Transistor: typy, aplikácie a princípy prevádzky

Princíp fungovania zariadenia

Transistor je polovodičové zariadenie určené na zosilnenie elektrického signálu. Vzhľadom na špeciálnu štruktúru kryštálových mriežok a polovodičových vlastností, Toto zariadenie je schopné zvýšiť amplitúdu toku prúdu.

Polovodiče sú látky, ktoré sú schopné prúdu a tiež bránia jeho prechodu. Ich najjasnejšími predstaviteľmi sú kremík a germánia. Existujú dva typy polovodičov:

1. Electronic.
2. Diera.

V polovodičoch vzniká elektrický prúd kvôli nedostatku alebo prebytku voľných elektrónov. Napríklad kryštalická mriežka atómu pozostáva z troch elektrónov. Ak však do tejto látky vložíme atóm pozostávajúci zo štyroch elektrónov, jeden bude nadbytočný. Je to voľný elektrón. Preto čím viac týchto elektrónov, tým bližšie je táto látka k svojim vlastnostiam voči kovu. To znamená, že vodivosť prúdu je tiež väčšia. Takéto polovodiče sa nazývajú elektronické.

Teraz poďme rozprávať o dierach. Na ich vytvorenie sa do látky pridávajú atómy inej látky, ktorých kryštalická mriežka obsahuje viac atómov. V našej polovodičke je teda menej elektrónov. Voľné miesta pre elektróny sú tvorené. Valentínske dlhopisy budú zničené, pretože elektróny budú mať tendenciu obsadzovať tieto voľné pozície. Ďalej ich budeme nazývať diery.

Elektróny sa neustále usilujú obsadiť dieru a začať pohyb vytvárať novú dieru. Absolútne všetky elektróny majú toto správanie. V polovodičoch nastáva ich pohyb, a preto, spustí sa prúd. Takéto polovodiče sa nazývajú otvory polovodičov.

Takže zavedením nedostatku alebo prebytku elektrónov do kremíka alebo germánium prispievame k ich pohybu. Dosiahne sa prúd. Tranzistory pozostávajú zo zlúčenín týchto polovodičov určitým princípom. S ich pomocou je možné riadiť prúdové prúdy a ďalšie parametre elektrických signálov.

Typy tranzistorov

Existuje niekoľko typov tranzistorov. Je ich asi štyri. Najdôležitejšie sú však tieto:

• Field.
• Bipolárna.

Zvyšné druhy sa zhromažďujú z poľa a bipolárne. Pozrime sa na každý druh podrobnejšie.

poľa

Podstatou tohto prístroja je ovládanie parametrov elektrického signálu pomocou elektrického poľa. Zaznamenáva sa, keď je napätie aplikované na niektorú z elektród:

1. uzávierka Je potrebné upraviť parametre signálu pomocou napätia.
2. vypustiť - výstup, cez ktorý prenášajú náboje (otvory a elektróny) z kanálu.
3. zdroj - výstup, cez ktorý vstupujú elektróny a otvory do kanála.

Taký tranzistor pozostáva z polovodiča s určitou vodivosťou a dve oblasti, umiestnené v ňom s opačnou vodivosťou. Keď sa na bránu medzi týmito dvoma oblasťami použije napätie, objaví sa priestor, cez ktorý preteká prúd. Tento priestor sa nazýva kanál. Šírka tohto kanála je regulovaná napätím, ktoré použijeme na bránu. Preto je možné zvýšiť a znížiť šírku kanálu a regulovať tok prúdu.

Teraz poďme hovoriť o zariadení s izolovanou bránou. Rozdiel je v tom, že v prvom prípade je tento prechod vždy, aj keď brána nebola napájaná. A pri jeho podaní sa prechod a prúd prenášajúci kanál zmenili v závislosti na polarite a amplitúde napätia. Kovová brána v takýchto tranzistoroch je izolovaná dielektrikom z oblasti polovodičov. Ich vstupný odpor je oveľa väčší.

Existujú dva typy zariadení s izolovanou bránou:

• S vstavaným kanálom.
• S indukovaným kanálom.

Vstavaný kanál umožňuje únik elektrického prúdu s určitou amplitúdou. Pri použití napätia s určitou amplitúdou a polaritou môžeme zmeniť šírku kanálu a jeho vodivosť. Tento kanál je zabudovaný do tranzistorov vo výrobných závodoch.

Indický kanál sa objavuje medzi dvoma oblasťami, o ktorých sme hovorili vyššie, len keď sa na bránu aplikuje napätie určitej polarity. To znamená, že keď sa na bránu neaplikuje napätie, prúd nepreteká.

Všetky typy tranzistorov s efektom poľa sa navzájom líšia v nasledujúcich parametroch:

1. Vstupný odpor.
2. Amplitúda napätia, ktorá sa musí použiť na bránu.
3. Polarita.

Každý z týchto typov tranzistorov s efektom poľa je potrebný na montáž niektorých elektrických a logické schémy. Pretože implementácia dvoch rôznych zariadení vyžaduje rôzne elektrické parametre.

bipolárne

Slovo "bipolárne" znamená dve polarity. To znamená, že takéto zariadenia majú dve polarity vzhľadom na zvláštnosti ich štruktúry. Zvláštnosť ich štruktúry spočíva v tom, že pozostávajú z troch polovodičových oblastí. Typy vodivosti sú nasledujúce:

1. Elektronické, potom n.
2. Hole, ďalej str.

Preto môžeme konštatovať, že existujú dva typy bipolárnych tranzistorov:

• pnp;
• NPN.

Rozdiel medzi nimi spočíva v tom, že pre správnu prevádzku je potrebné predložiť napätia rôznej polarity. Každá z troch polovodičových oblastí je pripojená k jednému terminálu. Existujú len tri:

1. základňa - strednú vrstvu. On je ten najtenší. Na základnom výstupe sa nachádza riadiaci prúd s malou amplitúdou.
2. zberateľ - jedna z extrémnych vrstiev. On je najširší. Je napájaný prúdom s veľkou amplitúdou.
3. žiarič - výstup, ktorý je napájaný z kolektora. Pri jeho výstupe je aktuálna amplitúda o niečo väčšia ako na vstupe.

Existujú tri okruhy pre pripojenie bipolárnych tranzistorov:

1. S bežným vysielačom - vstupný signál je privádzaný do základne a výstup je z kolektora odstránený.
2. S bežným zberačom - vstupný signál je privádzaný do základne a je odstránený z vysielača.
3. So spoločnou základňou - vstupný signál je privádzaný do vysielača a je odstránený z kolektora.

V dôsledku niekoľkých prechodov elektrónových otvorov vytvorených v bipolárnom tranzistore, môžete ovládať parametre elektrického signálu. Polarita a amplitúda použitého napätia závisí od typu bipolárneho tranzistora.

Aplikácia tranzistorov v živote

Tranzistory sa používajú v mnohých technických zariadeniach. Najvýraznejšie príklady:

1. Zosilňujúce schémy.
2. Generátory signálov.
3. Elektronické kľúče.

Vo všetkých komunikačných zariadeniach je potrebné zosilnenie signálu. Po prvé, elektrické signály majú prirodzený útlm. Po druhé, často sa stáva, že amplitúdy jedného z parametrov signálu sú nedostatočné pre správnu prevádzku zariadenia. Informácie sa prenášajú pomocou elektrických signálov. Aby sme zabezpečili, že dodávka bola zaručená a kvalita informácií je vysoká, my je potrebné zosilniť signály.

Tranzistory sú schopné ovplyvniť nielen amplitúdu, ale aj tvar elektrického signálu. V závislosti od požadovaného tvaru generovaného signálu bude v generátore inštalovaný zodpovedajúci typ polovodičového zariadenia.

Elektronické tlačidlá sú potrebné na ovládanie prúdu v obvode. Tieto klávesy obsahujú mnoho tranzistorov. Elektronické kľúče sú jedným z najdôležitejších prvkov schém. Sú založené na počítačoch, televízoroch a iných elektrických prístrojoch, bez ktorých nemožno upustiť od moderného života.

Literatúra v elektronike

Veda, ktorá skúma tranzistory a iné zariadenia, sa nazýva elektronika. Celá jeho časť je venovaná polovodičovým zariadeniam. Ak máte záujem získať viac informácií o prevádzke tranzistorov, môžete si prečítať nasledujúce knihy o tejto téme:

1. Digitálne obvody a počítačová architektúra - David M.
2. Operačné systémy. Vývoj a implementácia - Andrew T.
3. Power elektronika pre amatérov a profesionálov - B. Yu Semenov.

Tieto knihy popisujú rôzne prostriedky programovateľnej elektroniky. Samozrejme, všetky programovateľné obvody sú založené na tranzistoroch. Vďaka týmto knihám získate nielen nové poznatky o tranzistoch, ale aj zručnosti, ktoré vám prinesú príjmy.

Teraz viete, ako fungujú tranzistory a kde sa používajú v živote. Ak máte záujem o túto tému, pokračujte v štúdiu, pretože pokrok nie je stále a všetko technické zariadenia sú neustále zlepšované. V tomto obchode je veľmi dôležité držať krok s časom. Veľa šťastia pre vás!