Тесты по электротехнике — Страница 3 из 6

Тесты по электротехнике — Страница 3 из 6

1) Электрическим полем, влияющим на ширину проводящего канала; 2) Электрическим полем, обеспечивающим ускорение движения основных носителей в проводящем канале; 3) Током между затвором и стоком; 4) Током между затвором и истоком; 5) Током между стоком и истоком;  

1) анод, катод, управляющий 2) база, эмиттер, коллектор 3) сток, исток, затвор 4) анод, катод, сетка 5) вход, выход, управление  

1) Туннельный диод; 2) Тринистор; 3) Импульсный диод; 4) Биполярный транзистор; 5) Полевой транзистор;  

1) мощность входного сигнала 2) емкость конденсаторов 3) сопротивление резисторов 4) мощность источника питания 5) емкость p-n перехода  

1) ток коллектора возрастает 2) уменьшается ток базы 3) возрастает сопротивление транзистора 4) уменьшается проводимость транзистора 5) уменьшается ток коллектора  

1) 4 2) 1 3) 2 4) 3 5) 5  

1) На эмиттер и коллектор; 2) Такая схема включения транзистора недопустима; 3) Один электрод — эмиттер, а второй может быть коллектор или база, что равнозначно; 4) На эмиттер и базу; 5) На коллектор и базу;  

1) формой 2) амплитудой 3) частотой 4) фазой и амплитудой 5) частотой и амплитудой  

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 5) 0  

1) анод, катод, управляющий 2) база, эмиттер, коллектор 3) сток, исток, затвор 4) анод, катод, сетка 5) вход, выход, управление  

1) Фотодиод 2) Светодиод 3) Стабилитрон 4) Диод Шоттки 5) Варикап  

1) Варикап 2) Диод Шоттки 3) Стабилитрон 4) Светодиод 5) Фотодиод  

1) Незначительно увеличивается; 2) Незначительно уменьшается; 3) Значительно увеличивается; 4) Значительно уменьшается; 5) Не изменяется;  

1) фоторезистор 2) фототранзистор 3) светодиод 4) фотодиод 5) фототиристор  

1) Туннельного диода; 2) Стабилитрона; 3) Биполярного транзистора; 4) Полевого транзистора; 5) Тиристора;  

1) теплового пробоя 2) электронного пробоя 3) дырочного пробоя 4) электрического пробоя 5) стабилизированного пробоя  

1) снизить напряжение на аноде 2) снизить напряжение на катоде 3) отключить напряжение на управляющем электроде 4) отключить напряжение анод-катод 5) снизить напряжение на управляющем электроде  

1) транзисторы 2) резисторы 3) стабилитроны 4) конденсаторы 5) диоды  

1) база, эмиттер, коллектор 2) анод, катод 3) сток, исток, затвор 4) катод, сетка, анод 5) анод, катод, управляющий  

1) Только открыть тиристор; 2) Только закрыть тиристор; 3) И открыть и закрыть тиристор; 4) Плавно менять величину тока, проходящего через тиристор; 5) Мы не можем воздействовать на тиристор.

 

Где взять транзистор. Что такое полевой транзистор и как его проверить

Электроника окружает нас всюду. Но практически никто не задумывается о том, как вся эта штука работает. На самом деле все довольно просто. Именно это мы и постараемся сегодня показать. А начнем с такого важного элемента, как транзистор. Расскажем, что это такое, что делает, и как работает транзистор.

Что такое транзистор?

Транзистор – полупроводниковый прибор, предназначенный для управления электрическим током.

Где применяются транзисторы? Да везде! Без транзисторов не обходится практически ни одна современная электрическая схема. Они повсеместно используются при производстве вычислительной техники, аудио- и видео-аппаратуры.

Времена, когда советские микросхемы были самыми большими в мире , прошли, и размер современных транзисторов очень мал. Так, самые маленькие из устройств имеют размер порядка нанометра!

Приставка нано- обозначает величину порядка десять в минус девятой степени.

Однако существуют и гигантские экземпляры, использующиеся преимущественно в областях энергетики и промышленности.

Существуют разные типы транзисторов: биполярные и полярные, прямой и обратной проводимости. Тем не менее, в основе работы этих приборов лежит один и тот же принцип. Транзистор — прибор полупроводниковый. Как известно, в полупроводнике носителями заряда являются электроны или дырки.

Область с избытком электронов обозначается буквой n (negative), а область с дырочной проводимостью –

p (positive).

Как работает транзистор?

Чтобы все было предельно ясно, рассмотрим работу биполярного транзистора (самый популярный вид).

(далее – просто транзистор) представляет собой кристалл полупроводника (чаще всего используется кремний или германий ), разделенный на три зоны с разной электропроводностью. Зоны называются соответственно коллектором , базой и эмиттером . Устройство транзистора и его схематическое изображение показаны на рисунке ни же

Разделяют транзисторы прямой и обратной проводимости.

Транзисторы p-n-p называются транзисторами с прямой проводимостью, а транзисторы n-p-n – с обратной.

Теперь о том, какие есть два режима работы транзисторов. Сама работа транзистора похожа на работу водопроводного крана или вентиля. Только вместо воды – электрический ток. Возможны два состояния транзистора – рабочее (транзистор открыт) и состояние покоя (транзистор закрыт).

Что это значит? Когда транзистор закрыт, через него не течет ток. В открытом состоянии, когда на базу подается малый управляющий ток, транзистор открывается, и большой ток начинает течь через эмиттер-коллектор.

Физические процессы в транзисторе

А теперь подробнее о том, почему все происходит именно так, то есть почему транзистор открывается и закрывается. Возьмем биполярный транзистор. Пусть это будет

n-p-n транзистор.

Если подключить источник питания между коллектором и эмиттером, электроны коллектора начнут притягиваться к плюсу, однако тока между коллектором и эмиттером не будет. Этому мешает прослойка базы и сам слой эмиттера.

Если же подключить дополнительный источник между базой и эмиттером, электроны из n области эмиттера начнут проникать в область баз. В результате область базы обогатиться свободными электронами, часть из которых рекомбинирует с дырками, часть потечет к плюсу базы, а часть (большая часть) направится к коллектору.

Таким образом, транзистор получается открыт, и в нем течет ток эмиттер коллектор. Если напряжение на базе увеличить, увеличится и ток коллектор эмиттер. Причем, при малом изменении управляющего напряжения наблюдается значительный рост тока через коллектор-эмиттер. Именно на этом эффекте и основана работа транзисторов в усилителях.

Вот вкратце и вся суть работы транзисторов. Нужно рассчитать усилитель мощности на биполярных транзисторах за одну ночь, или выполнить лабораторную работу по исследованию работы транзистора? Это не проблема даже для новичка, если воспользоваться помощью специалистов нашего студенческого сервиса .

Не стесняйтесь обращаться за профессиональной помощью в таких важных вопросах, как учеба! А теперь, когда у вас уже есть представление о транзисторах, предлагаем расслабиться и посмотреть клип группы Korn “Twisted transistor”! Например, вы решили , обращайтесь в Заочник.

Добрый день, друзья!

Недавно мы с вами начали плотнее знакомились с тем, как устроено компьютерное «железо». И познакомились одним из его «кирпичиков» — полупроводниковым диодом. – это сложная система, состоящая из отдельных частей. Разбирая, как работают эти отдельные части (большие и малые), мы приобретаем знание.

Обретая знание, мы получаем шанс помочь своему железному другу-компьютеру, если он вдруг забарахлит

. Мы же ведь в ответе за тех, кого приручили, не правда ли?

Сегодня мы продолжим это интересное дело, и попробуем разобраться, как работает самый, пожалуй, главный «кирпичик» электроники – транзистор. Из всех видов транзисторов (их немало) мы ограничимся сейчас рассмотрением работы полевых транзисторов.

Почему транзистор – полевой?

Слово «транзистор» образовано от двух английских слов translate и resistor, то есть, иными словами, это преобразователь сопротивления.

Среди всего многообразия транзисторов есть и полевые, т.е. такие, которые управляются электрическим полем.

Электрическое поле создается напряжением. Таким образом, полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, управляемый напряжением.

В англоязычной литературе используется термин MOSFET (MOS Field Effect Transistor). Есть другие типы полупроводниковых транзисторов, в частности, биполярные, которые управляются током. При этом на управление затрачивается и некоторая мощность, так как к входным электродам необходимо прикладывать некоторое напряжение.

Канал полевого транзистора может быть открыт только напряжением , без протекания тока через входные электроды (за исключением очень небольшого тока утечки). Т.е. мощность на управление не затрачивается. На практике, однако, полевые транзисторы используются большей частью не в статическом режиме, а переключаются с некоторой частотой.

Конструкция полевого транзистора обуславливает наличие в нем внутренней переходной емкости, через которую при переключении протекает некоторый ток, зависящий от частоты (чем больше частота, тем больше ток). Так что, строго говоря, некоторая мощность на управление все-таки затрачивается.

Где используются полевые транзисторы?

Настоящий уровень технологии позволяет сделать сопротивление открытого канала мощного полевого транзистора (ПТ) достаточно малым – в несколько сотых или тысячных долей Ома!

И это является большим преимуществом, так как при протекании тока даже в десяток ампер рассеиваемая на ПТ мощность не превысит десятых или сотых долей Ватта.

Таким образом, можно отказаться от громоздких радиаторов или сильно уменьшить их размеры.

ПТ широко используются в компьютерных и низковольтных импульсных стабилизаторах на м компьютера.

Из всего многообразия типов ПТ для этих целей используются ПТ с индуцированным каналом.

Как работает полевой транзистор?

ПТ с индуцированным каналом содержит три электрода — исток (source), сток (drain), и затвор (gate).

Принцип работы ПТ наполовину понятен из графического обозначения и названия электродов.

Канал ПТ – это «водяная труба», в которую втекает «вода» (поток заряженных частиц, образующих электрический ток) через «источник» (исток).

«Вода» вытекает из другого конца «трубы» через «слив» (сток). Затвор – это «кран», который открывает или перекрывает поток. Чтобы «вода» пошла по «трубе», надо создать в ней «давление», т.е. приложить напряжение между стоком и истоком.

Если напряжение не приложено («давления в системе нет»), тока в канале не будет.

Если приложено напряжение, то «открыть кран» можно подачей напряжения на затвор относительно истока.

Чем большее подано напряжение, тем сильнее открыт «кран», больше ток в канале «сток-исток» и меньше сопротивление канала.

В источниках питания ПТ используется в ключевом режиме, т.е. канал или полностью открыт, или полностью закрыт.

Честно сказать, принципы действия ПТ гораздо более сложны, он может работать не только в ключевом режиме . Его работа описывается многими заумными формулами, но мы не будем здесь все это описывать, а ограничимся этими простыми аналогиями.

Скажем только, что ПТ могут быть с n-каналом (при этом ток в канале создается отрицательно заряженными частицами) и p-каналом (ток создается положительно заряженными частицами). На графическом изображении у ПТ с n-каналом стрелка направлена внутрь, у ПТ с p-каналом – наружу.

Собственно, «труба» — это кусочек полупроводника (чаще всего – кремния) с примесями химических элементов различного типа, что обуславливает наличие положительных или отрицательных зарядов в канале.

Теперь переходим к практике и поговорим о том,

Как проверить полевой транзистор?

В норме сопротивление между любыми выводами ПТ бесконечно велико.

И, если тестер показывает какое-то небольшое сопротивление, то ПТ, скорее всего, пробит и подлежит замене.

Во многих ПТ имеется встроенный диод между стоком и истоком для защиты канала от обратного напряжения (напряжения обратной полярности).

Таким образом, если поставить «+» тестера (красный щуп, соединенный с «красным» входом тестера) на исток, а «-» (черный щуп, соединенный с черным входом тестера) на сток, то канал будет «звониться», как обычный диод в прямом направлении.

Это справедливо для ПТ с n-каналом. Для ПТ с p-каналом полярность щупов будет обратной .

Как проверить диод с помощью цифрового тестера, описано в соответствующей . Т.е. на участке «сток — исток» будет падать напряжение 500-600 мВ.

Если поменять полярность щупов, к диоду будет приложено обратное напряжение, он будет закрыт и тестер это зафиксирует.

Однако исправность защитного диода еще не говорит об исправности транзистора в целом. Более того, если «прозванивать» ПТ, не выпаивая из схемы, то из-за параллельно подключенных цепей не всегда можно сделать однозначный вывод даже об исправности защитного диода.

В таких случаях можно выпаять транзистор, и, используя небольшую схему для тестирования, однозначно ответить на вопрос – исправен ли ПТ или нет.

В исходном состоянии кнопка S1 разомкнута, напряжение на затворе относительно стока равно нулю. ПТ закрыт, и светодиод HL1 не светится.

При замыкании кнопки на резисторе R3 появляется падение напряжения (около 4 В), приложенное между истоком и затвором. ПТ открывается, и светодиод HL1 светится.

Эту схему можно собрать в виде модуля с разъемом для ПТ. Транзисторы в корпусе D2 pack (который предназначен для монтажа на печатную плату) в разъем не вставишь, но можно к его электродам проводники, и уже их вставить в разъем. Для проверки ПТ с p-каналом полярность питания и светодиода нужно изменить на обратную.

Иногда полупроводниковые приборы выходят из строя бурно, с пиротехническими, дымовыми и световыми эффектами.

В этом случае на корпусе образуются дыры, он трескается или разлетается на куски. И можно сделать однозначный вывод об их неисправности, не прибегая к приборам.

В заключение скажем, что буквы MOS в аббревиатуре MOSFET расшифровываются как Metal — Oxide — Semiconductor (металл – оксид – полупроводник). Такова структура ПТ – металлический затвор («кран») отделен от канала из полупроводника слоем диэлектрика (оксида кремния).

Надеюсь, с «трубами», «кранами» и прочей «сантехникой» вы сегодня разобрались.

Однако, теория, как известно, без практики мертва! Надо обязательно поэкспериментировать с полевиками, поковыряться, повозиться с их проверкой, пощупать, так сказать.

Кстати, купить полевые транзисторы можно .

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

Соберем знакомую вам схемку:

Для чего я поставил перед базой резистор, читаем .

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:

Э – эмиттер

К – коллектор

Б – база

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 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 . 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”.

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/Transistor-metr и сунуть выводы транзистора в клеммы прибора:

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

Radartutorial

Полевые транзисторы

Коллектор

База

Эмиттер

Сток

Затвор

Исток

Рисунок 1: Сравнение обозначений JFET и транзистора

Коллектор

База

Эмиттер

Сток

Затвор

Исток

Рисунок 1: Сравнение обозначений JFET и транзистора

Несмотря на революцию в разработке электронного оборудования, биполярный (НПН/ПНП) у транзистора есть еще одна очень нежелательная характеристика. Низкий вход импеданс, связанный с переходом база-эмиттер, вызывает проблемы с согласованием импедансов между межкаскадными усилителями. В отличие от биполярного транзистора, который использует ток смещения между базой и эмиттером для управления проводимостью, F поле E эффект T транзистор ( FET ) использует напряжение для управления электростатическим полем внутри транзистора.

Элементы одного типа полевого транзистора, типа j ( JFET ), показаны на рисунке 1. Элемент «затвор» полевого транзистора JFET в работе очень близко соответствует база биполярного транзистора. Элементы «исток» и «сток» JFET соответствуют эмиттеру и коллектору транзистора.

Рис. Рис.

Конструкция полевого транзистора JFET показана на рис. 2. Сплошной стержень, выполненный из n-типа или материал р-типа, формирует основной корпус устройства. Рассеянный в каждой стороне этого бара представляют собой две залежи материала противоположного типа из барового материала, образующие «ворота». Часть стержня между отложениями литникового материала имеет меньшего поперечного сечения, чем остальная часть стержня, и образует «канал», соединяющий источник и сток. На рис. 2 показан брусок из материала n-типа. и затвор из материала р-типа. Потому что материал на канале n-тип, устройство называется N-канальный JFET .

В P-канальном JFET канал выполнен из p-типа материал и ворота из материала n-типа. Как и типы биполярных транзисторов, два типа JFET отличаются только конфигурацией требуемых напряжений смещения и направление стрелки внутри символа. Как и в символах биполярных транзисторов, стрелка в символе JFET всегда указывает на материал n-типа. Таким образом, символ N-канального JFET показывает стрелку, указывающую на сток/исток. канала, тогда как символ P-канала показывает стрелку, указывающую в сторону от канал сток/исток по направлению к затвору.

Работа полевого транзистора

Ключом к работе полевого транзистора является эффективная площадь поперечного сечения канала, которая может управляться изменением напряжения, подаваемого на затвор. Это продемонстрировано на следующих рисунках.

Рис.Рис.

Drain

GATE

Источник

V _DD =+5V

Истощение
Региона

Рисунок 3: Работа JFET с ноль -затвором

DRAIN

Source

V _{1 = DD}

4

V _{1 =1 =11111111. 5В}

В _ГГ =-1В

истощение
область

Рис. 4: JFET с обратным смещением
 

На рис. 3 показано, как работает JFET в условиях нулевого смещения затвора. Пять вольт есть применяется через JFET, так что ток течет через стержень от истока к стоку. Терминал ворот привязан к земле. Это условие нулевого смещения затвора. В этом состоянии типичная полоса соответствует сопротивлению около 500 Ом. Миллиамперметр, соединенный последовательно с выводом стока и источником постоянного тока, показывает количество текущего потока. Со сливным подводом (В _DD ) 5 вольт, миллиамперметр дает ток стока (I _D ) показание 10 миллиампер. Напряжение и ток нижние буквы (V _DD , I _D ), используемые для полевого транзистора, соответствуют элементов полевого транзистора так же, как и для элементов транзисторов.

На рис. 4 на затвор полевого транзистора подается небольшое напряжение обратного смещения. Напряжение затвор-исток (V _GG ) отрицательного 1 вольта, приложенное к транзистору p-типа. материал затвора приводит к тому, что соединение между материалами p- и n-типа стать обратным смещением. Так же, как это было в варакторный диод, условие обратного смещения вызывает «область истощения» формироваться вокруг p-n перехода полевого транзистора. Поскольку этот регион имеет уменьшенный количество носителей тока, эффект обратного смещения заключается в уменьшении эффективного площадь поперечного сечения «канала». Это уменьшение площади увеличивает сопротивление исток-сток устройства и уменьшает ток.

Приложение достаточно большого отрицательного напряжения к затвору вызовет истощение область становится настолько большой, что проводимость тока через стержень полностью прекращается. напряжение, необходимое для уменьшения тока стока (I _D ) до нуля, называется напряжение «отсечки» и сравнимо с напряжением «отсечки» в вакууме трубка. На рисунке 4 приложен отрицательный 1 вольт, хотя и недостаточно большой, чтобы полностью прекращение проводимости, привело к заметному снижению тока стока (с 10 миллиампер в условиях нулевого смещения затвора до 5 мА). Расчет показывает, что 1-вольтовый затвор смещение также увеличило сопротивление JFET (с 500 Ом до 1 кОм). В других Другими словами, изменение напряжения затвора на 1 вольт удвоило сопротивление устройства и сократило текущий расход пополам.

Эти измерения, однако, показывают только то, что JFET работает аналогично биполярный транзистор, хотя устроены они по-разному. Как было сказано ранее, Основным преимуществом полевого транзистора является то, что его входное сопротивление значительно выше, чем у биполярный транзистор. Более высокий входной импеданс JFET при обратном смещении затвора условия можно увидеть, подключив микроамперметр последовательно с напряжением затвор-исток (В _ГГ ). При V _GG на 1 вольт микроамперметр показывает 0,5 микроампер. Применение закона Ома (1 В / 0,5 мкА) показывает, что это очень маленькое количество протекающего тока приводит к очень высокому входному сопротивлению (около 2 МОм). Напротив, биполярный транзистор в аналогичных обстоятельствах потребует более высокой мощности. ток (например, от 0,1 до -1 мА), что приводит к гораздо более низкому входному импедансу (около 1000 Ом или менее). Возможен более высокий входной импеданс JFET. из-за того, как напряжение затвора обратного смещения влияет на площадь поперечного сечения канал.

В предыдущем примере работы JFET используется N-канальный JFET. Однако, P-канальный JFET работает на тех же принципах. Поскольку используемые материалы чтобы полоса и затвор поменялись местами, необходимо также поменять местами потенциалы напряжения источника. Поэтому P-канальный JFET требует, чтобы положительное напряжение затвора было смещено в обратном направлении. по нему течет ток от стока к истоку.

Приложение JFET

в

вых

Рис. 5: Усилитель с общим истоком на JFET

на входе

на выходе

Рис. 5: Усилитель с общим истоком на полевых транзисторах

На рис. 5 показана базовая схема усилителя с общим истоком, содержащая N-канальный JFET. Характеристики этой схемы включают высокий входной импеданс и высокий коэффициент усиления по напряжению. Функция компонентов схемы в этом рисунок очень похож на рисунок в схеме усилителя с общим катодом на триодной электронной лампе. C1 и C3 — входной и выходной разделительные конденсаторы. R1 — резистор возврата затвора. Это делает ворота отрицательными по отношению к источнику. Это предотвращает нежелательное накопление заряда на затворе за счет кроме того, обеспечивая путь разряда для C1. R2 и C2 обеспечивают самосмещение истока для JFET. Падение напряжения на R2 делает источник более положительным, чем уровень земли. C2 позволяет избежать эффекта отрицательной обратной связи R2. R3 — это резистор нагрузки стока, который действует как резистор нагрузки коллектора.

U _out

t

U _in

t

Рис. 6: Усилители на полевых транзисторах с фазовым сдвигом

Фазовый сдвиг на 180 градусов между входным и выходным сигналами такой же, как у схемы на транзисторах с общим эмиттером. Причину фазового сдвига легко увидеть по наблюдение за работой N-канального полевого транзистора. При положительном чередовании входного сигнала величина обратного смещения на p-типе материал затвора уменьшается, что увеличивает эффективную площадь поперечного сечения канал и уменьшение сопротивления исток-сток. Когда сопротивление уменьшается, ток течет через JFET увеличивается. Это увеличение приводит к увеличению падения напряжения на резисторе R3. что, в свою очередь, приводит к уменьшению напряжения стока. При отрицательном чередовании цикл, величина обратного смещения на затворе полевого транзистора увеличивается, и действие цепь обратная. В результате получается выходной сигнал, усиленный Версия входного сигнала со сдвигом по фазе на 180 градусов.

U _out

t

U _in

t

Рис. 6: Усилители на полевых транзисторах с фазовым сдвигом

Что такое транзистор? (Определение, принцип работы, пример)

Транзисторы изготовлены из таких материалов, как кремний или германий, которые способны пропускать электрический ток контролируемым образом. Материалы транзисторов легированы или «обработаны» примесями для создания структуры, называемой p-n переходом. В этом случае «p» означает положительный результат, а «n» — отрицательный. Эти обозначения относятся к типу легирующих атомов (примесей), добавленных в полупроводниковый материал.

Наиболее распространенным типом транзистора является полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET), который широко используется в электронных устройствах, таких как компьютеры, смартфоны и телевизоры.

Компоненты транзистора

Транзистор состоит из трех основных частей: эмиттера, базы и коллектора. Эмиттер служит источником электронов, коллектор — стоком, а база — терминалом управления.

Еще от этого экспертаЧто такое диэлектрическая проницаемость?

 

Как работают транзисторы?

Когда небольшой ток протекает через базу, он управляет потоком гораздо большего тока между эмиттером и коллектором. Это связано с тем, что переход база-эмиттер смещен в прямом направлении, что позволяет электронам течь от эмиттера к базе. Переход база-коллектор имеет обратное смещение, что означает, что электроны не могут течь от базы к коллектору. Однако, когда через базу протекает ток, он открывает переход база-коллектор и позволяет электронам течь от эмиттера к коллектору.

Этот процесс позволяет базе управлять потоком тока между эмиттером и коллектором, поэтому мы можем использовать транзистор различными способами.

Типовая структура транзистора, состоящего из эмиттера, коллектора и базы. | Изображение: Shutterstock

 

Почему мы используем транзисторы?

Транзистор может действовать как переключатель или затвор для электронных сигналов. На практике это означает, что мы используем транзисторы в качестве электронных переключателей, которые включают или выключают электронные схемы. Это основная функция, которую мы используем в цифровых логических схемах, например, в компьютерах, где мы используем транзисторы для представления единиц и нулей двоичного кода.

Мы также можем использовать транзисторы для управления питанием различных электронных компонентов. Транзистор действует как переключатель для включения и выключения тока. Кроме того, мы можем использовать транзисторы для регулировки уровня напряжения, что позволяет эффективно использовать мощность в электронных устройствах.

Одним из наиболее важных применений транзисторов является усилитель. Мы можем использовать транзисторы для усиления слабых сигналов, таких как выходной сигнал микрофона, до уровней, которые могут управлять громкоговорителем.

Транзисторы: как работают транзисторы. | Видео: Образ мышления инженеров

 

Какие существуют два основных типа транзисторов?

BJT

В BJT переход база-эмиттер смещен в прямом направлении небольшим током. Эта конфигурация позволяет электронам течь от эмиттера к базе. Переход база-коллектор имеет обратное смещение, тем самым действуя как барьер для потока электронов. Однако переход база-эмиттер с прямым смещением позволяет небольшому количеству электронов проходить через переход база-коллектор. Этот процесс создает небольшой ток между клеммами коллектора и эмиттера, который контролируется базовым током.

Хотите узнать больше о физике? Мы вас поняли. Что такое ЭМИ?

 

FET

В FET клемма затвора отделена от канала изоляционным материалом. Подача напряжения на клемму затвора создает электрическое поле, которое может притягивать или отталкивать свободные электроны в канале. Этот процесс изменяет проводимость канала и, таким образом, контролирует протекание тока между выводами истока и стока. Полевые транзисторы имеют высокий входной импеданс, что означает, что они потребляют очень мало тока от входного сигнала.

Таким образом, транзисторы действуют как переключатель или усилитель, в зависимости от того, как они подключены и какой ток протекает через них. Входной ток управляет выходным током, который мы можем использовать для усиления или переключения сигналов.

 

Почему важны транзисторы?

На изображении показана печатная плата с транзисторами. | Изображение: Shutterstock

Транзисторы являются основными строительными блоками современной электроники. Это универсальные устройства, которые могут действовать как переключатели, усилители и регуляторы сигнала, что позволяет обрабатывать и хранить цифровую информацию. Широкое использование транзисторов в электронных устройствах сильно повлияло на нашу повседневную жизнь, позволив использовать современные технологии связи, развлечений, транспорта и здравоохранения. Например, транзисторы позволили миниатюризировать электронные схемы, что привело к созданию портативных устройств, таких как смартфоны, ноутбуки и носимые устройства.

Если бы не изобрели транзисторы, наш мир был бы совсем другим. Вполне вероятно, что компьютерной революции и стремительного развития электроники не произошло бы, поскольку транзисторы являются ключевым компонентом цифровых схем и современных вычислений. Это замедлило бы технологический прогресс в таких областях, как связь, развлечения, транспорт и здравоохранение. Электронные устройства были бы намного больше, медленнее и менее эффективны. Между тем, портативных устройств, таких как смартфоны, ноутбуки и носимые устройства, вообще не существовало бы.

Узнайте больше с помощью встроенного технического словаряЧто такое электрический заряд?

 

Примеры транзисторов

Транзисторы используются в самых разных электронных устройствах и оборудовании, вот некоторые распространенные области применения:

• Компьютеры : Транзисторы являются основным строительным блоком современных компьютеров. Мы используем их в цифровых логических схемах, микросхемах памяти и микропроцессорах, которые являются важнейшими компонентами компьютера.