Tranzistoriai - pagrindai, tipai ir apšvietimo režimai

Tranzistoriaus įvadas:

Anksčiau svarbiausias ir svarbus elektroninio prietaiso komponentas buvo vakuuminis vamzdelis, prie kurio jis buvo naudojamas elektronų vamzdelis valdyti elektros srovę . Vakuuminiai vamzdžiai veikė, tačiau jie yra didelių gabaritų, reikalauja didesnės darbinės įtampos, didelės energijos sąnaudos, mažesnio efektyvumo, o katodo elektronus skleidžiančios medžiagos yra naudojamos. Taigi, tai baigėsi šiluma, sutrumpinusia paties vamzdžio tarnavimo laiką. Norėdami įveikti šias problemas, 1947 metais „Bell Labs“ kompanijoje Johnas Bardeenas, Walteris Brattainas ir Williamas Shockley buvo išrasti tranzistorius. Šis naujas prietaisas buvo daug elegantiškesnis sprendimas norint įveikti daugelį pagrindinių vakuuminių vamzdelių apribojimų.

Tranzistorius yra puslaidininkinis įtaisas, galintis tiek laiduoti, tiek izoliuoti. Tranzistorius gali veikti kaip jungiklis ir stiprintuvas. Jis paverčia garso bangas į elektronines bangas ir rezistorius, valdydamas elektroninę srovę. Tranzistorių tarnavimo laikas yra labai ilgas, jų dydis yra mažesnis, todėl jie gali veikti esant mažesnei įtampai, kad būtų užtikrinta didesnė sauga ir nereikalinga gijų srovė. Pirmasis tranzistorius buvo pagamintas iš germanio. Transistorius atlieka tą pačią funkciją kaip ir vakuuminio vamzdžio triodas, tačiau vakuuminėje kameroje vietoj pašildytų elektrodų naudoja puslaidininkines jungtis. Tai yra pagrindinis šiuolaikinių elektroninių prietaisų elementas ir visur randamas šiuolaikinėse elektroninėse sistemose.

Transistoriaus pagrindai:

Transistorius yra trijų gnybtų įtaisas. Būtent,

• Pagrindas: Tai yra atsakinga už tranzistoriaus įjungimą.
• Kolekcininkas: Tai yra teigiamas švinas.
• Emiteris: Tai yra neigiamas švinas.

Pagrindinė tranzistoriaus idėja yra ta, kad ji leidžia jums valdyti srovės srautą per vieną kanalą, keičiant daug mažesnės srovės, tekančios per antrąjį kanalą, intensyvumą.

Transistorių tipai:

Yra dviejų tipų tranzistoriai, tai yra bipoliniai jungiamieji tranzistoriai (BJT), lauko tranzistoriai (FET). Tarp pagrindo ir emiterio teka nedidelė srovė. Pagrindo gnybtas gali valdyti didesnį srovės srautą tarp kolektoriaus ir emiterio gnybtų. Lauko tranzistoriui jis taip pat turi tris gnybtus, jie yra vartai, šaltinis ir nutekėjimas, o vartų įtampa gali valdyti srovę tarp šaltinio ir nutekėjimo. Paprastos BJT ir FET diagramos parodytos paveikslėlyje:

Bipolinis jungties tranzistorius (BJT)

Lauko efekto tranzistoriai (FET)

Kaip matote, tranzistorių yra įvairių dydžių ir formų. Visiems šiems tranzistoriams būdinga tai, kad kiekvienas turi tris laidus.

• Bipolinis jungties tranzistorius:

Bipolinis jungties tranzistorius (BJT) turi tris gnybtus, sujungtus su trimis legiruotais puslaidininkių regionais. Jis yra dviejų tipų - P-N-P ir N-P-N.

P-N-P tranzistorius, susidedantis iš N-legiruoto puslaidininkio sluoksnio tarp dviejų P-legiruotos medžiagos sluoksnių. Į kolektorių patenkanti bazinė srovė sustiprinama jo išėjime.

Tai yra tada, kai PNP tranzistorius yra įjungtas, kai jo pagrindas yra žemai ištrauktas, palyginti su emiteriu. PNP tranzistoriaus rodyklės simbolizuoja srovės srauto kryptį, kai prietaisas veikia aktyviu persiuntimo režimu.

N-P-N tranzistorius, susidedantis iš puslaidininkio, legiruoto P, sluoksnio tarp dviejų N-legiruotos medžiagos sluoksnių. Stiprindami pagrindo srovę, gauname didelę kolektoriaus ir spinduolio srovę.

Tai yra tada, kai NPN tranzistorius yra įjungtas, kai jo pagrindas yra žemai ištrauktas, palyginti su emiteriu. Kai tranzistorius yra ON būsenoje, srovės srautas yra tarp tranzistoriaus kolektoriaus ir spinduolio. Remiantis mažumos nešėjais P tipo regione, elektronai pereina nuo spinduolio į kolektorių. Dėl šios priežasties tai leidžia didesnę srovę ir greičiau veikti, todėl dauguma šiandien naudojamų bipolinių tranzistorių yra NPN.

• Lauko efekto tranzistorius (FET):

Lauko tranzistorius yra vienpolis tranzistorius, laidumui naudojami N kanalo FET arba P kanalo FET. Trys FET terminalai yra šaltinis, vartai ir kanalizacija. Pagrindiniai n-kanalų ir p-kanalų FET rodomi aukščiau. N kanalo FET atveju prietaisas sukonstruotas iš n tipo medžiagos. Tarp šaltinio ir nutekėjimo, tada tipo medžiaga veikia kaip rezistorius.

Šis tranzistorius valdo teigiamus ir neigiamus skylių ar elektronų nešiklius. FET kanalas susidaro judant teigiamiems ir neigiamiems krūvininkams. FET kanalas, pagamintas iš silicio.

Yra daugybė FET, MOSFET, JFET ir tt tipų. FET taikymas yra žemo triukšmo stiprintuvas, buferinis stiprintuvas ir analoginis jungiklis.

Bipolinio jungties tranzistoriaus poslinkis

Transistoriai yra svarbiausi puslaidininkiniai aktyvieji įtaisai, būtini beveik visoms grandinėms. Jie grandinėse naudojami kaip elektroniniai jungikliai, stiprintuvai ir kt. Tranzistoriai gali būti NPN, PNP, FET, JFET ir kt., Kurie elektroninėse grandinėse atlieka skirtingas funkcijas. Norint, kad grandinė veiktų tinkamai, būtina nukreipti tranzistorių naudojant rezistorių tinklus. Veikimo taškas yra išvesties charakteristikų taškas, rodantis kolektoriaus-spinduolio įtampą ir kolektoriaus srovę be įėjimo signalo. Veikimo taškas taip pat žinomas kaip šališkumo taškas arba Q taškas (ramybės taškas).

Įtempimas yra skirtas rezistoriams, kondensatoriams ar maitinimo įtampai ir kt. Užtikrinti tinkamas tranzistorių veikimo charakteristikas. Nuolatinės srovės poslinkis naudojamas norint gauti nuolatinės srovės kolektoriaus srovę esant tam tikrai kolektoriaus įtampai. Šios įtampos ir srovės vertė išreiškiama Q tašku. Tranzistoriaus stiprintuvo konfigūracijoje IC (max) yra didžiausia srovė, kuri gali tekėti per tranzistorių, o VCE (max) yra didžiausia įtampa, naudojama visame įrenginyje. Kad tranzistorius veiktų kaip stiprintuvas, prie kolektoriaus turi būti prijungtas apkrovos rezistorius RC. Įstrižainė nustato nuolatinę nuolatinę įtampą ir srovę į teisingą lygį, kad tranzistorius galėtų tinkamai sustiprinti kintamosios srovės įėjimo signalą. Teisingas poslinkio taškas yra kažkur tarp visiškai įjungtų arba visiškai išjungtų tranzistoriaus būsenų. Šis centrinis taškas yra Q taškas ir, jei tranzistorius yra tinkamai įtemptas, Q taškas bus centrinis tranzistoriaus veikimo taškas. Tai padeda išėjimo srovei didėti ir mažėti, kai įėjimo signalas svyruoja per visą ciklą.

Norint nustatyti teisingą tranzistoriaus Q tašką, kolektoriaus rezistorius naudojamas kolektoriaus srovei nustatyti pastovią ir pastovią vertę be jokio pagrindo signalo. Šį pastovų nuolatinės srovės veikimo tašką nustato maitinimo įtampos vertė ir pagrindinio įtempimo rezistoriaus vertė. Pagrindo šališkumo rezistoriai naudojami visose trijose tranzistorių konfigūracijose, tokiose kaip bendra bazė, bendras kolektorius ir bendros emiterio konfigūracijos.

Šališkumo būdai:

Toliau pateikiami skirtingi tranzistoriaus pagrindo poslinkio būdai:

1. Dabartinis šališkumas:

Kaip parodyta 1 pav., Pagrindo poslinkiui nustatyti naudojami du rezistoriai RC ir RB. Šie rezistoriai nustato pradinį tranzistoriaus veikimo sritį su fiksuoto srovės šališkumu.

Tranzistoriaus priekinis poslinkis su teigiama pagrindo poslinkio įtampa per RB. Pagrindinės emiterio įtampos kritimas yra 0,7 voltai. Todėl srovė per RB yra I_B= (V_DC- V_BE) / Aš_B

2. Atsiliepimų šališkumas:

2 paveiksle parodytas tranzistoriaus poslinkis naudojant grįžtamąjį rezistorių. Pagrindo šališkumas gaunamas iš kolektoriaus įtampos. Kolektoriaus grįžtamasis ryšys užtikrina, kad tranzistorius visada būtų šališkas aktyviame regione. Padidėjus kolektoriaus srovei, kolektoriaus įtampa krinta. Tai sumažina pagrindinę pavarą, o tai savo ruožtu sumažina kolektoriaus srovę. Ši grįžtamojo ryšio konfigūracija idealiai tinka tranzistoriaus stiprintuvo konstrukcijoms.

3. Dvigubo grįžtamojo ryšio šališkumas:

3 paveiksle parodyta, kaip šališkumas pasiekiamas naudojant dvigubo grįžtamojo ryšio rezistorius.

Naudojant du rezistorius, RB1 ir RB2 padidina beta pokyčių stabilumą, padidindami srovės srautą per pagrindinius įstrižainio rezistorius. Pagal šią konfigūraciją RB1 srovė yra lygi 10% kolektoriaus srovės.

4. Įtampos dalijimo šališkumas:

4 paveiksle parodytas įtampos daliklio poslinkis, kai du rezistoriai RB1 ir RB2 yra prijungti prie tranzistoriaus pagrindo, formuojančio įtampos skirstytuvo tinklą. Tranzistorius iškraipo dėl įtampos kritimo per RB2. Tokia šališkumo konfigūracija plačiai naudojama stiprintuvo grandinėse.

5. Dvigubo pagrindo įtempimas:

5 pav. Parodytas dvigubas grįžtamasis ryšys stabilizavimui Jis naudoja tiek „Emitter“, tiek „Collector“ bazinį grįžtamąjį ryšį, kad pagerintų stabilizavimą valdant kolektoriaus srovę. Turėtų būti parenkamos varžos vertės, kad būtų galima nustatyti įtampos kritimą per Emiterio rezistorių 10% maitinimo įtampos ir srovės per RB1, 10% kolektoriaus srovės.

Transistoriaus privalumai:

1. Mažesnis mechaninis jautrumas.
2. Mažesnės kainos ir mažesni dydžiai, ypač mažo signalo grandinėse.
3. Maža darbinė įtampa, užtikrinanti didesnį saugumą, mažesnes išlaidas ir griežtesnį atstumą.
4. Itin ilgas gyvenimas.
5. Katodo šildytuvas nenaudoja energijos.
6. Greitas perjungimas.

Tai gali padėti sukurti papildomos simetrijos grandines, o tai neįmanoma naudojant vakuuminius vamzdžius. Jei turite klausimų šia tema ar elektros ir elektroniniai projektai palikite komentarus žemiau.