогательные: конденсатор С₁, препятствующий прохождению постоянного тока в цепь подаваемого входного сигнала, и резистор R₁, через который транзистор открывается.

В коллекторной цепи напряжения на выходе транзистора и на резисторе R_L вместе равны величине ЭДС: V_CC = I_CR_L + V_CE.

Таким образом, небольшим сигналом V_in на входе задается закон изменения постоянного напряжения питания в переменное на выходе управляемого транзисторного преобразователя. Схема обеспечивает возрастание входного тока в 20-100 раз, а напряжения — в 10-200 раз. Соответственно, мощность также повышается.

Недостаток схемы: небольшое сопротивление входа (500-1000 Ом). По этой причине появляются проблемы в формировании каскадов усиления. Выходное сопротивление составляет 2-20 кОм.

Приведенные схемы демонстрируют, как работает биполярный транзистор. Если не принять дополнительных мер, на их работоспособность будут сильно влиять внешние воздействия, например перегрев и частота сигнала. Также заземление эмиттера создает нелинейные искажения на выходе. Чтобы повысить надежность работы, в схеме подключают обратные связи, фильтры и т. п. При этом коэффициент усиления снижается, но устройство становится более работоспособным.

Режимы работы

На функции транзистора влияет значение подключаемого напряжения. Все режимы работы можно показать, если применяется представленная ранее схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером.

1. Режим отсечки

Данный режим создается, когда значение напряжения V_БЭ снижается до 0,7 В. При этом эмиттерный переход закрывается, и коллекторный ток отсутствует, поскольку нет свободных электронов в базе. Таким образом, транзистор заперт.

2. Активный режим

Если на базу подать напряжение, достаточное, чтобы открыть транзистор, появляется небольшой входной ток и повышенный на выходе, в зависимости от величины коэффициента усиления. Тогда транзистор будет работать как усилитель.

3. Режим насыщения

Режим отличается от активного тем, что транзистор полностью открывается, и ток коллектора достигает максимально возможного значения. Его увеличения можно достигнуть только за счет изменения прикладываемой ЭДС или нагрузки в цепи выхода. При изменении базового тока коллекторный не меняется. Режим насыщения характеризуется тем, что транзистор предельно открыт, и здесь он служит переключателем во включенном состоянии. Схемы включения биполярных транзисторов при объединении режимов отсечки и насыщения позволяют создавать с их помощью электронные ключи.

Все режимы работы зависят от характера выходных характеристик, изображенных на графике.

Их можно наглядно продемонстрировать, если будет собрана схема включения биполярного транзистора с ОЭ.

Если отложить на осях ординат и абсцисс отрезки, соответствующие максимально возможному коллекторному току и величине напряжения питания V_CC, а затем соединить их концы между собой, получится линия нагрузки (красного цвета). Она описывается выражением: I_C = (V_CC — V_CE)/R_C. Из рисунка следует, что рабочая точка, определяющая ток коллектора I_C и напряжение V_CE, будет смещаться по нагрузочной линии снизу вверх при увеличении тока базы I_В.

Зона между осью V_CE и первой характеристикой выхода (заштрихована), где I_В = 0, характеризует режим отсечки. При этом обратный ток I_C ничтожно мал, а транзистор закрыт.

Самая верхняя характеристика в точке А пересекается с прямой нагрузки, после которой при дальнейшем увеличении I_В коллекторный ток уже не изменяется. Зоной насыщения на графике является заштрихованная область между осью I_C и самой крутой характеристикой.

Как ведет себя транзистор в разных режимах?

Транзистор работает с переменными или постоянными сигналами, поступающими во входную цепь.

Биполярный транзистор: схемы включения, усилитель

Большей частью транзистор служит в качестве усилителя. Переменный сигнал на входе приводит к изменению его выходного тока. Здесь можно применить схемы с ОК или с ОЭ. В выходной цепи для сигнала требуется нагрузка. Обычно используют резистор, установленный в выходной коллекторной цепи. Если его правильно выбрать, величина выходного напряжения будет значительно выше, чем входного.

Работу усилителя хорошо видно на временных диаграммах.

Когда преобразуются импульсные сигналы, режим остается тем же, что и для синусоидальных. Качество преобразования их гармонических составляющих определяется частотными характеристиками транзисторов.

Работа в режиме переключения

Транзисторные ключи предназначены для бесконтактной коммутации соединений в электрических цепях. Принцип заключается в ступенчатом изменении сопротивления транзистора. Биполярный тип вполне подходит под требования ключевого устройства.

Заключение

Полупроводниковые элементы используются в схемах преобразования электрических сигналов. Универсальные возможности и большая классификация позволяют широко применять биполярные транзисторы. Схемы включения определяют их функции и режимы работы. Многое также зависит от характеристик.

Основные схемы включения биполярных транзисторов усиливают, генерируют и преобразуют входные сигналы, а также переключают электрические цепи.

Схемы включения биполярного транзистора.

Схема включения с общей базой.

, на выходе .

Схема включения биполярного транзистора с общим коллектором

Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером.

А что же это такое?

Итак, пусть обратной связи нет, Увеличение входного сигнала на 0.5 В приводит к такому же росту

. Тут все понятно А теперь добавляем обратную связь! И точно также увеличиваем напряжение на входе на 0.5 В. Вслед за этим возрастает , что приводит к росту тока эмиттера. А рост приводит к росту напряжения на резисторе обратной связи. Казалось бы, что в этом такого? Но ведь это напряжение вычитается из входного! Смотрите, что получилось:

) – уменьшилось напряжение .

В итоге наша схема усилителя с общим эмиттером пополнилась резистором в цепи эмиттера:

Получили такую красотищу Если резисторы

Чем бы еще улучшить нашу схему…

Биполярный транзистор

Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 9 сентября 2015 · Обновлено 29 августа 2018

Приветствую вас дорогие друзья! Сегодня речь пойдет о биполярных транзисторах и информация будет полезна прежде всего новичкам. Так что, если вам интересно что такое транзистор, его принцип работы и вообще с чем его едят, то берем стул по удобнее и подходим поближе.

Продолжим, и у нас тут есть содержание, будет удобнее ориентироваться в статье ?

Виды транзисторов

Транзисторы бывают в основном двух видов: биполярные транзисторы и полевые транзисторы. Конечно можно было рассмотреть все виды транзисторов в одной статье, но мне не хочется варить кашу у вас в голове. Поэтому в этой статье мы рассмотрим исключительно биполярные транзисторы а о полевых транзисторах я расскажу в одной из следующих статей. Не будем все мешать в одну кучу а уделим внимание каждому, индивидуально.

Биполярный транзистор

Биполярный транзистор это потомок ламповых триодов, тех что стояли в телевизорах 20 -го века. Триоды ушли в небытие и уступили дорогу более функциональным собратьям — транзисторам, а точнее биполярным транзисторам.

Триоды за редким исключением применяют в аппаратуре для меломанов.

Биполярные транзисторы выглядеть могут так.

Как вы можете видеть биполярные транзисторы имеют три вывода и конструктивно они могут выглядеть совершенно по разному. Но на электрических схемах они выглядят простенько и всегда одинаково. И все это графическое великолепие, выглядит как-то так.

Это изображение транзисторов еще называют УГО (Условное графическое обозначение).

Причем биполярные транзисторы могут иметь различный тип проводимости. Есть транзисторы NPN типа и PNP типа.

Отличие n-p-n транзистора от p-n-p транзистора состоит лишь в том что является «переносчиком» электрического заряда (электроны или «дырки» ). Т.е. для p-n-p транзистора электроны перемещаются от эмиттера к коллектору и управляются базой. Для n-p-n транзистора электроны идут уже от коллектора к эмиттеру и управляются базой. В итоге приходим к тому, что для того чтобы в схеме заменить транзистор одного типа проводимости на другой достаточно изменить полярность приложенного напряжения. Или тупо поменять полярность источника питания.

У биполярных транзисторов есть три вывода: коллектор, эмиттер и база. Думаю, что по УГО будет сложно запутаться, а вот в реальном транзисторе запутаться проще простого.

Обычно где какой вывод определяют по справочнику, но можно просто прозвонить транзистор мультиметром. Выводы транзистора звонятся как два диода, соединенные в общей точке (в области базы транзистора).

Слева изображена картинка для транзистора p-n-p типа, при прозвонке создается ощущение (посредством показаний мультиметра ), что перед вами два диода которые соединены в одной точке своими катодами. Для транзистора n-p-n типа диоды в точке базы соединены своими анодами. Думаю после экспериментов с мультиметром будет более понятно.

Принцип работы биполярного транзистора

А сейчас мы попробуем разобраться как работает транзистор. Я не буду вдаваться в подробности внутреннего устройства транзисторов так как эта информация только запутывает. Лучше взгляните на этот рисунок.

Это изображение лучше всего объясняет принцип работы транзистора. На этом изображении человек посредством реостата управляет током коллектора. Он смотрит на ток базы, если ток базы растет то человек так же увеличивает ток коллектора с учетом коэффициента усиления транзистора h31Э. Если ток базы падает, то ток коллектора также будет снижаться — человек подкорректирует его посредством реостата.

Эта аналогия не имеет ничего общего с реальной работой транзистора, но она облегчает понимание принципов его работы.

Для транзисторов можно отметить правила, которые призваны помочь облегчить понимание. (Эти правила взяты из книги П. Хоровица У.Хилла «Искусство схемотехники»).

Коллектор имеет более положительный потенциал , чем эмиттер
Как я уже говорил цепи база — коллектор и база -эмиттер работают как диоды
Каждый транзистор характеризуется предельными значениями, такими как ток коллектора, ток базы и напряжение коллектор-эмиттер.
В том случае если правила 1-3 соблюдены то ток коллектора Iк прямо пропорционален току базы Iб. Такое соотношение можно записать в виде формулы.

Из этой формулы можно выразить основное свойство транзистора — небольшой ток базы управляет большим током коллектора.

-коэффициент усиления по току.

Его также обозначают как

Исходы из выше сказанного транзистор может работать в четырех режимах:

Режим отсечки транзистора — в этом режиме переход база-эмиттер закрыт, такое может произойти когда напряжение база-эмиттер недостаточное. В результате ток базы отсутствует и следовательно ток коллектора тоже будет отсутствовать.
Активный режим транзистора — это нормальный режим работы транзистора. В этом режиме напряжение база-эмиттер достаточное для того, чтобы переход база-эмиттер открылся. Ток базы достаточен и ток коллектора тоже имеется. Ток коллектора равняется току базы умноженному на коэффициент усиления.
Режим насыщения транзистора — в этот режим транзистор переходит тогда, когда ток базы становится настолько большим, что мощности источника питания просто не хватает для дальнейшего увеличения тока коллектора. В этом режиме ток коллектора не может увеличиваться вслед за увеличением тока базы.
Инверсный режим транзистора — этот режим используется крайне редко. В этом режиме коллектор и эмиттер транзистора меняют местами. В результате таких манипуляций коэффициент усиления транзистора очень сильно страдает. Транзистор изначально проектировался не для того, чтобы он работал в таком особенном режиме.

Для понимания того как работает транзистор нужно рассматривать конкретные схемные примеры, поэтому давайте рассмотрим некоторые из них.

Транзистор в ключевом режиме

Транзистор в ключевом режиме это один из случаев транзисторных схем с общим эмиттером. Схема транзистора в ключевом режиме применяется очень часто. К этой транзисторной схеме прибегают к примеру когда нужно управлять мощной нагрузкой посредством микроконтроллера. Ножка контроллера не способна тянуть мощную нагрузку, а транзистор может. Получается контроллер управляет транзистором, а транзистор мощной нагрузкой. Ну а обо всем по порядку.

Основная суть этого режима заключается в том, что ток базы управляет током коллектора. Причем ток коллектора гораздо больше тока базы. Здесь невооруженным взглядом видно, что происходит усиление сигнала по току. Это усиление осуществляется за счет энергии источника питания.

На рисунке изображена схема работы транзистора в ключевом режиме.

Для транзисторных схем напряжения не играют большой роли, важны лишь токи. Поэтому, если отношение тока коллектора к току базы меньше коэффициента усиления транзистора то все окей.

В этом случае даже если к базе у нас приложено напряжение в 5 вольт а в цепи коллектора 500 вольт, то ничего страшного не произойдет, транзистор будет покорно переключать высоковольтную нагрузку.

Главное чтобы эти напряжения не превышали предельные значения для конкретного транзистора (задается в характеристиках транзистора).

Чтож, теперь давайте попробуем рассчитать значение базового резистора.

На сколько мы знаем, что значение тока это характеристика нагрузки.

Мы не знаем сопротивления лампочки, но мы знаем рабочий ток лампочки 100 мА. Чтобы транзистор открылся и обеспечил протекание такого тока, нужно подобрать соответствующий ток базы. Ток базы мы можем корректировать меняя номинал базового резистора.

Так как минимальное значение коэффициента усиления транзистора равно 10, то для открытия транзистора ток базы должен стать 10 мА.

Ток который нам нужен известен. Напряжение на базовом резисторе будет Такое значение напряжения на резисторе получилось из-зи того, что на переходе база-эмиттер высаживается 0,6В-0,7В и это надо не забывать учитывать.

В результате мы вполне можем найти сопротивление резистора

Осталось выбрать из ряда резисторов конкретное значение и дело в шляпе.

Теперь вы наверное думаете, что транзисторный ключ будет работать так как нужно? Что когда базовый резистор подключается к +5 В лампочка загорается, когда отключается -лампочка гаснет? Ответ может быть да а может и нет.

Все дело в том, что здесь есть небольшой нюанс.

Лампочка в том случае погаснет, когда потенциал резистора будет равен потенциалу земли. Если же резистор просто отключен от источника напряжения, то здесь не все так однозначно. Напряжение на базовом резисторе может возникнуть чудесным образом в результате наводок или еще какой потусторонней нечисти

Чтобы такого эффекта не происходило делают следующее. Между базой и эмиттером подключают еще один резистор Rбэ. Этот резистор выбирают номиналом как минимум в 10 раз больше базового резистора Rб (В нашем случае мы взяли резистор 4,3кОм).

Когда база подключена к какому-либо напряжению, то транзистор работает как надо, резистор Rбэ ему не мешает. На этот резистор расходуется лишь малая часть базового тока.

В случае, когда напряжение к базе не приложено, происходит подтяжка базы к потенциалу земли, что избавляет нас от всяческих наводок.

Вот в принципе мы разобрались с работой транзистора в ключевом режиме, причем как вы могли убедиться ключевой режим работы это своего рода усиление сигнала по напряжению. Ведь мы с помощью малого напряжения в 5В управляли напряжением в 12 В.

Эмиттерный повторитель

Эмиттерный повторитель является частным случаем транзисторных схем с общим коллектором.

Отличительной чертой схемы с общим коллектором от схемы с общим эмиттером (вариант с транзисторным ключем) является то, что эта схема не усиливает сигнал по напряжению. Что вошло через базу, то и вышло через эмиттер, с тем же самым напряжением.

Действительно допустим приложили к базе мы 10 вольт, при этом мы знаем что на переходе база-эмиттер высаживается где-то 0,6-0,7В. Выходит что на выходе (на эмиттере, на нагрузке Rн) будет напряжение базы минус 0,6В.

Получилось 9,4В, одним словом почти сколько вошло столько и вышло. Убедились, что по напряжению эта схема нам сигнал не увеличит.

«В чем же смысл тогда таком включении транзистора?»- спросите вы. А вот оказывается эта схема обладает другим очень важным свойством. Схема включения транзистора с общим коллектором усиливает сигнал по мощности. Мощность это произведение тока на напряжение, но так как напряжение не меняется то мощность увеличивается только за счет тока!

Ток в нагрузке складывается из тока базы плюс ток коллектора. Но если сравнивать ток базы и ток коллектора то ток базы очень мал по сравнению с током коллектора. Получается ток нагрузки равен току коллектора. И в результате получилась вот такая формула.

Теперь я думаю понятно в чем суть схемы эмиттерного повторителя, только это еще не все.

Эмиттерный повторитель обладает еще одним очень ценным качеством — высоким входным сопротивлением. Это означает, что эта транзисторная схема почти не потребляет ток входного сигнала и не создает нагрузки для схемы -источника сигнала.

Для понимания принципа работы транзистора этих двух транзисторных схем будет вполне достаточно. А если вы еще поэкспериментируете с паяльником в руках то прозрение просто не заставит себя ждать, ведь теория теорией а практика и личный опыт ценнее в сотни раз!

Где транзисторы купить?

Как и все другие радиокомпоненты транзисторы можно купить в любом ближайшем магазине радиодеталей. Если вы живете где-нибудь на окраине и о подобных магазинах не слышали (как я раньше) то остается последний вариант — заказать транзисторы в интернет- магазине. Я сам частенько заказываю радиодетали через интернет-магазины ведь в обычном оффлайн магазине может чего-нибудь просто не оказаться.

Впрочем если вы собираете устройство чисто для себя то можно не париться а добыть из старой, отслужившей свое техники и так сказать вдохнуть в старый радиокомпонет новую жизнь.

Чтож друзья, а на этом у меня все. Все, что планировал я сегодня вам рассказал. Если остались какие-либо вопросы, то задавайте их в комментариях, если вопросов нет то все равно пишите комментарии, мне всегда важно ваше мнение. Кстати не забывайте, что каждый кто впервые оставит комментарий получит подарок.

Также обязательно подпишитесь на новые статьи, потому что дальше вас ждет много интересного и полезного.

Желаю вам удачи, успехов и солнечного настроения!

Транзистор [База знаний]

Транзистор. Определение, обозначение на схемах, принцип работы, основные характеристики

Теория

КОМПОНЕНТЫ

ARDUINO

RASPBERRY

ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Транзистор — один из самых распространенных полупроводниковых элементов самого широкого применения. Существуют различные виды транзисторов, но как правило данный электронный компонент имеет три вывода и, как и диод, основывается на явлении p-n перехода. Отсюда происходит его второе название – полупроводниковый триод.

Главным свойством транзистора является управление током, протекающим через него (ток

эмиттер–коллектор у биполярных и ток исток–сток у полевых транзисторов), с помощью третьего вывода (база у биполярных и затвор у полевых транзисторов).

Иными словами транзисторы зачастую используют как выключатель и/или регулятор силы тока и напряжения.

Биполярный транзистор

Транзисторы данного типа состоят из трех слоев полупроводников с чередующимся типом проводимости:

Эмиттер (emitter)
База (base) – на схемах изображается между К. и Э. под прямым углом к несущей черте
Коллектор (collector) – на схемах обозначен стрелкой.

Таким образом, у биполярных транзисторов имеется два p-n перехода: эмиттер-база и база-коллектор. Наделение полупроводников определенным типом проводимости происходит с помощью легирования — добавления в них специальных примесей. Каждый слой легируется в разной степени.
Различают два типа биполярных транзиторов:

p-n-p, где эмиттер – полупроводник p-типа, база – n-типа, коллектор – p-типа
n-p-n, где эмиттер – полупроводник n-типа, база – p-типа, коллектор – n-типа.

Их схематичное устройство представлено представлено на иллюстрации ниже.

Также на иллюстрации обозначено направление движения тока в биполярных транзисторах обоих типов и типичное обозначение напряжений, имеющих место между его выводами.

В основе работы биполярных транзисторов лежит следующий процесс, который рассмотрим на примере транзистора со структурой npn в нормальном активном режиме. В этом режиме переход эметтер-база смещён в прямом направлении, иначе говоря, открыт, а переход база-коллектор смещён в обратном направлении или закрыт. При переходе носителей заряда (электронов) из эмиттера через открытый p-n переход эмиттер-база, часть их рекомбинирует с носителями заряда (дырками) в базе. Однако база делается очень тонкой и слабо легированной (по сравнению с эмиттером), из-за чего большая часть электронов, перешедших (инжектированных) в базу из эмиттера, так сказать, «не находит себе в базе места» и, как следствие, диффундирует в коллектор. Сильное электрическое поле обратносмещённого коллекторного перехода захватывает неосновные носители из базы и переносит их в коллекторный слой. Таким образом, ток коллектора практически равен току эмиттера, за исключением небольшой потери на рекомбинацию в базе, которая и образует ток базы. В случае с биполярными транзисторами структуры pnp процесс будет тем же, изменится лишь полярность и направление токов.

Полевой транзистор (униполярный)

Принцип действия полевых транзисторов основан на управлении электрическим сопротивлением токопроводящего канала поперечным электрическим полем, создаваемым приложенным к затвору напряжением.

Полевые транзисторы имеют следующие выводы:

Исток (source) — область, из которой носители заряда уходят в канал
Затвор (gate) – электрод, на который подается управляющее напряжение
Сток (drain) – область, в которую носители заряда входят.

Обозначения на плате e. Условные обозначения в различных электрических схемах. Как научиться читать принципиальные схемы

Если вы только начали разбираться в радиотехнике, я расскажу о том в этой статье, как же обозначаются радиодетали на схеме, как называются на ней, и какой имеют внешний вид .

Тут узнаете как обозначается транзистор,диод,конденсатор,микросхема,реле и т.д

Прошу жмать на подробнее.

Как обозначается биполярный транзистор

Все транзисторы имеют три вывода, и если он биполярный, то и бывет двух типов, как видно из изображения пнп-переход и нпн-переход. А три вывода имеют названия э-эмиттер, к-коллектор и б-база. Где какой вывод на самом транзисторе ищется по справочнику, или же введите в поиск название транзистор+выводы.

Внешний вид имеет транзистор следующий,и это лишь малая часть их внешнего вида,существующих номиналов полно.

Как обозначается полярный транзистор

Тут уже три вывода имеют следующие название,это з-затвор, и-исток, с-сток

Но а внешний вид визуально мало отличается,а точнее может иметь такой же цоколь.Вопрос как же узнать какой он, а это уже из справочников или интернета по обозначению написанном на цоколе.

Как обозначается конденсатор

Конденсаторы бывают как полярные так и неполярные.

Отличие их обозначение в том,что на полярном указывается один из выводов значком “+”.И емкость измеряется в микрофарадах”мкф”.

И имеют такой внешний вид,стоит учитывать,что если конденсатор полярный,то на цоколе с одной из сторон ножек обозначается вывод,только уже в основном знаком “-“.

Как обозначается диод и светодиод

Обозначение светодиода и диода на схеме отличается тем,что светодиод заключенчек и выходящими двух стрелок. Но роль у них разная-диод служит для выпрямления тока,и светодиод уже для испускания света.

И имеют такой внешний вид светодиоды.

И такой вид обычные выпрямительные и импульсные диоды например:

Как обозначается микросхема.

Микросхемы представляют собой уменьшенную схему,выполняющую ту или иную функцию,при этом могут иметь большое число транзисторов.

И такой внешний вид имеют они.

Обозначение реле

О них думаю впервую очередь слышали автомобилисты, особенно водители жигулей.

Так как когда не было инжекторов и транзисторы не получили широкое распространение, в автомобиле фары,прикуриватель,стартер, да все в ней почти включалось и управлялось через реле.

Такая самая простая схема реле.

Тут все просто,на электромагнитную катушку подается ток определенного напряжения,и та в свою очередь замыкает или размыкает участок цепи.

На этом статья заканчивается.

Если есть желание какие хотите увидеть радиодетали в следующей статье,пишите в комментарии.

Полярность цилиндрической батарейки Условное графическое обозначение
и условное графическое обозначение. батарейки на схеме в соответствии с ГОСТ.

Обозначение батарейки на электрических схемах содержит короткую черту, обозначающую отрицательный полюс и длинную черту – положительный полюс. Одиночную батарейку, используемую для питания прибора, на схемах обозначают латинской буквой G, а батарею, состоящую из нескольких батареек буквами GB.

Примеры использования обозначения батареек в схемах.

Самое простое условное графическое обозначение батарейки или аккумулятора в соответствии с ГОСТ использовано в схеме 1. Более информативное обозначение батареи в соответствии с ГОСТ использовано в схеме 2, здесь отражено количество батареек в составе групповой батареи, указано напряжение батареи и положительный полюс. ГОСТ допускает использовать обозначение батареи, примененное в схеме 3.

Часто в бытовой технике встречается использование нескольких цилиндрических батареек. Включение различного количества последовательно соединенных батареек позволяет получать источники питания, обеспечивающие различное напряжение. Такой батарейный источник питания дает напряжение равное сумме напряжений всех входящих батареек.

Последовательное соединение трех батареек с напряжением 1,5 вольта обеспечивает напряжение питания прибора величиной 4,5 вольта.
При последовательном включении батареек, ток, отдаваемый в нагрузку, сокращается из-за возрастающего внутреннего сопротивления источника питания.
Подключение батареек к пульту дистанционного управления телевизором.
Например, мы сталкиваемся с последовательным включением батареек при их замене в пульте управления телевизором.
Параллельное включение батареек используется редко. Преимущество параллельного включения состоит в увеличении тока нагрузки, собранного таким образом источника питания. Напряжение включенных параллельно батареек остается прежним, равным номинальному напряжению одной батарейки, а ток разряда увеличивается пропорционально количеству объединенных батарей. Несколько слабых батареек можно заменить на одну более мощную, поэтому для маломощных батареек использовать параллельное включение бессмысленно. Параллельно включать есть смысл только мощные батарейки, из-за отсутствия или дороговизны батарейки с еще большим током разряда.

Параллельное включение батареек.
Такое включение имеет недостаток. Батарейки не могут иметь точно совпадающее напряжение на контактах при отключенной нагрузке. У одной батарейки это напряжение может составлять 1,45 вольта, а у другой 1,5 вольта. Это вызовет протекание тока от батарейки с большим напряжением к батарейке с меньшим. Будет происходить разряд при установке батареек в отсеки прибора при отключенной нагрузке. В дальнейшем при такой схеме включения саморазряд происходит быстрее, чем при последовательном включении.
Комбинируя последовательное и параллельное соединение батареек можно получить различную мощность источника батарейного питания.

Первый транзистор

На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учёными – Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.

Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике.

Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.

Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации частей, обладает компактными размерами. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.

Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.

Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса. К первому относятся так называемые биполярные, а ко второму – полевые (они же униполярные). Основой как полевых, так и биполярных транзисторов является полупроводник. Основной же материал для производства полупроводников – это германий и кремний, а также соединение галлия и мышьяка – арсенид галлия (GaAs ).

Стоит отметить, что наибольшее распространение получили транзисторы на основе кремния, хотя и этот факт может вскоре пошатнуться, так как развитие технологий идёт непрерывно.

Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначально ставка делалась на создание полевого транзистора. Он был доведён до ума уже позднее. О полевых MOSFET-транзисторах читайте .

Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сперва узнаем, как же он обозначается на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.

Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур. Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.

На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так.

Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то он имеет структуру N-P-N.

Маленький совет.

Чтобы не запоминать условное обозначение, и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применять такую аналогию.

Сначала смотрим, куда указывает стрелка на условном изображении. Далее представляем, что мы идём по направлению стрелки, и, если упираемся в «стенку» – вертикальную черту – то, значит, «Прохода Н ет»! “Н ет” – значит p-n -p (П-Н -П ).

Ну, а если идём, и не упираемся в “стенку”, то на схеме показан транзистор структуры n-p-n. Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Про обозначение разных полевых транзисторов на схеме читайте

Обычно, дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда у него может быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нём речь пойдёт далее), может иметь форму фланца для крепления к охлаждающему радиатору или быть частью металлического корпуса.

Вот взгляните. На фото показаны различные транзисторы ещё советского производства, а также начала 90-ых.

А вот это уже современный импорт.

Каждый из выводов транзистора имеет своё назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б (База ), Э (Эмиттер ), К (Коллектор ). На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C , это от слова Collector – “сборщик” (глагол Collect – “собирать”). Вывод базы помечают как B , от слова Base (от англ. Base – “основной”). Это управляющий электрод. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E , от слова Emitter – “эмитент” или “источник выбросов”. В данном случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.

В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора запаивается именно в ту часть схемы, куда он должен быть подключен. Нельзя вместо вывода базы впаять вывод коллектора или эмиттера. Иначе не будет работать схема.

Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 90 0) к центральной черте – это вывод базы. А тот, что остался – это коллектор.

Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q . В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T . Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например, Q505 или VT33. Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.

В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, так как те имеют такие же корпуса. Особенно легко запутаться, когда на электронном компоненте нанесена неизвестная маркировка.

В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и указывается тип элемента. Это так называемая шелкография. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305. Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305. Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.

Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому, после определения типа элемента, необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.

Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента – VT

Любой транзистор имеет свой типономинал или маркировку. Пример маркировки: КТ814. По ней можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в даташите (datasheet). Он же справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы этой же серии, но чуть с другими электрическими параметрами. Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки. (например, букву А или Г).

Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и, небольшое, но отличие в параметрах. Поэтому их делят на группы (или модификации).

Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология их массового производства только оттачивалась.

Чтение схем невозможно без знания условных графических и буквенных обозначений элементов. Большая их часть стандартизована и описана в нормативных документах. Большая их часть была издана еще в прошлом веке а новый стандарт был принят только один, в 2011 году (ГОСТ 2-702-2011 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем), так что иногда новая элементная база обозначается по принципу «как кто придумал». И в этом сложность чтения схем новых устройств. Но, в основном, условные обозначения в электрических схемах описаны и хорошо знакомы многим.

На схемах используют часто два типа обозначений: графические и буквенные, также часто проставляют номиналы. По этим данным многие сразу могут сказать как работает схема. Этот навык развивается годами практики, а для начала надо уяснить и запомнить условные обозначения в электрических схемах. Потом, зная работу каждого элемента, можно представить себе конечный результат работы устройства.

Для составления и чтения различных схем обычно требуются разные элементы. Типов схем есть много, но в электрике обычно используются:

Есть еще много других видов электрических схем, но в домашней практике они не используются. Исключение — трасса прохождения кабелей по участку, подвод электричества к дому. Этот тип документа точно понадобится и будет полезным, но это больше план, чем схема.

Базовые изображения и функциональные признаки

Коммутационные устройства (выключатели, контакторы и т.д.) построены на контактах различной механики. Есть замыкающий, размыкающий, переключающий контакты. Замыкающий контакт в нормальном состоянии разомкнут, при переводе его в рабочее состояние цепь замыкается. Размыкающий контакт в нормальном состоянии замкнут, а при определенных условиях он срабатывает, размыкая цепь.

Переключающий контакт бывает двух и трех позиционным. В первом случае работает то одна цепь, то другая. Во втором есть нейтральное положение.

Кроме того, контакты могут выполнять разные функции: контактора, разъединителя, выключателя и т.п. Все они также имеют условное обозначение и наносятся на соответствующие контакты. Есть функции, которые выполняют только подвижные контакты. Они приведены на фото ниже.

Основные функции могут выполнять только неподвижные контакты.

Условные обозначения однолинейных схем

Как уже говорили, на однолинейных схемах указывается только силовая часть: УЗО, автоматы, дифавтоматы, розетки, рубильники, переключатели и т.д. и связи между ними. Обозначения этих условных элементов могут использоваться в схемах электрических щитов.

Основная особенность графических условных обозначений в электросхемах в том, что сходные по принципу действия устройства отличаются какой-то мелочью. Например, автомат (автоматический выключатель) и рубильник отличаются лишь двумя мелкими деталями — наличием/отсутствием прямоугольника на контакте и формой значка на неподвижном контакте, которые отображают функции данных контактов. Контактор от обозначения рубильника отличает только форма значка на неподвижном контакте. Совсем небольшая разница, а устройство и его функции другие. Ко всем этим мелочам надо присматриваться и запоминать.

Также небольшая разница между условными обозначениями УЗО и дифференциального автомата. Она тоже только в функциях подвижных и неподвижных контактов.

Примерно так же обстоит дело и с катушками реле и контакторов. Выглядят они как прямоугольник с небольшими графическими дополнениями.

В данном случае запомнить проще, так как есть довольно серьезные отличия во внешнем виде дополнительных значков. С фотореле так совсем просто — лучи солнца ассоциируются со стрелками. Импульсное реле — тоже довольно легко отличить по характерной форме знака.

Немного проще с лампами и соединениями. Они имеют разные «картинки». Разъемное соединение (типа розетка/вилка или гнездо/штепсель) выглядит как две скобочки, а разборное (типа клеммной колодки) — кружочки. Причем количество пар галочек или кружочков обозначает количество проводов.

Изображение шин и проводов

В любой схеме приличествуют связи и в большинстве своем они выполнены проводами. Некоторые связи представляют собой шины — более мощные проводниковые элементы, от которых могут отходить отводы. Провода обозначаются тонкой линией, а места ответвлений/соединений — точками. Если точек нет — это не соединение, а пересечение (без электрического соединения).

Есть отдельные изображения для шин, но они используются в том случае, если надо графически их отделить от линий связи, проводов и кабелей.

На монтажных схемах часто необходимо обозначить не только как проходит кабель или провод, но и его характеристики или способ укладки. Все это также отображается графически. Для чтения чертежей это тоже необходимая информация.

Как изображают выключатели, переключатели, розетки

На некоторые виды этого оборудования утвержденных стандартами изображений нет. Так, без обозначения остались диммеры (светорегуляторы) и кнопочные выключатели.

Зато все другие типы выключателей имеют свои условные обозначения в электрических схемах. Они бывают открытой и скрытой установки, соответственно, групп значков тоже две. Различие — положение черты на изображении клавиши. Чтобы на схеме понимать о каком именно типе выключателя идет речь, это надо помнить.

Есть отдельные обозначения для двухклавишных и трехклавшных выключателей. В документации они называются «сдвоенные» и «строенные» соответственно. Есть отличия и для корпусов с разной степенью защиты. В помещения с нормальными условиями эксплуатации ставят выключатели с IP20, может до IP23. Во влажных комнатах (ванная комната, бассейн) или на улице степень защиты должна быть не ниже IP44. Их изображения отличаются тем, что кружки закрашены. Так что их отличить просто.

Есть отдельные изображения для переключателей. Это выключатели, которые позволяют управлять включением/выключением света из двух точек (есть и из трех, но без стандартных изображений).

В обозначениях розеток и розеточных групп наблюдается та же тенденция: есть одинарные, сдвоенные розетки, есть группы из нескольких штук. Изделия для помещений с нормальными условиями эксплуатации (IP от 20 до 23) имеют неокрашенную середину, для влажных с корпусом повышенной защиты (IP44 и выше) середина тонируется темным цветом.

Условные обозначения в электрических схемах: розетки разного типа установки (открытого, скрытого)

Поняв логику обозначения и запомнив некоторые исходные данные (чем отличается условное изображение розетки открытой и скрытой установки, например), через некоторое время вы уверенно сможете ориентироваться в чертежах и схемах.

Светильники на схемах

В этом разделе описаны условные обозначения в электрических схемах различных ламп и светильников. Тут ситуация с обозначениями новой элементной базы лучше: есть даже знаки для светодиодных ламп и светильников, компактных люминесцентных ламп (экономок). Неплохо также что изображения ламп разного типа значительно отличаются — перепутать сложно. Например, светильники с лампами накаливания изображают в виде кружка, с длинными линейными люминесцентными — длинного узкого прямоугольника. Не очень велика разница в изображении линейной лампы люминесцентного типа и светодиодного — только черточки на концах — но и тут можно запомнить.

В стандарте есть даже условные обозначения в электрических схемах для потолочного и подвесного светильника (патрона). Они тоже имеют довольно необычную форму — круги малого диаметра с черточками. В общем, в этом разделе ориентироваться легче чем в других.

Элементы принципиальных электрических схем

Принципиальные схемы устройств содержат другую элементную базу. Линии связи, клеммы, разъемы, лампочки изображаются также, но, кроме того, присутствует большое количество радиоэлементов: резисторов, емкостей, предохранителей, диодов, тиристоров, светодиодов. Большая часть условных обозначений в электрических схемах этой элементной базы приведена на рисунках ниже.

Более редкие придется искать отдельно. Но в большинство схем содержит эти элементы.

Буквенные условные обозначения в электрических схемах

Кроме графических изображений элементы на схемах подписываются. Это также помогает читать схемы. Рядом с буквенным обозначением элемента часто стоит его порядковый номер. Это сделано для того чтобы потом легко было найти в спецификации тип и параметры.

В таблице выше приведены международные обозначения. Есть и отечественный стандарт — ГОСТ 7624-55. Выдержки оттуда с таблице ниже.

Для того, чтобы собрать схему какие только радиодетали и не понадобятся: резисторы (сопротивления), транзисторы, диоды, конденсаторы и т.п. Из многообразия радиодеталей надо уметь быстро отличить по внешнему виду нужную, расшифровать надпись на её корпусе, определить цоколёвку. Обо всём об этом и пойдёт речь ниже.

Конденсатор.

Эта деталь практически встречается в каждой схеме радиолюбительских конструкций. Как правило, самый простой конденсатор – это две металлические пластинки (обкладки) и воздух между ними в качестве диэлектрика. Вместо воздуха может быть фарфор, слюда или другой материал, не проводящий ток. Через конденсатор постоянный ток не проходит, а вот переменный ток через конденсатор проходит. Благодаря такому свойству конденсатор ставят там, где нужно отделить постоянный ток от переменного.

У конденсатора основной параметр – это ёмкость .

Единица ёмкости – микрофарада (мкФ) взята за основу в радиолюбительских конструкциях и в промышленной аппаратуре. Но чаще употребляется другая единица – пикофарада (пФ), миллионная доля микрофарады (1 мкф = 1 000 нф = 1 000 000 пф). На схемах вы встретите и ту, и другую единицу. Причем емкость до 9100 пФ включительно указывают на схемах в пикофарадах или нанофарадах (9н1) , а свыше – в микрофарадах. Если, например, рядом с условным обозначением конденсатора написано «27», «510» или «6800», значит, емкость конденсатора соответственно 27, 510, 6800 пФ или n510 (0,51 нф = 510 пф или 6н8 = 6,8 нф = 6800пф). А вот цифры 0,015, 0,25 или 1,0 свидетельствуют о том, что емкость конденсатора составляет соответствующее число микрофарад (0,015 мкф = 15 нф = 15 000 пф).

Типы конденсаторов.

Конденсаторы бывают постоянной и переменной емкости.

У переменных конденсаторов ёмкость изменяется при вращении выступающей наружу оси. При этом одна накладка (подвижная) находит на не подвижную не соприкасаясь с ней, в результате увеличивается ёмкость. Кроме этих двух типов, в наших конструкциях используется еще одна разновидность конденсаторов – подстроечный. Обычно его устанавливают в то или иное устройство для того, чтобы при налаживании точнее подобрать нужную емкость и больше конденсатор не трогать. В любительских конструкциях подстроечный конденсатор нередко используют как переменный – он более дешевле и доступнее.

Конденсаторы отличаются материалом между пластинами и конструкцией. Бывают конденсаторы воздушные, слюдяные, керамические и др. Эта разновидность постоянных конденсаторов – не полярные. Другая разновидность конденсаторов — электролитические (полярные). Такие конденсаторы выпускают большой ёмкости – от десятой доли мкф до несколько десятков мкФ. На схемах для них указывают не только ёмкость, но и максимальное напряжение, на которое их можно использовать. Например, надпись 10,0 x 25 В означает, что конденсатор емкостью 10 мкФ нужно взять на напряжение 25 В.

Для переменных или подстроечных конденсаторов на схеме указывают крайние значения ёмкости, которые получаются, если ось конденсатора повернуть от одного крайнего положения до другого или вращать вкруговую (как у подстроечных конденсаторов). Например, надпись 10 – 240 свидетельствует о том, что в одном крайнем положении оси емкость конденсатора составляет 10 пФ, а в другом – 240 пФ. При плавном повороте из одного положения в другое ёмкость конденсатора будет также плавно изменяться от 10 до 240 пФ или обратно — от 240 до 10 пФ.

Резистор.

Надо сказать, что эту деталь, как и конденсатор, можно увидеть во многих самоделках. Представляет собой фарфоровую трубочку (или стержень), на которую снаружи напылена тончайшая пленка металла или сажи (углерода). На малоомных резисторах большой мощности сверху наматывается нихромовая нить. Резистор обладает сопротивлением и используется для того, чтобы установить нужный ток в электрической цепи. Вспомните пример с резервуаром: изменяя диаметр трубы (сопротивление нагрузки), можно получить ту или иную скорость потока воды (электрический ток различной силы). Чем тоньше пленка на фарфоровой трубочке или стержне, тем больше сопротивление току.

Резисторы бывают постоянные и переменные.

Из постоянных чаще всего используют резисторы типа МЛТ (металлизированное лакированное теплостойкое), ВС (влагостойкое сопротивление), УЛМ (углеродистое лакированное малогабаритное), из переменных – СП (сопротивление переменное) и СПО (сопротивление переменное объемное). Внешний вид постоянных резисторов показан на рис. ниже.

Резисторы различают по сопротивлению и мощности. Сопротивление, измеряют в омах (Ом), килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). Мощность же выражают в ваттах и обозначают эту единицу буквами Вт. Резисторы разной мощности отличаются размерами. Чем больше мощность резистора, тем больше его размеры.

Сопротивление резистора проставляют на схемах рядом с его условным обозначением. Если сопротивление менее 1 кОм, цифрами указывают число ом без единицы измерения. При сопротивлении 1 кОм и более – до 1 МОм указывают число килоом и ставят рядом букву «к». Сопротивление 1 МОм и выше выражают числом мегаом с добавлением буквы «М». Например, если на схеме рядом с обозначением резистора написано 510, значит, сопротивление резистора 510 Ом. Обозначениям 3,6 к и 820 к соответствует сопротивление 3,6 кОм и 820 кОм соответственно. Надпись на схеме 1 М или 4,7 М означает, что используются сопротивления 1 МОм и 4,7 МОм.

В отличие от постоянных резисторов, имеющих два вывода, у переменных резисторов таких выводов три. На схеме указывают сопротивление между крайними выводами переменного резистора. Сопротивление же между средним выводом и крайними изменяется при вращении выступающей наружу оси резистора. Причем, когда ось поворачивают в одну сторону, сопротивление между средним выводом и одним из крайних возрастает, соответственно уменьшаясь между средним выводом и другим крайним. Когда же ось поворачивают обратно, происходит обратное явление. Это свойство переменного резистора используется, например, для регулирования громкости звука в усилителях, приемниках, телевизорах и т.п.

Полупроводниковые приборы.

Их составляет целая группа деталей: диоды, стабилитроны, транзисторы. В каждой детали использован полупроводниковый материал, или проще полупроводник. Что это такое? Все существующие вещества можно условно разделить на три большие группы. Одни из них – медь, железо, алюминий и другие металлы – хорошо проводят электрический ток – это проводники. Древесина, фарфор, пластмасса совсем не проводят ток. Они непроводники, изоляторы (диэлектрики). Полупроводники же занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Такие материалы проводят ток только при определенных условиях.

Диоды.

У диода (см. рис. ниже) два вывода: анод и катод. Если подключить к ним батарею полюсами: плюс – к аноду, минус – к катоду, в направлении от анода к катоду потечет ток. Сопротивление диода в этом направлении небольшое. Если же попытаться переменить полюсы батарей, то есть включить диод «наоборот», то ток через диод не пойдет. В этом направлении диод обладает большим сопротивлением. Если пропустить через диод переменный ток, то на выходе мы получим только одну полуволну — это будет хоть и пульсирующий, но постоянный ток. Если переменный ток подать на четыре диода, включенные мостом, то мы получим уже две положительные полуволны.

Стабилитроны.

Эти полупроводниковые приборы также имеют два вывода: анод и катод. В прямом направлении (от анода к катоду) стабилитрон работает как диод, беспрепятственно пропуская ток. А вот в обратном направлении он вначале не пропускает ток (как и диод), а при увеличении подаваемого на него напряжения вдруг «пробивается» и начинает пропускать ток. Напряжение «пробоя» называют напряжением стабилизации. Оно будет оставаться неизменным даже при значительном увеличении входного напряжения. Благодаря этому свойству стабилитрон находит применение во всех случаях, когда нужно получить стабильное напряжение питания какого-то устройства при колебаниях, например сетевого напряжения.

Транзисторы.

Из полупроводниковых приборов транзистор (см. рис. ниже) наиболее часто применяется в радиоэлектронике. У него три вывода: база (б), эмиттер (э) и коллектор (к). Транзистор – усилительный прибор. Его условно можно сравнить с таким известным вам устройством, как рупор. Достаточно произнести что-нибудь перед узким отверстием рупора, направив широкое в сторону друга, стоящего в нескольких десятках метров, и голос, усиленный рупором, будет хорошо слышен вдалеке. Если принять узкое отверстие за вход рупора-усилителя, а широкое – за выход, то можно сказать, что выходной сигнал в несколько раз больше входного. Это и есть показатель усилительных способностей рупора, его коэффициент усиления.

Сейчас разнообразие выпускаемых радиодеталей очень богатое, поэтому на рисунках показаны не все их типы.

Но вернемся к транзистору. Если пропустить через участок база – эмиттер слабый ток, он будет усилен транзистором в десятки и даже сотни раз. Усиленный ток потечет через участок коллектор – эмиттер. Если транзистор прозвонить мультиметром база-эмиттер и база-коллектор, то он похож на измерение двух диодов. В зависимости от наибольшего тока, который можно пропускать через коллектор, транзисторы делятся на маломощные, средней и большой мощности. Кроме того, эти полупроводниковые приборы могут быть структуры р-п-р или n-р-п. Так различаются транзисторы с разным чередованием слоев полупроводниковых материалов (если в диоде два слоя материала, здесь их три). Усиление транзистор не зависит от его структуры.

ГОСТ 2.730-73 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЕДИНАЯ СИСТЕМА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ
ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ

ГОСТ 2.730-73

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Единая система конструкторской документации

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ
В СХЕМАХ.
ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

Unified system for design documentation.
Graphical symbols in diagrams.
Semiconductor devices

ГОСТ
2.730-73

Дата введения 1974-07-01

1. Настоящий стандарт устанавливает правила построения условных графических обозначений полупроводниковых приборов на схемах, выполняемых вручную или автоматическим способом во всех отраслях промышленности.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

2. Обозначения элементов полупроводниковых приборов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Наименование	Обозначение
1. (Исключен, Изм. № 2).
2. Электроды:
база с одним выводом
база с двумя выводами
Р -эмиттер с N -областью
N -эмиттер с Р-областью
несколько Р-эмиттеров с N -областью
несколько N -эмиттеров с Р-областью
коллектор с базой
несколько коллекторов, например, четыре коллектора на базе
3. Области: область между проводниковыми слоями с различной электропроводностью. Переход от Р-области к N -области и наоборот
область собственной электропроводности ( I -область): l) между областями с электропроводностью разного типа PIN или NIP
2) между областями с электропроводностью одного типа PIP или NIN
3) между коллектором и областью с противоположной электропроводностью PIN или NIP
4) между коллектором и областью с электропроводностью того же типа PIP или NIN
4. Канал проводимости для полевых транзисторов: обогащенного типа
обедненного типа
5. Переход PN
6. Переход NP
7. Р-канал на подложке N -типа, обогащенный тип
8. N -канал на подложке Р-типа, обедненный тип
9. Затвор изолированный
10. Исток и сток Примечание . Линия истока должна быть изображена на продолжении линии затвора, например:
11. Выводы полупроводниковых приборов:
электрически, не соединенные с корпусом
электрически соединенные с корпусом
12. Вывод корпуса внешний. Допускается в месте присоединения к корпусу помещать точку

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).

3, 4. (Исключены, Изм. № 1).

5. Знаки, характеризующие физические свойства полупроводниковых приборов, приведены в табл.4.

Таблица 4

Наименование	Обозначение
1. Эффект туннельный
а) прямой
б) обращенный
2. Эффект лавинного пробоя: а) односторонний
б) двухсторонний 3-8. (Исключены, Изм. № 2).
9. Эффект Шоттки

6. Примеры построения обозначений полупроводниковых диодов приведены в табл. 5.

Таблица 5

Наименование	Обозначение
1. Диод
Общее обозначение
2. Диод туннельный
3. Диод обращенный
4. Стабилитрон (диод лавинный выпрямительный)
а) односторонний
б) двухсторонний
5. Диод теплоэлектрический
6. Варикап (диод емкостный)
7. Диод двунаправленный
8. Модуль с несколькими (например, тремя) одинаковыми диодами с общим анодным и самостоятельными катодными выводами
8a. Модуль с несколькими одинаковыми диодами с общим катодным и самостоятельными анодными выводами
9. Диод Шотки
10. Диод светоизлучающий

7. Обозначения тиристоров приведены в табл. 6.

Таблица 6

Наименование	Обозначение
1. Тиристор диодный, запираемый в обратном направлении
2. Тиристор диодный, проводящий в обратном направлении
3. Тиристор диодный симметричный
4. Тиристор триодный. Общее обозначение
5. Тиристор триодный, запираемый в обратном направлении с управлением: по аноду
по катоду
6. Тиристор триодный выключаемый: общее обозначение
запираемый в обратном направлении, с управлением по аноду
запираемый в обратном направлении, с управлением по катоду
7. Тиристор триодный, проводящий в обратном направлении:
общее обозначение
с управлением по аноду
с управлением по катоду
8. Тиристор триодный симметричный (двунаправленный) – триак
9. Тиристор тетроидный, запираемый в обратном направлении

Примечание. Допускается обозначение тиристора с управлением по аноду изображать в виде продолжения соответствующей стороны треугольника.

8. Примеры построения обозначений транзисторов с Р- N -переходами приведены в табл. 7.

Таблица 7

Наименование	Обозначение
1. Транзистор а) типа PNP
б) типа NPN с выводом от внутреннего экрана
2. Транзистор типа NPN, коллектор соединен с корпусом
3. Транзистор лавинный типа NPN
4. Транзистор однопереходный с N-базой
5. Транзистор однопереходный с Р-базой
6. Транзистор двухбазовый типа NPN
7. Транзистор двухбазовый типа PNIP с выводом от i-области
8. Транзистор двухразовый типа P NIN с выводом от I -области
9. Транзистор многоэмиттерный типа NPN
Примечание. При выполнении схем допускается: а) выполнять обозначения транзисторов в зеркальном изображении, например, б) изображать корпус транзистора.

Таблица 8

Наименование	Обозначение
1. Транзистор полевой с каналом типа N
2. Транзистор полевой с каналом типа Р
3. Транзистор полевой с изолированным затвором баз вывода от подложки:
а) обогащенного типа с Р-каналом
б) обогащенного типа с N-каналом
в) обедненного типа с Р-каналом
г) обедненного типа с N-каналом
4. Транзистор полевой с изолированным затвором обогащенного типа с N-каналом, с внутренним соединением истока и подложки
5. Транзистор полевой с изолированным затвором с выводом от подложки обогащенного типа с Р-каналом
6. Транзистор полевой с двумя изолированными затворами обедненного типа с Р-каналом с выводом от подложки
7. Транзистор полевой с затвором Шоттки
8. Транзистор полевой с двумя затворами Шоттки

Примечание . Допускается изображать корпус транзисторов.

10. Примеры построений обозначений фоточувствительных и излучающих полупроводниковых приборов приведены в табл. 9.

Таблица 9

Наименование	Обозначение
1. Фоторезистор: а) общее обозначение
б) дифференциальный
2. Фотодиод
З. Фототиристор
4. Фототранзистор:
а) типа PNP
б) типа NPN
5. Фотоэлемент
6. Фотобатарея

Таблица 10

Наименование	Обозначение
1. Оптрон диодный
2. Оптрон тиристорный
3. Оптрон резисторный
4. Прибор оптоэлектронный с фотодиодом и усилителем:
а) совмещенно
б) разнесенно
5. Прибор оптоэлектронный с фототранзистором: а) с выводом от базы
б) без вывода от базы

Примечания:

1. Допускается изображать оптоэлектронные приборы разнесенным способом. При этом знак оптического взаимодействия должен быть заменен знаками оптического излучения и поглощения по ГОСТ 2.721-74,

например:

2. Взаимная ориентация обозначений источника и приемника не устанавливается, а определяется удобством вычерчивания схемы, например:

12. Примеры построения обозначений прочих полупроводниковых приборов приведены в табл. 11.

Таблица 11

Наименование	Обозначение
1. Датчик Холла
Токовые выводы датчика изображены линиями, отходящими от коротких сторон прямоугольника
2. Резистор магниточувствительный
3. Магнитный разветвитель

13. Примеры изображения типовых схем на полупроводниковых диодах приведены в табл. 12.

Таблица 12

Наименование	Обозначение
1. Однофазная мостовая выпрямительная схема:
а) развернутое изображение
б) упрощенное изображение (условное графическое обозначение) Примечание. К выводам 1-2 подключается напряжение переменного тока; выводы 3-4 – выпрямленное напряжение; вывод 3 имеет положительную полярность. Цифры 1, 2, 3 и 4 указаны для пояснения.
Пример применения условного графического обозначения на схеме
2. Трехфазная мостовая выпрямительная схема
3. Диодная матрица (фрагмент)
Примечание. Если все диоды в узлах матрицы включены идентично, то допускается применять упрощенный способ изображения. При этом на схеме должны быть приведены пояснения о способе включения диодов

14. Условные графические обозначения полупроводниковых приборов для схем, выполнение которых при помощи печатающих устройств ЭВМ предусмотрено стандартами Единой системы конструкторской документации, приведены в табл. 13.

Таблица 13

Наименование	Обозначение	Отпечатанное обозначение
1. Диод
2. Транзистор типа PNР
3. Транзистор типа NPN
4. Транзистор типа PNIP с выводом от I -области
5. Многоэмиттерный транзистор типа NPN

Примечание к пп. 2-5. Звездочкой отмечают вывод базы, знаком «больше» или «меньше» – вывод эмиттера.

15. Размеры (в модульной сетке) основных условных графических обозначений даны в приложении 2.

(Измененная редакция, Изм. № 4).

Приложение 1. (Исключено, Изм. № 4).

Наименование	Обозначение
1. Диод
2.. Тиристор диодный
3. Тиристор триодный
4. Транзистор 5. Транзистор полевой
6. Транзистор полевой с изолированным затвором

(Введено дополнительно, Изм. № 3).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В. Р. Верченко, Ю. И. Степанов, Э. Я. Акопян, Ю. П. Широкий, В. П. Пармешин, И. К. Виноградова

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16.08.73 № 2002

3 Соответствует СТ СЭВ 661-88

4 ВЗАМЕН ГОСТ 2.730-68, ГОСТ 2.747-68 в части пп. 33 и 34 таблицы

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ (январь 1995 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, 4, утвержденными в июле 1980 г., апреле 1987 г., марте 1989 г., июле 1991 г. (ИУС 10-80, 7-87, 6-89, 10-91)

PNP транзистор. Устройство и принцип работы, схема подключения

Стоит отметить, что транзистор, в котором один полупроводник имеет n-тип и размещен между двумя полупроводниками p-типа, называют PNP-транзистор.

Данное устройство с управлением по току. Это означает, что ток базы контролирует ток эмиттера и коллектора. Транзистор PNP имеет два кристаллических диода, соединенных друг с другом. Левая сторона диода известна как диод на основе перехода эмиттер-база, а правая сторона диода известна как диод на основе коллекторного перехода.

Дырки являются основным носителем транзисторов PNP, которые составляют ток в нем. Ток внутри транзистора формируется изменением положения дырок, а на выводах — из-за потока электронов. Транзистор PNP включается, когда через базу протекает небольшой ток. Направление тока в PNP-транзисторе от эмиттера к коллектору.

Буква транзистора PNP указывает на напряжение, требуемое эмиттером, коллектором и базой. База транзистора PNP всегда была отрицательной по отношению к эмиттеру и коллектору. В PNP-транзисторе электроны перемещаются с базы. Ток, который входит в базу, усиливается на выводах коллектора.

Обозначение на схеме PNP транзистора

Обозначение PNP-транзистора на электрических схемах показано на рисунке ниже. Стрелка внутрь показывает, что направление тока в устройстве PNP типа от эмиттера к коллектору.

Устройство PNP транзистора

Конструкция PNP-транзистора показана на рисунке ниже. Эмиттер-база соединены в прямом смещении, а коллектор-база соединены в обратном смещении. Эмиттер, который подключен в прямом смещении, притягивает электроны к базе и, следовательно, создается ток, протекающий по пути от эмиттера к коллектору.

База транзистора всегда остается положительной по отношению к коллектору, так что дырки не могут «мигрировать» от коллектора к базе. И переход база-эмиттер поддерживает ток, благодаря чему дырки из области эмиттера входят в базу, а затем в область коллектора, пересекая область истощения.

Принцип работы PNP транзистора

Переход эмиттер-база соединен в прямом смещении, благодаря чему эмиттер выталкивает дырки в базу. Дырки и составляют ток эмиттера. Когда носители перемещаются в полупроводниковый материал или основу N-типа, они объединяются с электронами. База транзистора тонкая и слаболегированная. Следовательно, только несколько дырок в сочетании с электронами движутся в направлении слоя пространственного заряда коллектора. Отсюда получается ток базы.

Область основания коллектора соединена в обратном смещении. Дырки, которые накапливаются вокруг области истощения p-n перехода при воздействии отрицательной полярности, собираются или притягиваются коллектором. Таким образом создается ток коллектора. Полный ток эмиттера протекает через ток коллектора I_C.

Радио для всех – Условные обозначения транзисторов

Буквенный код транзисторов — латинские буквы VT. На схемах эти полупроводниковые приборы обозначают, как показано на рис. Здесь короткая черточка с линией от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ее краям под углом 60°, — эмиттер и коллектор. Об электропроводности базы судят по символу эмиттера: если его стрелка направлена к базе, то это означает, что эмиттер имеет электропроводность типа р, а база— типа п, если же стрелка направлена в противоположную сторону (VT2), электропроводность эмиттера и базы обратная. Знать электропроводность эмиттера базы и коллектора необходимо для того, чтобы правильно подключить транзистор к источнику питания. В справочниках эту информацию приводят в виде структурной формулы. Транзистор, база которого имеет электропроводимость типа п, обозначают формулой р-п-р, а транзистор с базой, имеющей электропроводность типа р-п-р. В первом случае на базу и коллектор следует подавать отрицательное по отношению к эмиттеру напряжение, во втором — положительное.Для наглядности условное графическое обозначение дискретного транзистора обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус. Иногда металлический корпус соединяют с одним из выводов транзистора. На схемах это показывается точкой в месте пересечения соответствующего вывода с символом корпуса. Если же корпус снабжен отдельным выводом, линию-вывод допускается присоединять к кружку без точки. В целях повышения информативности схем рядом с позиционным обозначением транзистора допускается указывать его тип.

Обозначение Реальный вид

Поскольку буквенный код VT предусмотрен для обозначения транзисторов, выполненных в виде самостоятельного прибора, транзисторы сборок обозначают одним из следующих способов: либо используют код VT и присваивают им порядковые номера наряду с другими транзисторами (В этом случае на схеме помещают такую, например, запись:

КЛ-КГ4 К159НТ1, либо используют код аналоговых микросхем (DA) и указывают принадлежность транзисторов в сборке в позиционном обозначении. У выводов таких транзисторов, как правило, приводят условную нумерацию, присвоенную выводам корпуса, в котором выполнена матрица.

Без символа корпуса изображают на схемах и транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (для примера на рис показаны транзисторы структуры п-р-п с тремя и четырьмя эмиттерами).

Обозначение Реальный вид

Условные графические обозначения некоторых разновидностей биполярных транзисторов получают введением в основной символ специальных знаков. Так, чтобы изобразить лавинный транзистор, между символами эмиттера и коллектора помещают знак эффекта лавинного пробоя (VTl, VT2). При повороте УГО положение этого знака должно оставаться неизменным.Иначе построено УГО однопереходного транзистора: у него один р-п- переход, но два вывода базы. Символ эмиттера в УГО этого водят к середине символа базы. Об электропроводности последней судят по символу эмиттера (направлению стрелки).

Из транзисторов, управляемых внешними факторами, широкое применение находят фототранзисторы. Условные графические обозначения фототранзисторов с выводом базы (РТ1, VT2) и без него (К73). Наряду с другими полупроводниковыми приборами, действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, фототранзисторы могут входить в состав оптронов. УГО фототранзистора в этом случае вместе с УГО излучателя (обычно светодиода) заключают в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта — две наклонные стрелки заменяют стрелками, перпендикулярными символу базы.

Обозначение Реальный вид

Для примера на рис. 8.5 изображена одна из оптопар сдвоенного оптрона (об этом говорит позиционное обозначение 1/1.1). Аналогично строится УГО оптрона с составным транзистором (U2).

На символ однопереходного транзистора похоже УГО большой группы транзисторов с pn-переходом, получивших название полевых. Основа такого транзистора — созданный в полупроводнике и снабженный двумя выводами (исток и сток) канал с электропроводностью n или p-типа. Сопротивлением канала управляет третий электрод — затвор. Канал изображают так же, как и базу биполярного транзистора, но помещает в середине кружка-корпуса, символы истока и стока присоединяют к нему с одной стороны, затвора — с другой стороны на продолжении линии истока. Электропроводность канала указывают стрелкой на символе затвора (на рис условное графическое обозначение VT1 символизирует транзистор с каналом n-типа, VT2 с каналом p-типа).

Обозначение Реальный вид

В условном графическом обозначении полевых транзисторов с изолированным затвором (его изображают черточкой, параллельной символу канала с выводом на продолжении линии истока) электропроводность канала показывают стрелкой, помещенной между символами истока и стока. Если стрелка направлена к каналу, то это значит, что изображен транзистор с каналом n-типа, а если в противоположную сторону — с каналом p-типа. Аналогично поступают при наличии вывода от подложки (VT4), а также при изображении полевого транзистора с так называемым индуцированным каналом, символ которого — три коротких штриха (VT5, VT6). Если подложка соединена с одним из электродов (обычно с истоком), это показывают внутри УГО без точки (VT7, VT8).

В полевом транзисторе может быть несколько затворов. Изображают их более короткими черточками, причем линию-вывод первого затвора обязательно помещают на продолжении линии истока (VT9).

Линии-выводы полевого транзистора допускается изгибать лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (VT1). В некоторых типах полевых транзисторов корпус может быть соединен с одним из электродов или иметь самостоятельный вывод (например, транзисторы типа КПЗОЗ).

4.3: Проверка счетчика транзистора (BJT)

Биполярные транзисторы состоят из трехслойного полупроводникового «сэндвича» PNP или NPN. Таким образом, транзисторы регистрируются как два диода, соединенных последовательно при тестировании с помощью функции «сопротивления» или «проверки диодов» мультиметра, как показано на рисунке ниже. Показания низкого сопротивления на базе с черными отрицательными (-) выводами соответствуют материалу N-типа в базе транзистора PNP. На символе на материал N-типа «указывает» стрелка перехода база-эмиттер, которая является базой для этого примера.Эмиттер P-типа соответствует другому концу стрелки перехода база-эмиттер, эмиттеру. Коллектор очень похож на эмиттер, а также является материалом P-типа PN перехода.

Проверка счетчика транзисторов PNP: (a) прямые B-E, B-C, сопротивление низкое; (б) обратные B-E, B-C, сопротивление ∞.

Здесь я предполагаю использовать мультиметр с функцией только одного диапазона (сопротивления) для проверки PN-переходов. Некоторые мультиметры оснащены двумя отдельными функциями проверки целостности цепи: сопротивлением и «проверкой диодов», каждая из которых имеет собственное назначение.Если ваш измеритель имеет назначенную функцию «проверки диодов», используйте ее, а не диапазон «сопротивления», и измеритель будет отображать фактическое прямое напряжение PN-перехода, а не только то, проводит ли он ток.

Показания счетчика, конечно, будут прямо противоположными для NPN-транзистора, с обоими PN-переходами, обращенными в другую сторону. Показания низкого сопротивления с красным (+) проводом на базе – это «противоположное» состояние для NPN-транзистора.

Если в этом тесте используется мультиметр с функцией «проверки диодов», будет обнаружено, что переход эмиттер-база имеет немного большее прямое падение напряжения, чем переход коллектор-база.Эта прямая разница напряжений возникает из-за несоответствия в концентрации легирования между эмиттерной и коллекторной областями транзистора: эмиттер представляет собой гораздо более легированный кусок полупроводникового материала, чем коллектор, в результате чего его соединение с базой создает более высокое прямое напряжение. уронить.

Зная это, становится возможным определить, какой провод какой на немаркированном транзисторе. Это важно, потому что упаковка транзисторов, к сожалению, не стандартизирована.Конечно, все биполярные транзисторы имеют три провода, но расположение трех проводов на физическом корпусе не организовано в каком-либо универсальном стандартизированном порядке.

Предположим, технический специалист находит биполярный транзистор и приступает к измерению целостности цепи с помощью мультиметра, установленного в режиме «проверки диодов». Измеряя между парами проводов и записывая значения, отображаемые измерителем, технический специалист получает данные, показанные на рисунке ниже.

Неизвестный биполярный транзистор.Какие терминалы являются эмиттерным, базовым и коллекторным? Показания омметра между клеммами.

Единственными комбинациями контрольных точек, дающими показания измерителя, являются провода 1 и 3 (красный измерительный провод на 1 и черный измерительный провод на 3) и провода 2 и 3 (красный измерительный провод на 2 и черный измерительный провод на 3). Эти два показания должны указывать на прямое смещение перехода эмиттер-база (0,655 В) и перехода коллектор-база (0,621 В).

Теперь мы ищем один провод, общий для обоих наборов показаний проводимости.Это должно быть базовое соединение транзистора, потому что база является единственным слоем трехслойного устройства, общим для обоих наборов PN-переходов (эмиттер-база и коллектор-база). В этом примере этот провод имеет номер 3 и является общим для комбинаций контрольных точек 1-3 и 2-3. В обоих наборах показаний измерителя тестовый провод черный (-) касался провода 3, что говорит нам о том, что база этого транзистора сделана из полупроводникового материала N-типа (черный = отрицательный). Таким образом, транзистор представляет собой PNP с базой на проводе 3, эмиттером на проводе 1 и коллектором на проводе 2, как показано на рисунке ниже.

Клеммы BJT, идентифицируемые омметром.

Обратите внимание, что базовый провод в этом примере – это , а не – средний вывод транзистора, как можно было бы ожидать от трехслойной «сэндвич-модели» биполярного транзистора. Это довольно частый случай, и он сбивает с толку новичков, изучающих электронику. Единственный способ узнать, какой именно провод – это проверить счетчик или обратиться к документации производителя на этот конкретный номер детали транзистора.

Знание того, что биполярный транзистор ведет себя как два встречных диода при тестировании с помощью измерителя проводимости, полезно для идентификации неизвестного транзистора исключительно по показаниям измерителя. Это также полезно для быстрой функциональной проверки транзистора. Если бы техник измерил целостность цепи в более чем двух или любых менее чем двух из шести комбинаций измерительных выводов, он или она немедленно узнал бы, что транзистор неисправен (или что это не биполярный транзистор, а скорее что-то еще – отличная возможность, если для точной идентификации нельзя сослаться на номера деталей!).Однако модель транзистора с «двумя диодами» не может объяснить, как и почему он действует как усилительное устройство.

Чтобы лучше проиллюстрировать этот парадокс, давайте рассмотрим одну из схем транзисторного переключателя, используя физическую схему на рисунке ниже, а не схематический символ, представляющий транзистор. Таким образом будет легче увидеть два PN-перехода.

Небольшой базовый ток, протекающий в прямом смещенном переходе база-эмиттер, позволяет протекать большому току через обратносмещенный переход база-коллектор.

Диагональная стрелка серого цвета показывает направление потока электронов через переход эмиттер-база. Эта часть имеет смысл, поскольку электроны текут от эмиттера N-типа к базе P-типа: переход явно смещен в прямом направлении. А вот переход база-коллектор – совсем другое дело. Обратите внимание, как толстая стрелка серого цвета указывает в направлении потока электронов (вверх) от базы к коллектору. Поскольку основание выполнено из материала P-типа, а коллектор из материала N-типа, это направление электронного потока явно противоположно направлению, обычно ассоциируемому с PN-переходом! Обычное PN-соединение не допустит этого «обратного» направления потока, по крайней мере, без существенного сопротивления.Однако насыщенный транзистор оказывает очень слабое сопротивление электронам на всем пути от эмиттера до коллектора, о чем свидетельствует освещение лампы!

Очевидно, что здесь происходит что-то, что противоречит простой объяснительной модели биполярного транзистора «с двумя диодами». Когда я впервые узнал о работе транзисторов, я попытался построить свой собственный транзистор из двух последовательно включенных диодов, как показано на рисунке ниже.

Пара встречных диодов не работает как транзистор!

Моя схема не работала, и я был озадачен.Каким бы полезным ни было описание транзистора «два диода» для целей тестирования, оно не объясняет, как транзистор ведет себя как управляемый переключатель.

В транзисторе происходит следующее: обратное смещение перехода база-коллектор предотвращает ток коллектора, когда транзистор находится в режиме отсечки (то есть, когда ток базы отсутствует). Если переход база-эмиттер смещен в прямом направлении управляющим сигналом, обычно блокирующее действие перехода база-коллектор отменяется, и через коллектор разрешается ток, несмотря на то, что электроны проходят «неправильным путем» через этот PN соединение.Это действие зависит от квантовой физики полупроводниковых переходов и может иметь место только тогда, когда два перехода должным образом разнесены и концентрации легирования трех слоев правильно пропорциональны. Два диода, соединенные последовательно, не соответствуют этим критериям; верхний диод никогда не может «включиться» при обратном смещении, независимо от того, сколько тока проходит через нижний диод в контуре базового провода. См. Раздел «Биполярные переходные транзисторы», глава 2, для получения более подробной информации.

То, что концентрации легирования играют решающую роль в особых возможностях транзистора, также подтверждается тем фактом, что коллектор и эмиттер не являются взаимозаменяемыми.Если рассматривать транзистор просто как два соединенных друг с другом PN перехода или просто как простой сэндвич из материалов N-P-N или P-N-P, может показаться, что любой конец транзистора может служить коллектором или эмиттером. Однако это не так. При подключении «в обратном направлении» в цепи ток база-коллектор не сможет управлять током между коллектором и эмиттером. Несмотря на то, что и эмиттерный, и коллекторный слои биполярного транзистора имеют одно и то же легирование типа (либо N, либо P), коллектор и эмиттер определенно не идентичны!

Ток через переход эмиттер-база пропускает ток через переход база-коллектор с обратным смещением.Действие базового тока можно представить как «открытие затвора» для тока через коллектор. Более конкретно, любая заданная величина тока между эмиттером и базой допускает ограниченную величину тока между базой и коллектором. На каждый электрон, который проходит через переход эмиттер-база и далее через базовый провод, через переход база-коллектор проходит определенное количество электронов, и не более того.

В следующем разделе это ограничение тока транзистора будет исследовано более подробно.

Обзор

При тестировании мультиметром в режимах «сопротивление» или «проверка диода» транзистор ведет себя как два встречных PN (диодных) перехода.
PN-переход эмиттер-база имеет немного большее прямое падение напряжения, чем PN-переход коллектор-база, из-за более сильного легирования полупроводникового слоя эмиттера.
Переход база-коллектор с обратным смещением обычно блокирует прохождение любого тока через транзистор между эмиттером и коллектором.Однако этот переход начинает проводить, если ток проходит через базовый провод. Базовый ток можно рассматривать как «открытие затвора» для определенного ограниченного количества тока через коллектор.

Как использовать транзисторы | Самодельные схемотехнические проекты

Если вы правильно поняли, как использовать транзисторы в схемах, вы, возможно, уже покорили половину электроники и ее принципов. В этом посте мы делаем попытку в этом направлении.

Введение

Транзисторы представляют собой полупроводниковые устройства с 3 выводами, которые способны проводить относительно высокую мощность через свои два вывода в ответ на значительно низкую мощность, потребляемую на третьем выводе.

Транзисторы в основном бывают двух типов: биполярный транзистор (BJT) и полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET)

Для BJT 3 вывода обозначаются как база, эмиттер, коллектор. . Сигнал малой мощности на выводе базы / эмиттера позволяет транзистору переключать нагрузку сравнительно высокой мощности на выводе коллектора.

Для полевых МОП-транзисторов они обозначаются как затвор, источник, сток. Сигнал малой мощности на выводе затвор / исток позволяет транзистору переключать нагрузку сравнительно высокой мощности через вывод коллектора.

Для простоты мы обсудим здесь BJT, поскольку их характеристика менее сложна по сравнению с MOSFET.

Транзисторы (BJT) являются строительными блоками всех полупроводниковых устройств, используемых сегодня. Если бы не было транзисторов, не было бы никаких микросхем или любого другого полупроводникового компонента. Даже ИС состоят из тысяч тесно связанных транзисторов, которые составляют особенности конкретного чипа.

Начинающим любителям электроники обычно трудно обращаться с этими полезными компонентами и настраивать их как схемы для предполагаемого применения.

Здесь мы изучим функции и способы использования и внедрения биполярных транзисторов в практические схемы.

Как использовать транзисторы, такие как Switch

Биполярные транзисторы, как правило, представляют собой трехпроводной активный электронный компонент, который в основном работает как переключатель для включения или выключения питания внешней нагрузки или связанного с ней электронного каскада схемы.

Ниже приведен классический пример, в котором транзистор подключен как усилитель с общим эмиттером:

Это стандартный метод использования любого транзистора в качестве переключателя для управления заданной нагрузкой.Вы можете видеть, когда к базе подается небольшое внешнее напряжение, транзистор включается и проводит более сильный ток через выводы эмиттера коллектора, включая большую нагрузку.

Значение базового резистора можно рассчитать по формуле:

R _b = (Base Supply V _b – Base-Emitter Forward Voltage) x hFE / ток нагрузки

Также помните, что отрицательный или отрицательный линия заземления внешнего напряжения должна быть соединена с линией заземления транзистора или эмиттером, иначе внешнее напряжение не будет влиять на транзистор.

Использование транзистора в качестве драйвера реле

Я уже объяснял в одном из своих предыдущих постов, как сделать схему драйвера транзистора.

В основном используется та же конфигурация, что и показанная выше. Вот стандартная схема для того же:

Если вы не уверены в реле, вы можете обратиться к этой всеобъемлющей статье, которая объясняет все о конфигурациях реле.

Использование транзистора в регулятор освещенности

Следующая конфигурация показывает, как транзистор может использоваться в качестве регулятора яркости света с использованием схемы эмиттерного повторителя.

Вы можете видеть, как изменяется переменный резистор или потенциометр, интенсивность лампы также меняется. Мы называем это эмиттерным повторителем, потому что напряжение на эмиттере или на лампе следует за напряжением на базе транзистора.

Если быть точным, то напряжение на эмиттере будет всего на 0,7 В ниже напряжения базы. Например, если базовое напряжение 6 В, эмиттер будет 6 – 0,7 = 5,3 В и так далее. Разница 0,7 В обусловлена минимальным падением прямого напряжения транзистора на базе эмиттера.

Здесь сопротивление потенциометра вместе с резистором 1 кОм образует резистивный делитель на базе транзистора. Когда ползунок потенциометра перемещается, напряжение на базе транзистора изменяется, и это, соответственно, изменяет напряжение эмиттера на лампе, и соответственно изменяется интенсивность лампы.

Использование транзистора в качестве датчика

Из приведенных выше обсуждений вы могли заметить, что транзистор выполняет одну важную функцию во всех приложениях.Он в основном усиливает напряжение на своей базе, позволяя переключать большой ток через его коллектор-эмиттер.

Эта функция усиления также используется, когда в качестве датчика используется транзистор. В следующем примере показано, как его можно использовать для определения разницы в окружающем освещении и соответствующего включения / выключения реле.

Здесь также LDR и предустановка 300 Ом / 5 кОм образуют делитель потенциала на базе транзистора.

На самом деле 300 Ом не требуется.Он включен, чтобы гарантировать, что база транзистора никогда не будет полностью заземлена, и, таким образом, она никогда не будет полностью отключена или отключена. Это также гарантирует, что ток через LDR никогда не может превышать определенный минимальный предел, независимо от того, насколько яркой является интенсивность света на LDR.

В темноте LDR имеет высокое сопротивление, которое во много раз превышает комбинированное значение 300 Ом и предустановки 5 К.

Из-за этого база транзистора получает большее напряжение со стороны земли (отрицательное), чем положительное напряжение, и его проводимость коллектор / эмиттер остается выключенной.

Однако, когда на LDR попадает достаточно света, его сопротивление падает до значения в несколько килоом.

Это позволяет базовому напряжению транзистора значительно превышать отметку 0,7 В. Теперь транзистор смещается и включает коллекторную нагрузку, то есть реле.

Как вы можете видеть, в этом приложении транзисторы в основном усиливают крошечное базовое напряжение, так что большая нагрузка на его коллекторе может быть включена.

LDR можно заменить другими датчиками, такими как термистор для измерения тепла, датчик воды для измерения воды, фотодиод для измерения инфракрасного луча и т. Д.

Вопрос для вас: Что произойдет, если положение LDR и предустановки 300/5 K поменять местами друг с другом?

Пакеты транзисторов

Транзисторы обычно распознаются по их внешнему корпусу, в который может быть встроено конкретное устройство. Наиболее распространенными типами корпусов, в которые помещаются эти полезные устройства, являются Т0-92, ТО-126, ТО-220 и ТО-3. Мы постараемся разобраться во всех этих характеристиках транзисторов, а также научимся использовать их в практических схемах.

Общие сведения о транзисторах TO-92 с малым сигналом:

Транзисторы, такие как BC547, BC557, BC546, BC548, BC549 и т. Д., Подпадают под эту категорию.

Это самые простые устройства в группе, которые используются для приложений с низкими напряжениями и токами. Интересно, что эта категория транзисторов наиболее широко и повсеместно используется в электронных схемах из-за их универсальных параметров.

Обычно эти устройства рассчитаны на работу с напряжением от 30 до 60 вольт на коллекторе и эмиттере.

Базовое напряжение не более 6, но они могут легко срабатывать при уровне напряжения всего 0,7 В на их базе. Однако ток должен быть ограничен примерно до 3 мА.

Три вывода транзистора TO-92 можно идентифицировать следующим образом:

Если держать печатную сторону к нам, правый вывод – это эмиттер, центральный вывод – основание, а левая сторона – вывод коллектор устройства.

ОБНОВЛЕНИЕ: Хотите знать, как использовать транзисторы с Arduino? Прочтите это здесь

Как сконфигурировать транзистор TO-92 в практическую плоскость

Транзисторы в основном бывают двух типов: NPN-типа и PNP-типа, оба дополняют друг друга.В основном они оба ведут себя одинаково, но в противоположных направлениях и направлениях.

Например, устройству NPN потребуется положительный триггер относительно земли, в то время как устройству PNP потребуется отрицательный триггер по отношению к положительной линии питания для достижения указанных результатов.

Трем выводам описанного выше транзистора необходимо назначить определенные входы и выходы, чтобы заставить его работать для конкретного приложения, которое, очевидно, предназначено для переключения параметра.

Выводам необходимо назначить следующие входные и выходные параметры:

Эмиттер любого транзистора является эталонной распиновкой устройства , то есть ему необходимо назначить указанное общее опорное напряжение питания, чтобы оставшиеся два вывода может действовать применительно к нему.

NPN-транзистор всегда будет нуждаться в отрицательном источнике питания в качестве опорного, подключенном к его эмиттерному выводу для правильного функционирования, в то время как для PNP это будет положительная линия питания для его эмиттера.

Коллектор – это провод, несущий нагрузку транзистора, а нагрузка, которую необходимо переключить, вводится на коллекторе транзистора (см. Рисунок).

База транзистора – это триггерный вывод, к которому требуется приложить небольшой уровень напряжения, чтобы ток через нагрузку мог проходить через линию эмиттера, замыкая схему и управляя нагрузкой.

Удаление источника питания триггера на базу немедленно отключает нагрузку или просто ток через клеммы коллектора и эмиттера.

Общие сведения о силовых транзисторах TO-126, TO-220:

Это силовые транзисторы среднего типа, используемые для приложений, требующих переключения мощных относительно мощных нагрузок, таких как трансформаторы, лампы и т. Д., А также для управления устройствами TO-3, например BD139, BD140, BD135 и т.п. левый вывод является основанием.

Функционирование и принцип срабатывания точно такие же, как описано в предыдущем разделе.

Устройство работает с нагрузкой от 100 мА до 2 А через коллектор до эмиттера.

Базовый триггер может иметь напряжение от 1 до 5 В с токами, не превышающими 50 мА, в зависимости от мощности переключаемых нагрузок.

Общие сведения о силовых транзисторах TO-3:

Их можно увидеть в металлических корпусах, как показано на рисунке.Типичными примерами силовых транзисторов TO-3 являются 2N3055, AD149, BU205 и т. Д.

Выводы корпуса TO-3 можно идентифицировать следующим образом:

Удерживая выводную сторону устройства к себе так, чтобы металлическая часть рядом с выводами, имеющими большую площадь, удерживается вверх (см. рисунок), правый вывод является основанием, левый вывод является эмиттером, а металлический корпус устройства образует коллектор корпуса.

Функция и принцип работы примерно такие же, как описано для малосигнального транзистора, однако характеристики мощности увеличиваются пропорционально, как указано ниже:

Напряжение коллектор-эмиттер может составлять от 30 до 400 вольт, а ток – от 10 до 30 ампер. .

Базовый триггер должен оптимально составлять около 5 В с уровнями тока от 10 до 50 мА в зависимости от величины нагрузки, которая должна срабатывать. Базовый ток срабатывания прямо пропорционален току нагрузки.

Есть более конкретные вопросы? Пожалуйста, задавайте их через свои комментарии, я здесь, чтобы решить их все за вас.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем сайта: https: // www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими новаторскими идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Работа транзистора PNP

Работа транзистора PNP

Транзистор PNP работает практически так же, как транзистор NPN. Однако поскольку эмиттер, база и коллектор в транзисторе PNP изготовлены из материалов, которые в отличие от транзистора NPN, в транзисторе протекают разные носители тока. Блок ПНП.Большинство носителей тока в транзисторе PNP – это дырки. Это в в отличие от транзистора NPN, где большинство носителей тока – электроны. К Поддерживают этот другой тип тока (поток дырок), батареи смещения меняются местами для транзистор PNP. Типичная установка смещения для транзистора PNP показана на рисунке 2-8.

Обратите внимание, что процедура, использованная ранее для правильного смещения транзистора NPN, также применима. здесь к транзистору PNP. Первая буква (P) в последовательности P NP указывает полярность напряжения, необходимого для эмиттера ( p ositive), а вторая буква (N) указывает полярность базового напряжения ( n egative).Поскольку переход база-коллектор всегда имеет обратное смещение, тогда напряжение противоположной полярности ( отрицательное ) необходимо использовать для коллектора. Таким образом, база транзистора P N P должна составлять n . по отношению к эмиттеру, а коллектор должен быть более отрицательным, чем база. Помните, что, как и в случае с NPN-транзистором, эта разница в питающем напряжении равна необходимо, чтобы ток (поток дырок в случае транзистора PNP) от эмиттер к коллектору.Хотя ток через отверстие является преобладающим типом протекания тока в PNP-транзистор, поток дырок происходит только внутри самого транзистора, в то время как электроны текут во внешней цепи. Однако именно внутренний поток дырок приводит к потоку электронов во внешних проводах, подключенных к транзистору.

Рисунок 2-8. – Правильно смещенный транзистор PNP.

PNP СОЕДИНЕНИЕ ВПЕРЕД. – Теперь давайте посмотрим, что происходит, когда Переход эмиттер-база на рисунке 2-9 смещен в прямом направлении.При показанной настройке смещения положительный полюс батареи отталкивает эмиттерные отверстия к основанию, в то время как отрицательная клемма направляет базовые электроны к эмиттеру. Когда эмиттерное отверстие и базовый электрон встречаются, они соединяются. Для каждого электрона, который соединяется с дыркой, другой электрон покидает отрицательную клемму аккумулятора и попадает в базу. В то же время, электрон покидает эмиттер, создавая новую дырку, и попадает в положительную клемма аккумуляторной батареи. Это движение электронов в базу и из эмиттера. составляет базовый ток (I _B), а путь, по которому проходят эти электроны, равен называется схемой эмиттер-база.
Рисунок 2-9. – Прямо смещенный переход в транзисторе PNP.

ОБРАТНОЕ СМЕЩЕНИЕ PNP. – В разветвлении с обратным смещением (рис. 2-10) отрицательное напряжение на коллекторе и положительное напряжение на базовом блоке большинство Носители тока от пересечения перекрестка.
Однако это же отрицательное напряжение коллектора действует как прямое смещение для меньшинства . текущие отверстия в основании, которые пересекают переход и входят в коллектор.Меньшинство Электроны тока в коллекторе также воспринимают прямое смещение – положительное основание напряжение – и двигайся в базу. Отверстия в коллекторе заполнены электронами, которые течь с минусовой клеммы АКБ. При этом электроны покидают отрицательный полюс батареи, другие электроны в основании разрывают свои ковалентные связи и введите положительный полюс аккумуляторной батареи. Хотя есть только меньшинство текущих расход в обратносмещенном переходе, он все еще очень мал из-за ограниченного количества неосновных носителей тока.
Рисунок 2-10. – Обратно-смещенный переход в PNP-транзисторе.

ПЕРЕХОДНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ PNP. – Взаимодействие между прямым и обратным смещением переходы в транзисторе PNP очень похожи на переходы в транзисторе NPN, за исключением того, что в В транзисторе PNP большинство носителей тока – это дырки. В показанном транзисторе PNP на рисунке 2-11 положительное напряжение на эмиттере отталкивает отверстия к основанию.Один раз в основании дырки объединяются с электронами базы. Но опять же, помните, что база область сделана очень тонкой, чтобы предотвратить рекомбинацию дырок с электронами. Следовательно, более 90 процентов отверстий, которые входят в основание, притягиваются к большим отрицательное напряжение коллектора и проходит прямо через базу. Однако для каждого электрона и дырки, которые объединяются в основной области, другой электрон покидает отрицательный вывод базовый аккумулятор (V _BB) и поступает в базу как базовый ток (I _B).На В то же время один электрон покидает отрицательную клемму батареи, другой электрон покидает эмиттер как IE (создающий новое отверстие) и входит в положительный вывод V _BB. Между тем в коллекторной цепи электроны от коллекторной батареи (V _CC) введите коллектор как Ic и объедините с лишними отверстиями от основания. Для каждой лунки который нейтрализуется в коллекторе электроном, другой электрон покидает эмиттер и начинает свой путь обратно к положительному выводу V _CC.
Рисунок 2-11. – Работа транзистора PNP.
Хотя ток во внешней цепи PNP-транзистора противоположен в направлении транзистора NPN, основные носители всегда текут из эмиттер к коллектору. Этот поток основных носителей также приводит к формированию две отдельные токовые петли в каждом транзисторе. Один контур – это путь базового тока, а другой контур – это путь коллекторного тока.Комбинация тока в обоих из этих контуров (I _B + I _C) приводит к общему току транзистора (I _E). Самое важное, что нужно помнить о двух разных типах транзисторов, это то, что напряжение эмиттер-база транзистора PNP оказывает такое же управляющее воздействие на коллекторный ток как у NPN-транзистора. Проще говоря, увеличение Напряжение прямого смещения транзистора уменьшает барьер перехода эмиттер-база. Этот действие позволяет большему количеству носителей достигать коллектора, вызывая увеличение тока от эмиттера к коллектору и через внешнюю цепь.И наоборот, уменьшение в прямом смещении напряжение снижает ток коллектора.
Q.10 Каковы основные носители тока в транзисторе PNP?
Q.11 Какова взаимосвязь между полярностью напряжения, приложенного к PNP? транзистор, а что применено к транзистору NPN?
Q.12 Какое буквенное обозначение базового тока?
Q.13 Назовите две токовые петли в транзисторе.
Серия тренингов по электричеству и электронике ВМС (NEETS), модуль 7
Модуль 7 – Введение в твердотельные устройства и источники питания
Страницы i – ix, От 1-1 до 1-10, От 1-11 до 1-20, 1-21 до 1-30, 1-31 до 1-40, С 1-41 по 1-47, От 2-1 до 2-10, 2-11 до 2-20, 2-21 до 2-30, 2-31 до 2-40, 2-41 до 2-50, 2-51 до 2-54, От 3-1 до 3-10, С 3-11 до 3-20, С 3-21 до 3-30, 3-31 до 3-40, 3-41 до 3-50, 3-51 до 3-54, С 4-1 по 4-10, С 4-11 до 4-20, С 4-21 до 4-30, 4-31 до 4-40, С 4-41 по 4-50, С 4-51 по 4-62, индекс

Для дальнейшего улучшения эффективности транзистора, коллектор физически больше базы по двум причинам: (1) увеличивают вероятность сбора носителей, которые диффундируют в сторону, а также непосредственно через базовую область, и (2) чтобы коллектор мог обрабатывать больше тепла без повреждений.

Таким образом, общий ток в Транзистор NPN проходит через вывод эмиттера. Следовательно, в процентном отношении I _E составляет 100 процентов. На с другой стороны, поскольку база очень тонкая и слегка легированная, меньший процент от общего тока (эмиттер ток) будет течь в цепи базы, чем в цепи коллектора. Обычно не более 2–5 процентов общий ток – это базовый ток (I _B), а оставшиеся от 95 до 98 процентов – ток коллектора (I _C).Между этими двумя токами существует очень простая взаимосвязь:
I _E = I _B + I _C

Проще говоря, это означает, что ток эмиттера разделен на ток базы и ток коллектора. С количество тока, выходящего из эмиттера, является исключительно функцией смещения эмиттер-база, и потому что коллектор принимает большую часть этого тока, небольшое изменение смещения эмиттер-база будет иметь гораздо большее влияние на величину тока коллектора, чем он будет иметь ток базы.В заключение, относительно небольшое смещение эмиттер-база контролирует относительно большой ток между эмиттером и коллектором.

Q6. Чтобы правильно смещать NPN-транзистор, напряжение какой полярности подается на коллектор и как оно соотносится с напряжением базы?

Q7. Почему проводимость через смещенный в прямом направлении переход NPN-транзистора в основном в одном направлении, а именно от эмиттера к базе?

Q8. В транзисторе NPN какая секция сделана очень тонкой по сравнению с два других раздела?

Q9.Какой процент тока в транзисторе NPN достигает коллектора?

Работа транзистора PNP

Транзистор PNP работает практически так же, как транзистор NPN. Однако, поскольку эмиттер, база и коллектор в транзисторе PNP сделаны из материалов, которые отличаются от тех, которые используются в транзисторе NPN, в блоке PNP протекают другие носители тока. Большинство нынешних носителями в транзисторе PNP являются дыры.В этом отличие от NPN-транзистора, в котором основной ток носителями являются электроны. Для поддержки этого другого типа тока (дырочного потока) батареи смещения меняются местами. транзистор PNP. Типичная установка смещения для транзистора PNP показана на рисунке 2-8. Обратите внимание, что процедура использованный ранее для правильного смещения NPN-транзистора здесь также применяется к PNP-транзистору. Первая буква (P) в последовательность PNP указывает полярность напряжения, необходимого для эмиттера (положительный), а вторая буква (N) указывает полярность базового напряжения (отрицательная).Поскольку соединение база-коллектор всегда обратное смещен, то для коллектора необходимо использовать напряжение противоположной полярности (отрицательное). Таким образом, база ПНП Транзистор должен быть отрицательным по отношению к эмиттеру, а коллектор должен быть более отрицательным, чем база. Помните, что, как и в случае с NPN-транзистором, эта разница в питающем напряжении необходима для того, чтобы ток (дырочный поток в случае транзистора PNP) от эмиттера к коллектору.Хотя поток дырок является преобладающим типом протекания тока в транзисторе PNP, протекание дырок происходит только внутри транзистора. сам, в то время как электроны текут во внешней цепи. Однако именно внутренний поток дырок приводит к электронному поток во внешних проводах, подключенных к транзистору.

2-11

Рисунок 2-8. – Правильно смещенный транзистор PNP.

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ В ПЕРЕДНЕМ СМЕЩЕНИИ PNP . – Теперь давайте посмотрим, что происходит, когда эмиттер-база соединение на рисунке 2-9 смещено вперед. При показанной настройке смещения положительный полюс батареи отталкивает отверстия эмиттера к базе, в то время как отрицательный вывод направляет электроны базы к эмиттеру. Когда эмиттерная дырка и базовый электрон встречаются, они объединяются. Для каждого электрона, который соединяется с дыркой, другой электрон покидает отрицательную клемму аккумулятора и попадает в базу.При этом электрон уходит эмиттер, создавая новое отверстие, входит в положительный полюс батареи. Это движение электронов в база и выход из эмиттера составляют ток базы (IB), и путь, по которому проходят эти электроны, называется как цепь эмиттер-база.

2-12

Рисунок 2-9. – Прямо смещенный переход в транзисторе PNP.

ОБРАТНОЕ СМЕЩЕНИЕ PNP . – В обратносмещенном переходе (рис. 2-10) отрицательный напряжение на коллекторе и положительное напряжение на базе блокируют пересечение основных носителей тока соединение. Однако это же отрицательное напряжение коллектора действует как прямое смещение для неосновных токовых отверстий в базы, которые пересекают стык и входят в коллектор. Электроны неосновного тока в коллекторе также ощутите прямое смещение – положительное напряжение базы – и переместитесь в базу.Отверстия в коллекторе заполнены электроны, которые текут с отрицательной клеммы аккумулятора. При этом электроны покидают отрицательную клемма батареи, другие электроны в базе разрывают свои ковалентные связи и входят в положительную клемму батарея. Хотя в переходе с обратным смещением протекает только незначительный ток, он все же очень мал. из-за ограниченного числа неосновных носителей тока.

2-13

Рисунок 2-10.- Обратно-смещенный переход в PNP-транзисторе.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ PNP . – Взаимодействие между прямым и обратным смещением Переходы
в транзисторе PNP очень похожи на переходы в транзисторе NPN, за исключением того, что в транзисторе PNP, большинство носителей тока – дырки. В транзисторе PNP, показанном на рисунке 2-11, положительное напряжение на излучатель отталкивает отверстия в сторону основания. Попав в базу, дырки соединяются с электронами базы.Но опять же, помните, что базовая область сделана очень тонкой, чтобы предотвратить рекомбинацию дырок с электронами. Следовательно, более 90 процентов отверстий, которые входят в базу, притягиваются к большому отрицательному напряжению коллектора и пройти прямо через базу. Однако для каждого электрона и дырки, которые объединяются в основной области, другой электрон покидает отрицательный полюс базовой батареи (V _BB) и входит в базу в качестве тока базы (I _B).В то же время один электрон покидает отрицательный полюс батареи, другой электрон покидает эмиттер как I _E (создавая новое отверстие) и входит в положительный вывод V _BB. Между тем в коллекторной цепи электроны из коллекторной батареи (V _CC) попадают в коллектор как Ic и объединяются с избыточными дырками. от базы. Для каждой дырки, нейтрализованной в коллекторе электроном, другой электрон покидает эмиттер и начинает свой путь обратно к положительной клемме V _CC.

2-14

Рисунок 2-11. – Работа транзистора PNP.

Хотя ток во внешней цепи PNP-транзистора противоположен направлению тока В NPN-транзисторе основные носители всегда текут от эмиттера к коллектору. Этот поток большинства носители также приводят к образованию двух отдельных токовых петель внутри каждого транзистора.Один цикл – это путь базового тока, а другой контур – путь тока коллектора. Комбинация тока в обоих эти петли (I _B + I _C) приводят к полному току транзистора (I _E). Большинство Важно помнить о двух разных типах транзисторов: напряжение эмиттер-база Транзистор PNP имеет такое же регулирующее влияние на ток коллектора, что и транзистор NPN.В простом В терминах увеличения напряжения прямого смещения транзистора уменьшается барьер перехода эмиттер-база. Это действие позволяет большему количеству носителей достигать коллектора, вызывая увеличение тока, протекающего от эмиттера к коллектору и через внешнюю цепь. И наоборот, уменьшение напряжения прямого смещения снижает ток коллектора.

Q10. Каковы основные носители тока в транзисторе PNP?

Q11.Какие отношения между полярностью напряжения, приложенного к транзистору PNP, и полярности напряжения, приложенного к транзистору NPN?

Q12. Какое буквенное обозначение базового тока?

Q13. Назовите две токовые петли в транзисторе.
ОСНОВНОЙ УСИЛИТЕЛЬ ТРАНЗИСТОРА

На предыдущих страницах мы объяснили внутреннюю работу транзистора и ввели новые термины, такие как эмиттер, база и коллектор.Поскольку вы уже должны быть знакомы со всеми новыми терминами

2-15
упоминалось ранее и с внутренней работой транзистора мы перейдем к базовому транзистору усилитель звука.

Чтобы понять общую работу транзисторного усилителя, вы должны учитывать только ток в и из транзистора и через различные компоненты в цепи. Следовательно, с этого момента только схематический символ транзистора будет использоваться на иллюстрациях, и вместо того, чтобы думать о большинстве и неосновные носители, мы теперь начнем думать с точки зрения эмиттерного, базового и коллекционного тока.

Прежде чем переходить к базовому транзисторному усилителю, вам следует ознакомиться с двумя терминами: УСИЛЕНИЕ и УСИЛИТЕЛЬ. Усиление – это процесс увеличения силы СИГНАЛА. Сигнал – это просто генерал термин, используемый для обозначения любого конкретного тока, напряжения или мощности в цепи. Усилитель – это устройство который обеспечивает усиление (увеличение тока, напряжения или мощности сигнала) без заметного изменения исходный сигнал.

Транзисторы часто используются в качестве усилителей. Некоторые транзисторные схемы – ТЕКУЩИЕ усилители, с малым сопротивлением нагрузки; другие схемы предназначены для усиления НАПРЯЖЕНИЯ и имеют высокий сопротивление нагрузке; другие усиливают СИЛУ.

Теперь взглянем на NPN-версию базового транзистора. усилитель на рисунке 2-12, и давайте посмотрим, как он работает.

Пока в этом обсуждении отдельная батарея используется для обеспечения необходимого напряжения прямого смещения.Хотя раньше использовалась отдельная батарея. для удобства использовать батарею для смещения эмиттер-база нецелесообразно. Например, потребуется аккумулятор чуть более 0,2 В для правильного прямого смещения германиевого транзистора, в то время как аналогичный кремниевый транзистор будет требуется напряжение чуть более 0,6 вольт. Однако у обычных аккумуляторов таких значений напряжения нет. Кроме того, поскольку напряжения смещения довольно критичны и должны поддерживаться в пределах нескольких десятых одного вольта, с ними легче работать токи, протекающие через резисторы с более высоким омическим сопротивлением, чем через батареи.

Путем вставки одного или нескольких резисторов в цепи, могут быть реализованы различные методы смещения и исключена батарея эмиттер-база. В Помимо отказа от батареи, некоторые из этих методов смещения компенсируют небольшие отклонения в транзисторных характеристиках. характеристики и изменения проводимости транзистора в результате температурных отклонений. Обратите внимание на рисунок 2-12 видно, что батарея эмиттер-база удалена, а резистор смещения R B вставлен между коллектор и база.Резистор RB обеспечивает необходимое прямое смещение для перехода эмиттер-база. Текущий течет в цепи смещения эмиттер-база от земли к эмиттеру, через вывод базы и через R B к V CC. Поскольку ток в базовой цепи очень мал (несколько сотен микроампер) и прямое сопротивление транзистор имеет низкий уровень, только несколько десятых вольт положительного смещения будут ощущаться на базе транзистора. Однако этого достаточно напряжения на базе, вместе с землей на эмиттере и большим положительным напряжением на коллектор, чтобы правильно смещать транзистор.

2-16

Рисунок 2-12. – Базовый транзисторный усилитель.

При правильном смещении Q1 постоянный ток течет непрерывно, с входным сигналом или без него, на всем протяжении всю схему. Постоянный ток, протекающий по цепи, вызывает не только базовое смещение; это также развивает напряжение коллектора (V _C), когда оно течет через Q1 и R _L.Обратите внимание на коллекционера напряжение на выходном графике. Поскольку он присутствует в цепи без входного сигнала, выходной сигнал начинается на уровне VC и либо увеличивается, либо уменьшается. Эти постоянные напряжения и токи, которые существовали в цепи до приложение сигнала известно как напряжение и ток покоя (состояние покоя схемы).

Резистор RL, резистор нагрузки коллектора, помещен в схему, чтобы сохранить полный эффект коллектора. напряжение питания от коллектора.Это позволяет изменять напряжение коллектора (В _C) в зависимости от входа. сигнал, который, в свою очередь, позволяет транзистору усиливать напряжение. Без RL в цепи напряжение на коллектор всегда будет равен V _CC.

Конденсатор связи (C _C) – еще один новый дополнение к схеме транзистора. Он используется для передачи входного сигнала переменного тока и блокировки постоянного напряжения от предыдущий контур. Это предотвращает влияние постоянного тока в схеме слева от разделительного конденсатора на смещение. на Q1.Конденсатор связи также блокирует смещение Q1 от достижения источника входного сигнала.

Вход к усилителю подается синусоидальная волна, которая изменяется на несколько милливольт выше и ниже нуля. Он вводится в цепь за счет конденсатора связи и применяется между базой и эмиттером. Когда входной сигнал станет положительным, напряжение на переходе эмиттер-база становится более положительным. По сути, это увеличивает прямое смещение, которое заставляет базовый ток увеличиваться с той же скоростью, что и входной синусоидальный сигнал.Эмиттерный и коллекторный токи также увеличиваются, но намного больше, чем базовый ток. С увеличением тока коллектора больше напряжения разработан по R _L. Поскольку напряжение на R _L и напряжение на Q1 (коллектор к эмиттеру) должно составлять в сумме V _CC, увеличение напряжения на R _L приводит к равному уменьшению

2-17
напряжение на Q1.Следовательно, выходное напряжение усилителя, снятое на коллекторе Q1 с относительно эмиттера, это отрицательное изменение напряжения, которое больше, чем входное, но имеет тот же синус волновые характеристики.

При отрицательном изменении входа входной сигнал противодействует прямому предвзятость. Это действие снижает базовый ток, что приводит к уменьшению как эмиттерных, так и коллекторных токов. В уменьшение тока через R _L уменьшает его падение напряжения и вызывает напряжение на транзисторе расти вместе с выходным напряжением.Следовательно, выход для отрицательного изменения входа – это положительное чередование напряжения, которое больше входного, но имеет те же синусоидальные характеристики.

Изучая как входные, так и выходные сигналы для одного полного чередования входных данных, мы видим, что выходные усилителя является точным воспроизведением входа за исключением обратной полярности и увеличенного амплитуда (несколько милливольт по сравнению с несколькими вольт).

Версия PNP этого усилителя показана на верхняя часть фигуры. Основное различие между усилителями NPN и PNP заключается в полярности источник напряжения. При отрицательном V _CC базовое напряжение PNP немного отрицательно по отношению к земле, что обеспечивает необходимое условие прямого смещения между эмиттером и базой.

Когда вход PNP сигнал становится положительным, он противодействует прямому смещению транзистора.Это действие отменяет некоторые негативные напряжение на переходе эмиттер-база, которое снижает ток через транзистор. Следовательно, напряжение на нагрузочном резисторе уменьшается, а напряжение на транзисторе увеличивается. Поскольку V _CC является отрицательный, напряжение на коллекторе (V _C) идет в отрицательном направлении (как показано на выходном графике) в сторону -V _CC (например, от -5 вольт до -7 вольт).Таким образом, на выходе получается отрицательное чередование напряжение, которое изменяется с той же скоростью, что и входной синусоидальный сигнал, но имеет противоположную полярность и имеет гораздо большую амплитуда.

Во время отрицательного изменения входного сигнала ток транзистора увеличивается, потому что входное напряжение способствует прямому смещению. Следовательно, напряжение на RL увеличивается, и, следовательно, напряжение на транзисторе уменьшается или идет в положительном направлении (например: с -5 вольт до -3 вольт).Этот действие приводит к положительному выходному напряжению, которое имеет те же характеристики, что и входное, за исключением того, что оно имеет был усилен, и полярность изменилась.

Таким образом, входные сигналы в предыдущих схемах были усиливается, потому что небольшое изменение тока базы вызвало большое изменение тока коллектора. И, поместив резистором R _L последовательно с коллектором достигнуто усиление напряжения.

Q14.Как называется устройство, обеспечивающее увеличение тока, напряжения или мощности сигнала без существенного изменения исходного сигнала?

Q15. Помимо исключения батареи эмиттер-база, какие еще преимущества могут предложить разные методы смещения?

Q16. В базовом транзисторном усилителе обсуждалось ранее, какова взаимосвязь между полярностью входных и выходных сигналов?

Q17. В чем основное различие между усилителями NPN и PNP?

ВИДЫ СМЕЩЕНИЯ

Одной из основных проблем транзисторных усилителей является установление и поддержание надлежащих значений тока покоя и напряжения в цепи.Это достигается выбором надлежащие условия смещения цепи и обеспечение этих условий, несмотря на изменения окружающей среды. (окружающие)

2-18
температуры, которые вызывают изменения в усилении и даже искажения (нежелательное изменение сигнал). Таким образом, возникает необходимость в способе правильного смещения транзисторного усилителя и в то же время стабилизации его рабочая точка по постоянному току (отсутствие сигналов значений напряжения коллектора и тока коллектора).Как упоминалось ранее, Для выполнения обеих этих функций можно использовать различные методы смещения. Хотя есть многочисленные предвзятости будут рассмотрены только три основных типа.

Смещение базового тока (фиксированное смещение)

Первый метод смещения, называемый BASE CURRENT BIAS или иногда FIXED BIAS, был использован на рисунке 2-12. Как и ты Напомним, он состоял в основном из резистора (R _B), включенного между напряжением питания коллектора и база.К сожалению, это простое устройство термически нестабильно. Если температура транзистора повышается по любой причине (из-за повышения температуры окружающей среды или из-за протекания через нее тока), ток коллектора повысится. Это увеличение тока также вызывает рабочую точку постоянного тока, иногда называемую режимом покоя или статическая точка, чтобы отойти от желаемой позиции (уровня). Такая реакция на температуру нежелательна, т. К. это влияет на коэффициент усиления усилителя (количество раз усиления) и может привести к искажениям, как вы увидите. позже в этом обсуждении.

Self-Bias

Лучший метод смещения достигается путем вставки резистора смещения непосредственно между основание и коллектор, как показано на рисунке 2-13. Привязав коллектор к базе таким образом, обратная связь напряжение может подаваться с коллектора на базу для развития прямого смещения. Такое расположение называется САМОСКОЛЬКО. Теперь, если повышение температуры вызывает увеличение тока коллектора, напряжение коллектора (В _C) будет падать из-за увеличения напряжения, возникающего на нагрузочном резисторе (R _L).Это падение в V _C будет подаваться обратно на базу и приведет к уменьшению тока базы. Уменьшение базового тока будет противодействуют первоначальному увеличению тока коллектора и стремятся его стабилизировать. Производится прямо противоположный эффект. когда ток коллектора уменьшается.
Рисунок 2-13. – Базовый транзисторный усилитель с самосмещением.

У самосмещения есть два небольших недостатка: (1) он эффективен лишь частично и поэтому используется только там, где ожидаются умеренные перепады температуры окружающей среды; (2) уменьшает усиление, так как сигнал на коллектор также влияет на базовое напряжение.Это связано с тем, что сигналы коллектора и базы для этого конкретного Конфигурация усилителя сдвинута по фазе на 180 градусов (противоположная полярность) и часть коллекторного сигнала который возвращается на базу, частично подавляет входной сигнал. Этот процесс возврата части вывода обратно к его входу известно как ВЫРОЖДЕНИЕ или ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ. Иногда дегенерация бывает

2-19
желательно предотвратить искажение амплитуды (выходной сигнал, который не может точно следовать за входом) и Для этой цели может использоваться самообъектив.

Комбинация смещения

Комбинация фиксированных и самосмещение можно использовать для повышения стабильности и в то же время преодоления некоторых недостатков два других метода смещения. Одной из наиболее широко используемых систем комбинированного смещения является представленный тип делителя напряжения. на рисунке 2-14. Фиксированное смещение обеспечивается в этой схеме цепью делителя напряжения, состоящей из R1, R2 и напряжение питания коллектора (_{В CC}).Постоянный ток, протекающий через сеть делителя напряжения, смещает база положительная по отношению к эмиттеру. Резистор R3, включенный последовательно с эмиттером, обеспечивает самосмещение эмиттера. Если я _E увеличится, падение напряжения на R3 также будет увеличение, уменьшение V _C. Эта реакция на увеличение I _E на R3 является другой формой дегенерация, что приводит к снижению выходной мощности усилителя.Тем не менее, чтобы обеспечить длительное или постоянное тепловое стабильность, и в то же время, допускает минимальное ухудшение сигнала переменного тока, байпасный конденсатор (C _bp) является размещены поперек R3. Если C _bp достаточно велико, быстрые изменения сигнала не изменят его заряд существенно. и никакого ухудшения сигнала не произойдет.
Рисунок 2-14. – Базовый транзисторный усилитель с комбинированным смещением.

Таким образом, резисторы с постоянным смещением, R1 и R2, как правило, поддерживают постоянное смещение базы, в то время как эмиттер смещение изменяется в зависимости от проводимости эмиттера.Это действие значительно улучшает термическую стабильность и в то же время поддерживает правильную рабочую точку транзистора.

Q18. Какой метод смещения наиболее нестабильный?

В19. Какой тип смещения используется, если ожидаются только умеренные изменения температуры окружающей среды?

Q20. Когда в усилителе допустимо вырождение?

Q21. Что наиболее широко используется комбинированная система смещения?

2-20

NEETS Содержание
Введение в материю, энергию, и постоянного тока
Введение в переменный ток и трансформаторы
Введение в защиту цепей, Контроль и измерение
Введение в электрические проводники, проводку Методы и схемы чтения
Введение в генераторы и двигатели
Введение в электронную эмиссию, трубки, и блоки питания
Введение в твердотельные устройства и Блоки питания
Введение в усилители
Введение в генерацию и формирование волн Схемы
Введение в распространение и передачу волн Линии и антенны
Принципы СВЧ
Принципы модуляции
Введение в системы счисления и логические схемы
Введение в микроэлектронику
Принципы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов
Знакомство с испытательным оборудованием
Принципы радиочастотной связи
Принципы работы радаров
Справочник техника, Главный глоссарий
Методы и практика испытаний
Введение в цифровые компьютеры
Магнитная запись
Введение в волоконную оптику
Полупроводники (электрические свойства материалов) Часть 5
Транзисторы
Биполярный переходной транзистор. Транзистор n-p-n может рассматриваться как диод n-p, соединенный спина к спине с диодом p-n. Принципиальная диаграмма полос несмещенного n-p-n транзистора показана на рис. 8.25. Три соединения транзистора называются эмиттером (E), базой (B) и коллектором (C).
Рисунок 8.25. Принципиальная зонная диаграмма несмещенного биполярного транзистора n-p-n.
Если транзистор используется для усиления сигнала, «диод», состоящий из эмиттера и базы, смещен в прямом направлении, тогда как «диод» база-коллектор сильно смещен в обратном направлении (рис.8.26 (а)). Электроны, введенные в эмиттер, поэтому должны обладать достаточной энергией, чтобы иметь возможность «взобраться» через потенциальный барьер в базовую область. Оказавшись там, электроны диффундируют через область базы, пока не достигнут области обеднения между базой и коллектором. Здесь электроны ускоряются в сильном электрическом поле, создаваемом напряжением коллектора (рис. 8.26 (b)). Это ускорение вызывает усиление входного переменного тока. сигнал.
Можно рассматривать это усиление с более количественной точки зрения.Диод эмиттер-база с прямым смещением имеет небольшое удельное сопротивление (примерно 10–3 Ом см), тогда как диод с обратным смещением база-коллектор имеет гораздо большее удельное сопротивление (около 10 Ом см). Поскольку ток, протекающий через устройство, практически одинаков в обеих частях, мощность (P = I2R) больше в цепи коллектора. Это приводит к увеличению мощности.
Потоком электронов от эмиттера к коллектору можно управлять с помощью напряжения смещения на базе: большое положительное (прямое) смещение уменьшает потенциальный барьер и ширину обедненной области между эмиттером и базой (рис.8.19). Как следствие, инжекция электронов в p-область относительно высока. Напротив, небольшое, но все же положительное базовое напряжение приводит к сравнительно большей высоте барьера и более широкой обедненной области, что вызывает меньшую инжекцию электронов из эмиттера в базовую область. Короче говоря, напряжение, приложенное между эмиттером и базой, модулирует перенос электронов от эмиттера в область базы. Как следствие, сильный коллекторный сигнал имитирует форму входного сигнала.Эта функция используется для усиления музыки или голоса и т. Д.
В другом приложении транзистор может использоваться в качестве электронного переключателя. Поток электронов от эмиттера к коллектору можно полностью остановить (или включить) соответствующим базовым напряжением. Это свойство используется для функций логики и памяти в компьютерах (см. Раздел 8.7.12).
Рисунок 8.26. (а) Смещение биполярного транзистора n-p-n. (б) Принципиальная зонная диаграмма (частичная) биполярного транзистора n-p-n со смещением.(c) Символ, используемый для биполярного транзистора n-p-n.
Рисунок 8.27. Схематическая вольт-амперная характеристика транзистора при различных токах эмиттера. Ic = ток коллектора, Ie = ток эмиттера и Vc = напряжение коллектора.
Устройство, показанное на рис. 8.26, называется «биполярный транзистор»; ток последовательно проходит через полупроводниковые материалы n-типа, а также через полупроводниковые материалы p-типа.
Необходимо добавить некоторые подробности о технических характеристиках биполярного транзистора.Чтобы получить большую концентрацию электронов в эмиттере, эта область сильно легирована. В области p-легированной базы дрейфующие электроны подвержены возможной рекомбинации с дырками. Следовательно, количество отверстий должно быть минимальным, что достигается за счет легкого легирования. (Легкое легирование также снижает нежелательную инжекцию дырочного тока в базу.) Рекомбинация дополнительно снижается за счет того, что область базы становится очень тонкой, то есть 10 5-10 7 мкм. Узкая базовая область имеет положительный побочный эффект: она увеличивает частотную характеристику.(Обратное время пролета электронов равно максимально возможной частоте, при которой может быть достигнуто усиление.) Скорость легирования области коллектора, как правило, не является критической. Обычно легирование легкое из-за высокого коэффициента усиления и низкой емкости устройства. Вольт-амперные характеристики транзистора показаны на рис. 8.27.
В p-n-p транзисторах большинство носителей представляют собой дырки. Функции и особенности транзистора p-n-p аналогичны транзистору n-p-n.
Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET). Полевой транзистор состоит из канала, через который носители заряда (например, электроны на рис. 8.28) должны пройти на своем пути от истока (S) к стоку (D). Проводящий путь (исток, канал и сток) сделан только из полупроводникового материала того же типа, например n-типа. (Это контрастирует с биполярным транзистором, показанным на рис. 8.26, в котором ток проходит последовательно через полупроводниковые материалы n-типа, а также через полупроводниковые материалы p-типа.) Полевые транзисторы поэтому обозначаются как униполярные.Электронами, которые текут от истока к стоку, можно управлять с помощью электрического поля, которое создается путем приложения напряжения к так называемому затвору (G).
Периодическое изменение напряжения затвора изменяет ток истока и стока таким же образом (очень похоже на то, как поток электронов между эмиттером и коллектором в биполярном транзисторе модулируется напряжением базы).
Рисунок 8.28. (а) Схематическое изображение n-канального МОП-транзистора с обедненным (обычно включенным) типом.Темные области символизируют (алюминиевую) металлизацию. «Оксидный» слой может состоять из SiO2, нитридов (Si3N4), оксинитридов (Si3N4-SiO2) или многослойных слоев этих веществ. Толщина этого слоя составляет около 10 нм. Напряжение затвора прикладывается между клеммами G и B. Часто клеммы B и S соединены между собой. (b) Условное обозначение схемы для n-канального полевого МОП-транзистора обедненного типа. (c) Напряжение затвора / характеристика тока стока («переходная» характеристика). При положительных напряжениях затвора (пунктирная часть кривой) устройство может работать в «улучшенном режиме» (см. Рис.8.29 (в)).
Электрод затвора электрически изолирован от канала тонким оксидным слоем, предотвращающим возникновение постоянного тока. ток течет от ворот к каналу.
Распространены два типа полевых МОП-транзисторов; , полевой МОП-транзистор обедненного типа, изображенный на рис. 8.28 (а), состоит из высоколегированных областей истока и стока и низколегированного канала, все с одинаковой полярностью (например, n-типа). (Высокое легирование способствует подключению с низким сопротивлением.) N-канальный МОП-транзистор расположен на подложке p-типа, называемой корпусом.
Ширина канала регулируется напряжением между затвором и корпусом. В частности, отрицательный заряд на затворе отводит электроны канала от затвора к подложке, аналогично тому, как показано на рис. 8.12. Короче говоря, канал можно сделать так, чтобы он был частично обеднен электронами, то есть проводящая область канала сужается из-за отрицательного напряжения затвора. Чем больше отрицательное напряжение затвора (VG), тем меньше ток через канал от истока к стоку, пока в конечном итоге ток не будет отсечен (см.рис.8.28 (c).) По указанным выше причинам это устройство называется полевым полупроводниковым полупроводниковым транзистором обедненного типа или «обычно включенным» МОП-транзистором.
Рисунок 8.29. (a) n-канальный МОП-транзистор улучшенного (обычно выключенного) типа. Подробности см. В подписи к рис. 8.28. (b) Символ цепи. (Пунктирная линия указывает, что путь между S и D обычно прерывается.) (C) Характеристика напряжения затвора (VG) / тока стока (ID). VT – это пороговое напряжение затвора, выше которого устанавливается ток стока.
Альтернативой MOSFET обедненного типа, который мы только что обсудили, является MOSFET улучшенного типа. Рисунок 8.29 показывает, что это устройство не имеет встроенного канала для электронной проводимости, то есть, по крайней мере, до тех пор, пока не подается напряжение затвора. По сути, при нулевом напряжении затвора нет потока электронов от истока к стоку. Поэтому устройство называется MOSFET с «нормально выключенным». Однако, если к затвору приложено достаточно большое положительное напряжение, большинство отверстий непосредственно под оксидом затвора отталкиваются, т.е.е. они проникают в субстрат, тем самым удаляя возможные сайты рекомбинации. Одновременно в этот канал (называемый инверсионным слоем) притягиваются отрицательные носители заряда. Короче говоря, путь (или мост) для электронов между истоком и стоком может быть создан положительным напряжением на затворе. Металлооксидные полупроводниковые технологии, в частности полевые МОП-транзисторы улучшенного типа, в настоящее время доминируют в индустрии интегральных схем. Они используются в памяти, микрокомпьютерах, логических схемах, усилителях, аналоговых переключателях и операционных усилителях.Они обладают очень высоким входным импедансом 15, что сводит к минимуму джоулев нагрев.
MOSFET типа истощения и типа расширения MOSFET , которые используют n-каналы (как показано на рис. 8.28 и 8.29), обобщены названием «NMOSFET» (в отличие от «PMOSFET», в котором используются устройства с p-каналами ). Если и n-канальное, и p-канальное устройство интегрированы в одну микросхему и соединены последовательно, технология обозначается «CMOSFET», что означает «комплементарный MOSFET». Это тандемное устройство стало доминирующей технологией для обработки информации из-за низкого рабочего напряжения (0.1 В), низкое энергопотребление (тепло!) И небольшая длина канала при высокой скорости. Альтернативные названия MOSFET – MOST (транзистор металл-оксид-полупроводник) или MISFET (полевой транзистор металл-диэлектрик-полупроводник).
Несколько слов о геометрии устройства и т. Д., полевого МОП-транзистора, как показано на рис. 8.28, могут быть полезны. Чтобы получить короткое время переключения и высокочастотный отклик, длина канала должна быть небольшой. Наивысшая возможная частота, при которой может быть достигнуто усиление, равна времени, обратному времени прохождения электронов от истока до стока.Ширина устройства должна быть небольшой, чтобы уменьшить площадь поперечного сечения и, следовательно, плотность мощности. (Это уменьшает тепло, которое необходимо отводить.) Например, длина канала может составлять около 1 мм, ширина устройства может составлять несколько микрометров, а толщина оксида поля может составлять около 0,05 мм. Легирование p-области должно быть небольшим, чтобы поддерживать высокое сопротивление и, следовательно, высокое электрическое поле (106 В / см) на переходе без пробоя тока. Металлический слой обычно изготавливается из алюминия.Альтернативными материалами являются высоколегированный кремний, тугоплавкие металлы, такие как вольфрам, или силициды тугоплавких металлов, таких как TiSi или MoSi.
* Соединительный полевой транзистор (JFET). JFET снова состоит из канала, по которому носители (электроны на рис. 8.30) проходят от истока к стоку. Этот поток электронов управляется электрическим полем, которое создается путем приложения отрицательного напряжения к затвору, легированному p-примесью, чтобы оставаться в рамках примера на рис. 8.30. Другими словами, p-n диод затвор-канал имеет обратное смещение.Это обратное смещение увеличивает ширину обедненного слоя (см. Рис. 8.19), что приводит к сужению проводящего канала. (Ближе к клемме стока p-n-переход имеет более обратное смещение, что приводит к более широкому обедненному слою около стока.) Нулевое напряжение смещения на затворе приводит к максимальному току исток-сток. Обратное напряжение на затворе истощает поток электронов исток-сток. Очень большой обратный ток в конечном итоге прерывает ток. Поэтому говорят, что полевые транзисторы с переходным эффектом относятся к типу обедненных или нормально включенных.
Переходные полевые транзисторы могут использоваться в качестве усилителей , используя эффект, заключающийся в том, что небольшое изменение напряжения затвора вызывает большое изменение тока канала. Поскольку p-n-переход затвор-канал имеет обратное смещение, в цепи затвор / исток течет лишь незначительный ток (рис. 8.16). Следовательно, входной импеданс15 высокий (но не такой высокий, как у полевого МОП-транзистора).
Рисунок 8.30. (а) Схематическое изображение полевого транзистора с n-канальным переходом.Темные области символизируют металлические контакты (например, алюминий). (b) Условное обозначение схемы n-канального полевого транзистора. Примечание: в p-канальном JFET стрелка указывает от канала.
JFET, в которых в качестве материала канала используются полупроводники n-типа, как показано на рис. 8.30, уместно назвать n-канальными полевыми транзисторами. Читатель может правильно подозревать, что полевой транзистор с p-каналом использует дырки в качестве носителей заряда, полупроводники n-типа в качестве материалов затвора и инвертирование полярностей всех напряжений для его работы.Стрелка в обозначении схемы (рис. 8.30 (b)) для p-канальных транзисторов указывает в сторону от затвора.
Биполярные транзисторы в сочетании с JFET называют «BIFET». Они используются в высокопроизводительных линейных цепях. Если в структуре JFET используется переход металл-полупроводник, часто в сочетании с GaAs n-типа, создается устройство MESFET, которое используется для усилителей и логических схем в гигагерцевом диапазоне (см. Следующий раздел).
MODFET (полевой транзистор, легированный модуляцией) состоит из тонкого слоя арсенида алюминия-галлия, нанесенного на нелегированную подложку GaAs.Это устройство даже быстрее, чем MESFET, потому что отсутствие примесных атомов увеличивает расстояние, которое электрон или дырка может пройти до столкновения с чужеродным атомом.
* Полевой транзистор на основе арсенида галлия металл-полупроводник (MESFET). Пользователи компьютеров требуют еще более высоких скоростей переключения, чем нынешнее время отключения или отключения 10 “9 с, достигаемое с помощью кремниевой технологии. Арсенид галлия, с его почти в шесть раз большей подвижностью электронов по сравнению с кремнием (см. Тему 4), кажется, быть ответом.Быстрый просмотр соответствующих зонных диаграмм (рис. 5.23 и 5.24) действительно подтверждает, что кривизна зоны проводимости вблизи r больше для GaAs, чем сопоставимая зона для кремния (близко к точке симметрии X), что приводит к меньшей эффективной массы и, таким образом, в только что упомянутую большую подвижность электронов для GaAs. Однако верхние валентные зоны для обоих материалов практически идентичны и довольно плоские. Таким образом, эффективные массы дырок для GaAs и кремния довольно велики, и, следовательно, их подвижность дырок мала (см. Также тему 4).Поэтому транзистор, который стремится использовать более высокую подвижность электронов в GaAs, должен использовать только GaAs n-типа.
На рисунке 8.31 изображен полевой транзистор металл-полупроводник (MESFET), , который состоит из n-легированного тонкого активного слоя GaAs, расположенного над полуизолирующей (легированной Cr) пластиной GaAs. Три металлических контакта обеспечивают исток, затвор и сток. Металл затвора вместе с нижележащим полупроводником образует барьер Шоттки (см. Раздел 8.7.2).Если f M больше, чем f S, а металлический затвор отрицательно заряжен, возникает обратное смещение (рис. 8.15 (a)). Чем больше обратное смещение, тем шире обедненная область. Если обедненная область заполняет практически весь активный слой, любая попытка потока электронов от истока к стоку останавливается (или прекращается). Небольшое отрицательное напряжение затвора (или полное отсутствие напряжения затвора) обеспечивает практически беспрепятственный поток электронов от истока к стоку. Следовательно, устройство, показанное на рис. 8.31, является полевым транзистором обедненного (или нормально включенного) типа (см. Также рис.8.28 (с)).
Для высокоскоростных приложений с низким энергопотреблением, , однако, нормально выключенный GaAs MESFET подходит даже лучше. Для этого устройства активный слой сделан настолько тонким, что обедненная область между металлом и GaAs (рис. 8.15) заполняет весь активный слой.16 Как следствие, активный слой ниже металлического электрода затвора обеднен электронами без что требует приложенного напряжения.
Рисунок 8.31. Схематическое изображение GaAs MESFET (полевой транзистор металл-полупроводник).Металлизация истока и стока (темные области) выбрана для образования омических контактов с n-легированным GaAs. Металл затвора образует с n-легированным GaAs контактом с барьером Шоттки.
Тогда требуется положительного напряжения затвора для привлечения электронов в обедненную область, что делает ее проводящей. Учитывая вышеописанное устройство на основе GaAs, скорость, т. Е. Время отклика тока исток-сток на изменение напряжения затвора, может быть дополнительно увеличено за счет уменьшения длины затвора, которая в настоящее время составляет около 1 мм. .
Однако может компенсировать несколько эффектов более высокой подвижности электронов в GaAs. Во-первых, время, необходимое для достижения напряжения пробоя под действием обратного напряжения (см. Рис. 8.20 (c)), всего в два с половиной раза быстрее, чем в кремнии. Как мы знаем из рис. 8.20 (a), это электрическое поле пробоя вызывает полезную самоионизирующуюся лавину, которая увеличивает количество электронов. Во-вторых, транзистор любого типа может переключаться быстрее, подавая на него большую мощность.Это, в свою очередь, увеличивает тепло, которое необходимо отвести. Теперь кремний имеет в три раза большую теплопроводность, чем GaAs (см. Тему 4). Таким образом, кремниевые переключатели могут быть намного меньше, чем переключатели из GaAs. Поскольку скорость устройства также зависит от длины, на которую должны пройти электроны, очень маленькое кремниевое устройство может переключаться так же быстро, как большое устройство, сделанное из GaAs. В-третьих, скорость дрейфа электронов зависит от напряженности электрического поля. При малых значениях поля скорость дрейфа GaAs действительно существенно больше, чем для кремния (рис.8.32). Однако с увеличением напряженности поля скорость дрейфа кремния и GaAs становится почти одинаковой. Причина этого – в дополнительных и немного более высоких энергетических состояниях кремния вблизи точки X-симметрии (рис. 5.23), в которых электроны могут рассеиваться после столкновения со структурными дефектами кристаллической решетки.
Зная факты, представленные выше, кажется понятным, почему некоторые ведущие производители полупроводников ушли из области GaAs.Однако вскоре маятник может качнуться в другом направлении, как это предлагается в следующем разделе.
Рисунок 8.32. Средняя дрейфовая скорость электронов как функция напряженности электрического поля для GaAs и кремния.
Транзистор
– обзор | Темы ScienceDirect
I. Нейрон как основной вычислительный элемент
В некотором смысле нейроны в нейронной сети играют ту же базовую вычислительную роль, что и транзисторы в цифровом компьютере, хотя они далеки от изоморфизма, например.g., метод вычисления и представление информации совершенно разные. Концепция нейрона как базовой единицы нервной системы берет свое начало от «доктрины нейронов», сформулированной Вильгельмом Вальдейером в 1890-х годах и в значительной степени основанной на основополагающих нейроанатомических работах Сантьяго Рамона-и-Кахала и о нервной клетке. пятно, обнаруженное Камилло Гольджи, оба из которых были удостоены Нобелевской премии в 1906 году. Доктрина нейронов утверждает, что нервная система состоит из дискретных единиц или клеток, называемых нейронами, которые как структурно, так и функционально дискретны, имеют свои собственные клеточные мембраны и функционируют. как основная сигнальная единица.Кроме того, доктрина утверждает, что связь между этими дискретными единицами весьма специфична. В то время это было в отличие от конкурирующих теорий, которые выдвигали гипотезу о нервной системе как о синцитии или как об аморфном наборе клеточных тел, которые по существу имеют общую клеточную мембрану, что не подразумевает реальной специфичности соединения. Доктрина нейронов сыграла важную роль в установлении общепринятого в настоящее время определения нейронной сети, а именно, что дискретные единицы могут быть связаны весьма специфическими способами, чтобы обеспечить сложное поведение в биологических и искусственных нервных системах.
В коре головного мозга существует несколько сотен типов возбудимых нервных клеток, некоторые из которых имеют различия в биофизике вычислений. Однако большинство классов имеют сходство, связанное с природой информационного потока внутри нейронов и между ними, их характеристиками ввода-вывода или передаточной функцией, а также кодированием и представлением информации.
Биофизическая основа информационного потока внутри нейрона лежит в динамике градиентов ионной концентрации.Биологические нейроны описываются как имеющие набор нервных отростков, которые включают их дендриты и аксон, как показано на рис. 1а. Ионные градиенты через клеточную мембрану вызывают изменения напряжения, которые распространяются вниз по нервным процессам. Изменения напряжения обычно градуируются до тех пор, пока они не достигают сомы, где на холмике аксона они суммируются и генерируют с некоторой вероятностью ответ «все или ничего», называемый спайком или потенциалом действия . Потенциалы действия перемещаются вниз по аксону, пока не достигнут синапсов , где они вызывают высвобождение нейромедиатора.Существует много типов нейротрансмиттеров, однако два из наиболее заметных в мозге – это глутамат и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Нейротрансмиттеры часто характеризуются тем, возбуждают они или подавляют постсинаптический нейрон, при этом глутамат является возбуждающим, а ГАМК – ингибирующим. Нейротрансмиттеры диффундируют через синаптическую щель и связываются с клеточной мембраной соседнего нейрона. Связывание нейромедиатора изменяет проводимость ионных каналов, так что в постсинаптической клетке индуцируется изменение напряжения.В синапсе преобразование электрического сигнала (напряжения) в химический сигнал (нейротрансмиттер) и обратно в электрический сигнал может усиливать или ослаблять сигнал, полученный постсинаптически, в зависимости от силы синапса. Это «синаптическое взвешивание» играет важную роль в характеристиках ввода-вывода нейрона, а также важно для обучения и адаптации. Постсинаптическое напряжение распространяется по дендритам второго нейрона, и, таким образом, информация передается между двумя нейронами.
Рис. 1. Моделирование нейрона: (а) биологический нейрон, включая нейронные процессы, (б) искусственный нейрон.
Считается, что информационный поток в основном идет от дендритов к соме (телу клетки), вниз по аксону и, наконец, через синапсы к другим нейронам. Концепция однонаправленного информационного потока в отдельном нейроне была важным элементом многих моделей искусственных нейронных сетей, хотя недавние экспериментальные данные показали, что нейробиология более сложна.Например, есть свидетельства того, что потенциалы действия распространяются обратно через дендриты. Этот сигнал обратного распространения может быть важен для различных типов адаптации и обучения, включая долгосрочную потенциацию (LTP) и обучение Хебба, как будет обсуждаться позже.
Нейроны – интересные вычислительные элементы из-за нелинейного способа, которым они преобразуют свои входные данные. С чисто вычислительной точки зрения сложные поведения и функции могут быть вычислены только при наличии источника нелинейности в потоке обработки информации, например.г., для реализации умножения требуется нелинейность. Уоррен Маккаллох и Уолтер Питтс в 1943 году сформулировали нелинейную модель, которая представляет собой бинарное устройство с выходным сигналом нейрона, равным 1 (состояние «включено») или 0 (состояние «выключено»). Состояние нейрона МакКуллоха-Питтса, как его стали называть, определяется синаптическим входом, опосредованным как возбуждающими, так и тормозными синапсами. Нейрон переходит в состояние «включено», если сумма его возбуждающего синаптического входа больше порогового значения и не было активных тормозных синапсов, в противном случае он переходит в состояние «выключено».Работа МакКаллоха и Питтса была одной из первых попыток понять вычислительные свойства нервной системы посредством рассмотрения нелинейных свойств отдельных нейронов.
Нейрон Маккаллоха – Питтса, хотя и обладал некоторыми интересными вычислительными свойствами, был далек от нейробиологии и биофизики реальных нейронов. В биологических системах нелинейности являются нормой, поэтому важно учитывать, какие нелинейности в реальных биологических нейронах используются для вычислений.В 1950-х годах работа Алана Ходжкина и Эндрю Хаксли, получившая Нобелевскую премию, описывающая свойства возбудимых клеток, начала проливать свет на этот вопрос. Используя гигантский аксон кальмара в качестве объекта исследования, Ходжкин и Хаксли продемонстрировали, как потенциалы действия генерируются нелинейными свойствами потенциалзависимых ионных каналов в клеточной мембране. Они смоделировали это сложное физиологическое поведение с помощью набора связанных дифференциальных уравнений, подгоняя параметры своей модели к экспериментальным данным.Модель Ходжкина-Хаксли до сих пор широко используется для моделирования нейронов с биологическими импульсами.
Хотя есть и другие источники нелинейности в биологических нейронах, модель Ходжкина-Хаксли важна для установления нелинейности генерации потенциала действия. Связь между постсинаптическим потенциалом нейрона (то есть его входом) и генерацией потенциалов действия часто называют передаточной функцией нейрона. Передаточная функция определяет, как нейрон будет отображать свой вход на выход.Чтобы упростить математику и сосредоточиться на вычислении целых сетей, а не отдельных нейронов, биофизическая модель Ходжкина и Хаксли была абстрагирована различными способами, чтобы получить множество передаточных функций. Одна из таких абстракций – нейрон «интегрировать и активировать». Основным биофизическим механизмом, управляющим поведением нейрона с интеграцией и запуском, является изменение мембранного напряжения из-за подачи тока, например, в синапс. В нейроне с интеграцией и запуском мембрана по существу действует как конденсатор.Если в ячейку подается достаточный ток, напряжение будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет порогового значения, при котором генерируется потенциал действия, мембранный потенциал сбрасывается, и весь заряд рассеивается. Нейрон с интеграцией и запуском можно сделать более реалистичным, добавив сопротивление в уравнение мембраны, учитывающее утечку тока, наблюдаемую в реальных нейронах. Эти модели называются протекающими нейронами, объединяющими и запускающими.
Даже более простые модели игнорируют более тонкую временную информацию об отдельных пиках и конденсируют последовательность пиков – последовательность пиков – в одно число, называемое частотой срабатывания, которое представляет количество пиков, сгенерированных нейроном за заданный интервал времени.Преимущество этой абстракции заключается в том, что передаточная функция, которая фиксирует взаимосвязь между входом и частотой срабатывания, может быть точно представлена классами функций с хорошими математическими свойствами: например, они непрерывно дифференцируемы. Один из таких классов функций – сигмовидная. Для этих модельных нейронов, показанных на рис. 1b и часто используемых в моделях искусственных нейронных сетей, частота срабатывания кодирует информацию, представленную нейроном, и вся информация, связанная с синхронизацией всплесков, теряется, т.е.g., когда спайк произошел относительно другого спайка. Считается, что в биологических нейронных сетях частота активации популяции нейронов используется для кодирования направления движения. В реакции популяционного вектора в моторной коре приматов, впервые обнаруженной у обезьяны Апостолосом Георгопулосом, каждый нейрон кодирует направление движения. Намеченное движение обезьяны можно предсказать по сумме векторов направления нейронов, каждый из которых взвешен по их относительной скорости срабатывания.
В последние годы ведутся серьезные споры о том, является ли скорость активации или синхронизация всплесков более оптимальной стратегией кодирования-представления.Например, люди могут распознавать знакомые объекты за 150 мс, что соответствует <25 мс на этап обработки между сетчаткой и областями распознавания коры головного мозга. Таким образом, биология диктует, что каждая стадия обработки должна быть способна интегрировать и реагировать на начальную волну прибывающих пиков, не требуя дополнительных итераций обработки. Биология также указывает, что вычисление не может зависеть от традиционного кодирования скорости (частота срабатывания 40 Гц = 25 мс между пиками). Одним из механизмов, позволяющих производить достаточно быстрые аналоговые вычисления для распознавания, является «пространственно-скоростное кодирование».При пространственно-скоростном кодировании информация стимула кодируется долей нейронов в популяции, которые активны в течение короткого временного окна (например, 5 мс). Поскольку активная доля может изменяться в миллисекундном масштабе времени, пространственно-скоростное кодирование позволяет быстро считывать сетевые вычисления с высоким разрешением.
% PDF-1.3 % 1 0 obj > поток конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 4 0 объект > / Родительский 2 0 R / Содержание [14 0 R] / Тип / Страница / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Шрифт >>> / MediaBox [0 0 595.