Чем отличается резистор от транзистора
Как проверить работоспособность радиодеталей. Сбои в работе многих схем иногда случаются не только из-за ошибок в самой схеме,но так же в том что где-то сгоревшая или просто бракованная радиодеталь. Мультиметр позволяет определять напряжение, силу тока, емкость, сопротивление,и многое другое. Постоянный резистор проверяется мультиметром, включенным в режим омметра. Полученный результат надо сравнить с номинальным значением сопротивления, указанным на корпусе резистора и на принципиальной схеме.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Primary Menu
- Биполярные транзисторы
Жив или мёртв? Проверяем радиодетали - Урок 2.
5 — Транзисторы и микросхемы
- РЕЗИСТОРЫ, КОНДЕНСАТОРЫ, ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ
- Как проверить транзистор,диод,конденсатор,резистор и др
- Я радиолюбитель
5 — Транзисторы и микросхемыПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК УЗНАТЬ СОПРОТИВЛЕНИЕ РЕЗИСТОРА. РАЗБИРАЕМ МАРКИРОВКУ [РадиолюбительTV 73]
Primary Menu
Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
Работа транзистора в ключевом режиме.
Для упрощения рассказа можно представить транзистор в виде переменного резистора. Вывод базы это есть как раз та самая ручка, которую можно покрутить.
При этом изменяется сопротивление участка коллектор — эмиттер. Крутить базу, конечно, не надо, может оторваться. А вот подать на нее некоторое напряжение относительно эмиттера, конечно, можно. Если напряжение не подавать вовсе, а просто взять и замкнуть выводы базы и эмиттера пусть даже и не накоротко, а через резистор в несколько КОм.
Получается, что напряжение база — эмиттер Uбэ равно нулю. Следовательно, нет и тока базы. Транзистор закрыт, коллекторный ток пренебрежительно мал, как раз тот самый начальный ток. Примерно такой же, как у диода в обратном направлении! Это когда транзистор открыт полностью, так, что дальше открываться уже некуда. При такой степени открытия сопротивление участка коллектор эмиттер настолько мало, что включать транзистор без нагрузки в коллекторной цепи просто нельзя, сгорит моментально.
При этом остаточное напряжение на коллекторе может составить всего 0,3…0,5В.
Чтобы довести транзистор до такого состояния, надо обеспечить достаточно большой ток базы, подав на нее относительно эмиттера большое напряжение Uбэ,- порядка 0,6…0,7В.
Да, для перехода база-эмиттер такое напряжение без ограничительного резистора очень велико. Ведь входная характеристика транзистора, показанная на рисунке 1, очень похожа на прямую ветвь характеристики диода. Эти два состояния — насыщение и отсечка, используются в том случае, когда транзистор работает в ключевом режиме наподобие обычного контакта реле.
Основной смысл такого режима в том, что малый ток базы управляет большим током коллектора, который в несколько десятков раз больше тока базы. Большой ток коллектора получается за счет внешнего источника энергии, но все равно усиление по току, что называется, налицо.
Простой пример: маленькая микросхема включает большую лампочку! Даже если ток базы будет больше, чем требуется, беды особой нет: транзистор все равно не сможет открыться больше. На то он и режим насыщения.
Чтобы не быть совсем голословным, попробуем рассчитать режим работы ключевого каскада, схема которого показана на рисунке 2. Задача такого каскада очень простая: включить и выключить лампочку. Конечно, нагрузка может быть любой, — обмотка реле, электромотор, просто резистор, да мало ли что.
Лампочка взята просто для наглядности эксперимента, для его упрощения. Наша задача чуть посложнее. Требуется рассчитать величину резистора Rб в цепи базы, чтобы лампочка горела в полный накал. Такие лампочки применяются для подсветки приборной доски в отечественных авто, поэтому найти ее несложно. Транзистор КТ с током коллектора 1,5А для такого опыта вполне подойдет. Поэтому лампочка может быть на рабочее напряжение В, а базовая цепь управляться от микросхем с напряжением питания 5В.
Если транзистор рассчитан на работу с таким напряжением на коллекторе, то лампочка будет мигать без проблем. Но в нашем примере микросхем никаких не предвидится, базовая цепь управляется просто контактом, на который просто подается напряжение 5В.
На этом расчет можно считать законченным. Про него просто забыли, или он не так и нужен? Назначение этого резистора — надежно закрыть транзистор в тот момент, когда кнопка разомкнута.
Чем не антенна? Почти, как у детекторного приемника. Чтобы надежно закрыть транзистор, ввести его в режим отсечки необходимо, чтобы потенциалы эмиттера и базы были равны.
Но не всегда и не везде можно позволить такую роскошь, как лишний контакт. Поэтому проще выровнять потенциалы базы и эмиттера при помощи резистора Rбэ. Номинал этого резистора рассчитывать не надо. Обычно его принимают равным десяти Rб. Согласно практическим данным его величина должна быть 5…10КОм. Рассмотренная схема является разновидностью схемы с общим эмиттером. Тут можно отметить две особенности. Во-первых, это использование в качестве управляющего напряжения 5В.
Во-вторых, сигнал на коллекторе инвертирован по отношению к сигналу на базе. Ну, не до нуля, конечно, а до напряжения указанного в справочнике. При этом лампочка визуально не инвертируется,- сигнал на базе есть, есть и свет. Инвертирование входного сигнала происходит не только в ключевом режиме работы транзистора, но и в режиме усиления.
Но об этом будет рассказано в следующей части статьи. Перед установкой в схему очень часто приходится проверять транзисторы на работоспособность. О том, как правильно это делать смотрите здесь — Простая проверка транзисторов на практике. Поделитесь этой статьей с друзьями:. Вступайте в наши группы в социальных сетях:. ВКонтакте Facebook Одноклассники Pinterest. Смотрите также на Электрик Инфо : Характеристики биполярных транзисторов Схемы включения биполярных транзисторов Устройство и работа биполярного транзистора Биполярные транзисторы: схемы, режимы, моделирование Как проверить транзистор.
Их нужно выбирать так, чтобы падение напряжения при максимальном значении тока на них было примерно 0. У меня вопрос: схема с биполярным n-p-n транзистором запускается кратковременным замыканием кнопкой через резистор базы и коллектора. Нужно автоматизировать включение и отключение схемы через заданные промежутки времени, циклический таймер имеется. Вопрос в том. Как одновременно с подачей питания на схему запустить транзистор? Можно ли долго 15 секунд держать замкнутыми базу и коллектор через резистор?
С уважением, Олег. Чем конструкция дорогих розеток отличается от дешевых 10 лучших технологий аккумуляторов, зарядки и хранения Какое напряжение опасно для жизни человека? Как работают датчики и токовые клещи для измерения пост Почему выключатель размыкает фазу, а не ноль? Как устроен и работает сервопривод Проблема перегрева осветительных светодиодов и пути ее В Интернете кто-то прав!
За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Перепечатка материалов сайта запрещена.
Пожалуйста, подождите Электрик Инфо. Добавление комментария. Или о чём говорят электрики. Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. Рисунок 1. Входная характеристика транзистора Эти два состояния — насыщение и отсечка, используются в том случае, когда транзистор работает в ключевом режиме наподобие обычного контакта реле.
Как рассчитать режим работы ключевого каскада Чтобы не быть совсем голословным, попробуем рассчитать режим работы ключевого каскада, схема которого показана на рисунке 2. Рисунок 2. Комментарии: 1 написал: Евгений Владимирович [цитировать]. Комментарии: 2 написал: Олег [цитировать]. Добрый день.
Биполярные транзисторы
Он же емкость — еще один вид пассивных элементов. На схеме обозначен как две одинаковые параллельные черточки. В отличии от резистора, конденсатор это нелинейный элемент. По нашей канализационной аналогии его можно сравнить с резиновым баком. Вначале, когда он пуст, вода резко его заполняет, растягивая стенки.
Постепенно, когда стенки растянутся до предела, его сопротивление возрастет настолько, что поток воды остановится. А если убрать внешнее давление, то хлынет обратно.
Но, думаю, можно поставить резисторы на 0,22Ом и не париться. не смотря на разнотипность крутизна не сильно отличается. У этих.
Жив или мёртв? Проверяем радиодетали
Из за разных, порой противоречивых требований к характеристикам усилителя коэффициент уси пения к ус одного транзисторного каска та обычно бывает небольшим и редко превышает 20 раз. Если нужно получить больший коэффициент усиления, то обычно применяют Поспеловагельное включение двух и более каскадов, при этом суммарный коэффициент усиления равен произведению т. На рис. Так как напряжение на коллекторе транзистора VT1 равно 0,5 U nilT1 а напряжение на базе транзистора VT2 равно U nHT — 0,7 В это влияет прямо смещенный переход эмиттер—база транзистора VT2 , то для нормальной работы обоих каскадов между ними включен разделительный конденсатор С2 Так как напряжение на базе транзистора VT2 больше напряжения на коллекторе VT1 в большинстве случаев U m I.
Точно так же определяется полярность и конденсатора С1. У такого включения есть и преимущества, и недостатки. Благодаря ООС стабилизируется коэффициент усиления каскада, а также фиксируется положение рабочей точки транзистора VT2 т. Если из-за изменения напряжения питания напряжение на коллекторе транзистора VT2 повысится относительно общего провода транзистор слишком сильно открыт , то напряжение на его базе относительно эмиттера уменьшится и транзистор немножко закроется, а напряжение на его коллекторе относительно общего провода уменьшится из-за влияния резистора R4.
Урок 2.5 — Транзисторы и микросхемы
Многим из нас часто приходилось сталкиваться с тем, что из-за одной, вышедшей из строя, детальки перестаёт работать целое устройство. Что бы избежать недоразумений, следует уметь быстро и правильно проверять детали. Этому я и собираюсь Вас научить. Для начала, нам потребуется мультиметр. Чаще всего, сгорают в схемах транзисторы.
Теория и практика.
РЕЗИСТОРЫ, КОНДЕНСАТОРЫ, ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ
Транзисторы можно рассматривать как своего рода переключатели, такие же как и многие электронные компоненты, например, реле или вакуумные лампы.
Транзисторы применяются в различных схемах, и редко какая схема обходится без них, даже сейчас, при широком использовании микросхем. Существует два основных вида биполярных транзисторов — n-p-n и p-n-p, они различаются по проводимости. Два схожих по параметрам транзистора разных проводимостей называют комплементарной парой. Если в какой-нибудь схеме, например, в усилителе, заменить транзисторы одного вида на транзисторы другого вида со схожими параметрами не забыв изменить при этом полярность питающих напряжений, электролитических конденсаторов и полупроводниковых диодов , то схема будет работать точно так же, за исключением СВЧ диапазона, поскольку n-p-n транзисторы являются более высокочастотными, чем p-n-p, и здесь возможно не удастся подобрать комплементарную пару.
Как проверить транзистор,диод,конденсатор,резистор и др
Сварщику цветник металлов. Единицей сопротивления является ом. Номинальное значение сопротивления указывается на корпусе резистора. Непроволочные постоянные резисторы отличаются небольшими размерами, обладают незначительной собственной индуктивностью, малой емкостью и мощностью.
Затем, через прочерк, дается номер разработки. Здесь же проставляется значение сопротивления, а внутри символа резистора условными знаками приводится номиналь-.
В эмитгерной цепи транзистора VT3 установлен резистор R5 и . Кроме номеров, транзисторы отличаются по буквам на конце.
Я радиолюбитель
Перепутать резистор с транзистором может только очень далекий от электротехники человек. Ведь кроме созвучного названия между ними нет ничего общего. Общий вид: транзистор имеет пластиковый или металлический черный корпус с выводами, а резистор — цилиндрический корпус разного цвета с 2 выводами на противоположных концах. Предназначение: резистор используется как элемент электросети, имеющий сопротивление; транзистор используется для усиления тока и управления им.
Вход Регистрация. Вопросы Без ответов Теги Пользователи Задать вопрос. Сайт «Электронщики» — скорая помощь для радиолюбителей. Здесь вы можете задавать вопросы и получать на них ответы от других пользователей. Грамотно отвечайте, голосуйте, задавайте вопросы и т.
У меня есть твердотельное реле, для которого требуется как минимум 3 В для активации, и мне нужно переключиться с выходом 2,3 В от микроконтроллера.
Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Магнитный воин -какие силы стоят за эффектом Джанибекова? Решите задачу по физике 1 ставка. Какая польза народному хозяйству от астрономии и теории эволюции? Независимые ученые узнали, что Человечество не вызвало Глобального Потепления.
В этом цикле статей мы попытаемся просто и доходчиво рассказать о таких непростых компонентах, как транзисторы. Сегодня этот полупроводниковый элемент встречается почти на всех печатных платах, в любом электронном устройстве в сотовых телефонах, в радиоприёмниках, в компьютерах и другой электронике. Транзисторы являются основой для построения микросхем логики, памяти, микропроцессоров… Вот давайте и разберёмся, что это чудо из себя представляет, как работает и чем вызвана такая широта его применения. Транзистор — это электронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий с помощью входного сигнала управлять током.
Биполярный транзистор — презентация онлайн
Биполярный транзистор.
Биполярный транзистор — электронный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов, предназначенный
для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Транзистор называется биполярный,
поскольку в работе прибора одновременно участвуют два типа носителей заряда – электроны и дырки. Этим он
отличается от униполярного (полевого) транзистора, в работе которого участвует только один тип носителей заряда.
Принцип работы обоих типов транзисторов похож на работу водяного крана, который регулирует водяной поток,
только через транзистор проходит поток электронов. У биполярных транзисторов через прибор проходят два тока основной «большой» ток, и управляющий «маленький» ток. Мощность основного тока зависит от мощности
управляющего. У полевых транзисторов через прибор проходит только один ток, мощность которого зависит от
электромагнитного поля.
В данной статье рассмотрим подробнее работу биполярного транзистора.
биполярный транзистор принцип работы
Устройство биполярного транзистора.
Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводника и двух PN-переходов. Различают PNP и NPN
транзисторы по типу чередования дырочной и электронной проводимостей. Это похоже на два диода,
соединенных лицом к лицу или наоборот.
У биполярного транзистора три контакта (электрода). Контакт, выходящий из центрального слоя, называется база
(base). Крайние электроды носят названия коллектор и эмиттер (collector и emitter). Прослойка базы очень
тонкая относительно коллектора и эмиттера. В дополнение к этому, области полупроводников по краям
транзистора несимметричны. Слой полупроводника со стороны коллектора немного толще, чем со стороны
эмиттера. Это необходимо для правильной работы транзистора.
Работа биполярного транзистора.
Рассмотрим физические процессы, происходящие во время работы биполярного транзистора.
Для примера возьмем
модель NPN. Принцип работы транзистора PNP аналогичен, только полярность напряжения между коллектором и
эмиттером будет противоположной.
В веществе P-типа находятся положительно заряженные ионы — дырки. Вещество N-типа насыщено отрицательно
заряженными электронами. В транзисторе концентрация электронов в области N значительно превышает
концентрацию дырок в области P.
Подключим источник напряжения между коллектором и эмиттером VКЭ (VCE). Под его действием, электроны из
верхней N части начнут притягиваться к плюсу и собираться возле коллектора. Однако ток не сможет идти, потому что
электрическое поле источника напряжения не достигает эмиттера. Этому мешает толстая прослойка полупроводника
коллектора плюс прослойка полупроводника базы.
Теперь подключим напряжение между базой и эмиттером VBE, но значительно ниже чем VCE (для кремниевых транзисторов
минимальное необходимое VBE — 0.6V). Поскольку прослойка P очень тонкая, плюс источника напряжения подключенного к базе,
сможет «дотянуться» своим электрическим полем до N области эмиттера.
Под его действием электроны направятся к базе. Часть из
них начнет заполнять находящиеся там дырки (рекомбинировать). Другая часть не найдет себе свободную дырку, потому что
концентрация дырок в базе гораздо ниже концентрации электронов в эмиттере.
В результате центральный слой базы обогащается свободными электронами. Большинство из них направится в сторону коллектора,
поскольку там напряжение намного выше. Так же этому способствует очень маленькая толщина центрального слоя. Какая-то часть
электронов, хоть гораздо меньшая, все равно потечет в сторону плюса базы.
В итоге мы получаем два тока: маленький — от базы к эмиттеру IBE, и большой — от коллектора к эмиттеру ICE.
Если увеличить напряжение на базе, то в прослойке P соберется еще больше электронов. В результате немного
усилится ток базы, и значительно усилится ток коллектора. Таким образом, при небольшом изменении тока базы IB,
сильно меняется ток коллектора IС. Так и происходит усиление сигнала в биполярном транзисторе.
Cоотношение
тока коллектора IС к току базы IB называется коэффициентом усиления по току. Обозначается β, hfe или h31e, в
зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзистором.
β = I C / IB
Классификация полевых транзисторов
По физической структуре и механизму работы полевые транзисторы условно делят
на 2 группы. Первую образуют транзисторы с управляющим р-n переходом или
переходом металл — полупроводник (барьер Шоттки), вторую — транзисторы с
управлением посредством изолированного электрода (затвора), т. н. транзисторы
МДП (метал — диэлектрик — полупроводник).
Транзисторы с управляющим p-n переходом
Полевой транзистор с управляющим p-n переходом — это полевой транзистор, затвор которого изолирован (то есть отделён в
электрическом отношении) от канала p-n переходом, смещённым в обратном направлении.
Такой транзистор имеет два невыпрямляющих контакта к области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда, и
один или два управляющих электронно-дырочных перехода, смещённых в обратном направлении (см.
рис. 1). При изменении обратного
напряжения на p-n переходе изменяется его толщина и, следовательно, толщина области, по которой проходит управляемый ток основных
носителей заряда. Область, толщина и поперечное сечение которой управляется внешним напряжением на управляющем p-n переходе и по
которой проходит управляемый ток основных носителей, называют каналом. Электрод, из которого в канал входят основные носители
заряда, называют истоком. Электрод, через который из канала уходят основные носители заряда, называют стоком. Электрод, служащий
для регулирования поперечного сечения канала, называют затвором.
Электропроводность канала может быть как n-, так и p-типа. Поэтому по электропроводности канала различают полевые транзисторы с nканалом и р-каналом. Все полярности напряжений смещения, подаваемых на электроды транзисторов с n- и с p-каналом, противоположны.
Управление током стока, то есть током от внешнего относительно мощного источника питания в цепи нагрузки, происходит при изменении
обратного напряжения на p-n переходе затвора (или на двух p-n переходах одновременно).
В связи с малостью обратных токов мощность,
необходимая для управления током стока и потребляемая от источника сигнала в цепи затвора, оказывается ничтожно малой. Поэтому
полевой транзистор может обеспечить усиление электромагнитных колебании как по мощности, так и по току и напряжению.
Таким образом, полевой транзистор по принципу действия аналогичен вакуумному триоду. Исток в полевом транзисторе подобен катоду
вакуумного триода, затвор — сетке, сток — аноду. Но при этом полевой транзистор существенно отличается от вакуумного триода. Вопервых, для работы полевого транзистора не требуется подогрева катода. Во-вторых, любую из функций истока и стока может выполнять
каждый из этих электродов. В-третьих, полевые транзисторы могут быть сделаны как с n-каналом, так и с p-каналом, что позволяет удачно
сочетать эти два типа полевых транзисторов в схемах.
От биполярного транзистора полевой транзистор отличается, во-первых, принципом действия: в биполярном транзисторе управление
выходным сигналом производится входным током, а в полевом транзисторе — входным напряжением или электрическим полем.
Вовторых, полевые транзисторы имеют значительно большие входные сопротивления, что связано с обратным смещением p-n-перехода
затвора в рассматриваемом типе полевых транзисторов. В-третьих, полевые транзисторы могут обладать низким уровнем шума (особенно
на низких частотах), так как в полевых транзисторах не используется явление инжекции неосновных носителей заряда и канал полевого
транзистора может быть отделён от поверхности полупроводникового кристалла. Процессы рекомбинации носителей в p-n переходе и в
базе биполярного транзистора, а также генерационно-рекомбинационные процессы на поверхности кристалла полупроводника
сопровождаются возникновением низкочастотных шумов.
Рис. 1. Устройство полевого
транзистора с управляющим pn переходом
Транзисторы с изолированным затвором (МДП-транзисторы)
Полевой транзистор с изолированным затвором — это полевой транзистор, затвор которого отделён в электрическом отношении
от канала слоем диэлектрика.
В кристалле полупроводника с относительно высоким удельным сопротивлением, который называют подложкой, созданы две
сильнолегированные области с противоположным относительно подложки типом проводимости.
На эти области нанесены
металлические электроды — исток и сток. Расстояние между сильно легированными областями истока и стока может быть
меньше микрона. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем (порядка 0,1 мкм)
диэлектрика. Так как исходным полупроводником для полевых транзисторов обычно является кремний, то в качестве диэлектрика
используется слой двуокиси кремния SiO2, выращенный на поверхности кристалла кремния путём высокотемпературного
окисления. На слой диэлектрика нанесён металлический электрод — затвор. Получается структура, состоящая из металла,
диэлектрика и полупроводника. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором часто называют МДП-транзисторами.
Входное сопротивление МДП-транзисторов может достигать 1010…1014 Ом (у полевых транзисторов с управляющим p-nпереходом 107…109), что является преимуществом при построении высокоточных устройств.
Существуют две разновидности МДП-транзисторов: с индуцированным каналом и со встроенным каналом.
В МДП-транзисторах с индуцированным каналом (рис. 2, а) проводящий канал между сильнолегированными областями истока и
стока отсутствует и, следовательно, заметный ток стока появляется только при определённой полярности и при определённом
значении напряжения на затворе относительно истока, которое называют пороговым напряжением (UЗИпор).
В МДП-транзисторах со встроенным каналом (рис. 2, б) у поверхности полупроводника под затвором при нулевом напряжении на
затворе относительно истока существует инверсный слой — канал, который соединяет исток со стоком.
Изображённые на рис. 2 структуры полевых транзисторов с изолированным затвором имеют подложку с электропроводностью nтипа. Поэтому сильнолегированные области под истоком и стоком, а также индуцированный и встроенный канал имеют
электропроводность p-типа. Если же аналогичные транзисторы созданы на подложке с электропроводностью p-типа, то канал у
них будет иметь электропроводность n-типа.
Источник: http://www.
scorcher.ru/art/electronica/electronica3.php
Области применения полевых транзисторов
Значительная часть производимых в настоящий момент полевых транзисторов входит в состав КМОП-структур,
которые строятся из полевых транзисторов с каналами разного (p- и n-) типа проводимости и широко используются
в цифровых и аналоговых интегральных схемах.
За счёт того, что полевые транзисторы управляются полем (величиной напряжения приложенного к затвору), а не
током, протекающим через базу (как в биполярных транзисторах), полевые транзисторы потребляют значительно
меньше энергии, что особенно актуально в схемах ждущих и следящих устройств, а также в схемах малого
потребления и энергосбережения (реализация спящих режимов).
Выдающиеся примеры устройств, построенных на полевых транзисторах, — наручные кварцевые часы и пульт
дистанционного управления для телевизора. За счёт применения КМОП-структур эти устройства могут работать до
нескольких лет, потому что практически не потребляют энергии.
Грандиозными темпами развиваются области применения мощных полевых транзисторов. Их применение в
радиопередающих устройствах позволяет получить повышенную чистоту спектра излучаемых радиосигналов,
уменьшить уровень помех и повысить надежность радиопередатчиков. В силовой электронике ключевые мощные
полевые транзисторы успешно заменяют и вытесняют мощные биполярные транзисторы. В силовых
преобразователях они позволяют на 1-2 поядка повысить частоту преобразования и резко уменьшить габариты и
массу энергетических преобразователей. В устройствах большой мощности используются биполярные транзисторы
с полевым управлением (IGBT) успешно вытесняющие тиристоры. В усилителях мощности звуковых частот высшего
класса HiFi и HiEnd мощные полевые транзисторы успешно заменяют мощные электронные лампы, обладающие
малыми нелинейными и динамическими искажениями.
Полупроводниковый диод
Полупроводниковый диод — самый простой полупроводниковый прибор, состоящий из одного PN перехода.
Основная его функция — это проводить электрический ток в одном направлении, и не пропускать его в обратном.
Состоит диод из двух слоев полупроводника типов N и P.
[полупроводниковая модель диода] [обозначение диода на схеме] [расположение катода на диоде]
На стыке соединения P и N образуется PN-переход (PN-junction). Электрод, подключенный к P, называется анод.
Электрод, подключенный к N , называется катод. Диод проводит ток в направлении от анода к катоду, и не
проводит обратно.
Диод в состоянии покоя
Посмотрим, что происходит внутри PN-перехода, когда полупроводниковый диод находится в состоянии покоя. То
есть тогда, когда ни к аноду, ни к катоду не подключено напряжения.
Итак, в части N имеются в наличии свободные электроны – отрицательно заряженные частицы. В части P находятся
положительно заряженные ионы – дырки. В результате, в том месте, где есть частицы с зарядами разных знаков,
возникает электрическое поле, притягивающее их друг к другу.
Под действием этого поля свободные электроны из части N дрейфуют через PN переход в часть P и заполняют
некоторые дырки. В итоге получается очень слабый электрический ток, измеряемый в наноамперах. В результате,
плотность вещества в P части повышается и возникает диффузия (стремление вещества к равномерной
концентрации), толкающая частицы обратно на сторону N.
Обратное включение диода
Теперь посмотрим, как у полупроводникового диода получается выполнять свою основную функцию – проводить
ток только в одном направлении. Подключим источник питания — плюс к катоду, минус к аноду.
В соответствии с силой притяжения, возникшей между зарядами разной полярности, электроны из N начнут
движение к плюсу и отдалятся от PN перехода. Аналогично, дырки из P будут притягиваться к минусу, и также
отдалятся от PN перехода. В результате, плотность вещества у электродов повышается. В действие приходит
диффузия и начинает толкать частицы обратно, стремясь к равномерной плотности вещества.
Как мы видим, в этом состоянии диод не проводит ток. При повышении напряжения, в PN переходе будет все
меньше и меньше заряженных частиц.
Прямое включение диода
Меняем полярность источника питания — плюс к аноду, минус к катоду. В таком положении, между зарядами одинаковой полярности
возникает сила отталкивания. Отрицательно заряженные электроны отдаляются от минуса и двигаются сторону pn перехода. В свою
очередь, положительно заряженные дырки отталкиваются от плюса и направляются навстречу электорнам. PN переход обогащается
заряженными частицами с разной полярностью, между которыми возникает электрическое поле – внутреннее электрическое поле
PN перехода. Под его действием электроны начинают дрейфовать на сторону P. Часть из них рекомбинируют с дырками (заполняют
место в атомах, где не хватает электрона). Остальные электроны устремляются к плюсу батарейки. Через диод пошел ток I D.
Чтобы не возникло путаницы, напомню, что направление тока на электрических схемах обратно направлению
потока электронов.
Резистор
Резистор — это самый распространенный электронный компонент, название которого произошло от английского слова
«resistor» и от латинского «resisto» — сопротивляюсь. Основным параметром резистора считается сопротивление,
которое характеризуется его способностью в препятствии протекания электрического тока. Единицами сопротивления
у резисторов являются – Омы (Ω), Килоомы (1000 Ом или 1КΩ) и Мегаомы (1000000 Ом или 1МΩ).
Практически ни одна схема не обходиться без резисторов. С помощью подбора соответствующих величин резисторов
и их соединений, происходит нужное распределение электрического тока в цепи.
Характеристики резистора
Кроме предельного сопротивления, резисторы обладают рядом других физиотехнических показателей, которые
имеют большое значение в его применении.
Среди основных параметров выделяются такие характеристики резистора, как
• сопротивление по номинальному значению и его возможное отклонение,
• рассеиваемая мощность,
• предельное рабочее напряжение,
• максимальная температура,
• температурный коэффициент сопротивления,
• частотный отклик и шумы.
Основные типы резисторов
По физическому устройству резисторы бывают следующих типов:
углеродные пленочные
углеродные композиционные
металлооксидные
пленочные металлические
проволочные
Температурный коэффициент сопротивления ТКС
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) определяет относительное изменение величины сопротивления
резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 ° по Цельсию. ТКС может быть как положительным,
так и отрицательным. Если резистивная пленка имеет относительно большую толщину, то она обладает свойствами
объемного тела, сопротивляемость которого с увеличением температуры становится больше. Если же резистивная
пленка имеет относительно небольшую толщину, то она состоит как бы из небольших «островков», расположенных
отдельно друг от друга, и сопротивление такой пленочной структуры с увеличением температурных значений
становится меньше, так как взаимодействие между отдельными «островками» улучшается.
Для непроволочных
резисторов, применяемых в радиоэлектронике и телевизионной промышленности, температурный коэффициент
сопротивления не больше ±0,04 — 0,2 %, у проволочных деталей -±0,003 — 0,2 %.
Рассеиваемая мощность резистора
Номинальная мощность рассеивания, или рассеиваемая мощность резистора показывает предельно значимую
мощность, которую сопротивление может рассеивать при долговременной электрической нагрузке, атмосферном
давлении и температуре в нормальных значениях. Непроволочные резисторы подоазделяются на мощность по
номиналу от 0,05 до 10 Вт, а сопротивления проволочного типа от 0,2 до150 Вт. На электpосхемах рассеиваемая
мощность резистора выделяется условно пунктиром на обозначении сопротивления для мощностей меньше 1 Вт и
pимскими цифрами на обозначении сопротивления для мощности больше 1 Вт. Номинальная мощность рассеивания
этих деталей должна быть на 20—30 % больше такого показателя, как рабочая рассеиваемая мощность резистора
Максимальное напряжение резистора
Предельное или максимальное напряжение резистора — это предельно возможное напряжение, подведенное к
выводам сопротивления, которое не допускает превышения показателей техусловий (ТУ) на параметры электричества.
По- другому, максимальное напряжение резистора – предельно допустимая величина, которая может быть приложена
к резистору. Этот показатель выводится для обычных пределов работы детали и напрямую зависит от линейных
размеров резистора, шага спиральной нарезки, температурных показателей, давления эксплуатационной среды и
давления атмосферы. Чем выше температурные показатели и меньше давление атмосферы, тем больше шансов для
пробоя теплового или электрического типа и выхода резистора из строя.
Максимальная температура резистора
Одной из характеристик резистора является такой показатель, как максимальная температура резистора, напрямую
зависит от мощности детали. Получается, что при увеличении мощности, которая выделяется в сопротивлении,
увеличивается температура резистора, что может привести к его поломке. Во избежание этого, необходимо уменьшить
температуру резистора. Это можно достичь укрупнением габаритов сопротивления.. Для всех типов сопротивлений
определена максимальная температура резистора, превышение которой чревато выходом детали из строя.
Температурный показатель сопротивления находится в прямой зависимости и от температуры окружающего воздуха.
Если этот показатель достигает большого значения, то температурный показатель сопротивления может стать выше
максимальной температуры резистора, что крайне нежелательно. Чтобы этого не случилось, нужно снизить мощность,
которая выделяется в резисторе.
Частотный отклик резистора
Значение такой характеристики, как частотный отклик резистора, связано с определением значения
максимального сопротивления и минимальной ёмкости. При прохождении тока высокой частоты сопротивление
стремится к проявлению реактивных свойств в зависимости от конструктивного исполнения – доминируют либо
емкостные, либо индуктивные значения.
Если в одно и то же время дискретно уменьшать и значение сопротивления и значение емкости, то можно
вызвать быстрый демпфированный частотный отклик резистора, который позволит определить как
максимальное сопротивление, так и минимальную емкость.
При этих значениях не возникает колебаний и в то
же время достигается мгновенная стабилизация выходного напряжения. Но в теории это рассматривается , как
частный случай. На высоких частотах резистор начинает проявлять реактивные свойства в зависимости от
конструктивного исполнения — либо преимущественно емкостные, либо индуктивные.
Основные типы резисторов
По физическому устройству резисторы бывают следующих типов:
углеродные пленочные
углеродные композиционные
металлооксидные
пленочные металлические
проволочные
Углеродные пленочные выпускают в виде керамического стержня, который покрыт специальной пленкой
кристаллического углерода. Она в свою очередь и является резистивным элементом. Их номинальный диапазон
сопротивления от двух до одного МОм, а максимальная мощность от 0,2 до 2 Вт.
Углеродные композиционные являются самыми дешевыми. Поэтому их стабильность не высока и их сопротивление,
как правило, может меняться на пару процентов.
Также при протекании тока, через такие резисторы могут возникать
шумы. Такое обстоятельство имеет важное значение, особенно в медицинской электронной аппаратуре, так как там
часто требуется большое усилие, но с малым уровнем шума
Металлооксидные являются вторым типом пленочных резисторов. В этих резисторах окончательное сопротивление
получается за счет нанесения спиральной канавки на керамической основе. За счет этого увеличивается эффективная
длина между концами резистора, а также сопротивление. Пленочные металлические используются в транзисторных
выходных, так как они имеют сопротивление меньшее, чем 10 Ом, что для этого и необходимо. Эти резисторы
рассеивают большую мощность при малых размерах. Это и является самым большим их достоинством. Также он имеет
стабильность нагрузки, которая достигает не более ±3%, малый коэффициент сопротивления под напряжением, а
также очень малый уровень шумов. Еще у него температурный коэффициент достигает от 0 до 600-10~6 1/°С.
Проволочные резисторы делаются из безиндуктивной или обычной обмотки. Они применяются тогда, когда нужна
большая рассеиваемая мощность или высокая стабильность, так как другие резисторы не могут этого обеспечить. Они
рассеивают мощность до 100 Вт, но их сопротивление ограничено до 50 кОм. Температура их поверхности при работе
может достигать очень больших размеров, поэтому их нужно располагать так, чтобы могла обеспечиваться вентиляция
воздуха и их охлаждение, потому что в противном случае они выйдут из строя.
Конденсатор
Конденсатор – электронный компонент, предназначенный для накопления электрического заряда. Способность
конденсатора накапливать электрический заряд зависит от его главной характеристики – емкости. Емкость
конденсатора (С) определяется как соотношение количества электрического заряда (Q) к напряжению (U).
емкость конденсатора
Емкость конденсатора измеряется в фарадах (F) – единицах, названых в честь британского ученого физика Майкла
Фарадея.
Емкость в один фарад (1F) равняется количеству заряда в один кулон (1C), создающему напряжение на
конденсаторе в один вольт (1V). Вспомним, что один кулон (1С) равняется величине заряда, прошедшего через
проводник за одну секунду (1sec) при силе тока в один ампер (1A).
Однако кулон, это очень большое количество заряда относительно того, сколько способно хранить большинство
конденсаторов. По этой причине, для измерения емкости обычно используют микрофарады (µF или uF),
нанофарады (nF) и пикофарады (pF).
1µF = 0.000001 = 10-6 F
1nF = 0.000000001 = 10-9 F
1pF = 0.000000000001 = 10-12 F
Плоский конденсатор
Существует множество типов конденсаторов различной формы и внутреннего устройства. Рассмотрим самый
простой и принципиальный — плоский конденсатор. Плоский конденсатор состоит из двух параллельных пластин
проводника (обкладок), электрически изолированных друг от друга воздухом, или специальным диэлектрическим
материалом (например бумага, стекло или слюда).
Заряд конденсатора. Ток
По своему предназначению конденсатор напоминает батарейку, однако все же он сильно отличается по принципу
работы, максимальной емкости, а также скорости зарядки/разрядки.
Рассмотрим принцип работы плоского конденсатора. Если подключить к нему источник питания, на одной пластине
проводника начнут собираться отрицательно заряженные частицы в виде электронов, на другой – положительно
заряженные частицы в виде ионов. Поскольку между обкладками находиться диэлектрик, заряженные частицы не
могут «перескочить» на противоположную сторону конденсатора. Тем не менее, электроны передвигаются от
источника питания — до пластины конденсатора. Поэтому в цепи идет электрический ток.
В самом начале включения конденсатора в цепь, на его обкладках больше всего свободного места. Следовательно,
начальный ток в этот момент встречает меньше всего сопротивления и является максимальным. По мере заполнения
конденсатора заряженными частицами ток постепенно падает, пока не закончится свободное место на обкладках и
ток совсем не прекратится.
Время между состояниями «пустого» конденсатора с максимальным значением тока, и «полного» конденсатора с
минимальным значением тока (т.е. его отсутствием), называют переходным периодом заряда конденсатора.
Заряд конденсатора. Напряжение
В самом начале переходного периода зарядки, напряжение между обкладками конденсатора равняется нулю. Как только на обкладках начинают
появляться заряженные частицы, между разноименными зарядами возникает напряжение. Причиной этому является диэлектрик между пластинами,
который «мешает» стремящимся друг к другу зарядам с противоположным знаком перейти на другую сторону конденсатора.
На начальном этапе зарядки, напряжение быстро растет, потому что большой ток очень быстро увеличивает количество заряженных частиц на
обкладках. Чем больше заряжается конденсатор, тем меньше ток, и тeм медленнее растет напряжение. В конце переходного периода, напряжение на
конденсаторе полностью прекратит рост, и будет равняться напряжению на источнике питания.
Как видно на графике, сила тока конденсатора напрямую зависит от изменения напряжения.
Формула для нахождения тока конденсатора во время переходного периода:
Ic — ток конденсатора
C — Емкость конденсатора
ΔVc/Δt – Изменение напряжения на конденсаторе за отрезок времени
Разряд конденсатора
После того как конденсатор зарядился, отключим источник питания и подключим нагрузку R. Так как конденсатор уже
заряжен, он сам превратился в источник питания. Нагрузка R образовала проход между пластинами. Отрицательно
заряженные электроны, накопленные на одной пластине, согласно силе притяжения между разноименными зарядами,
двинутся в сторону положительно заряженных ионов на другой пластине.
Время зарядки и разрядки конденсатора зависит от двух параметров – емкости конденсатора C и общего
сопротивления в цепи R. Чем больше емкость конденсатора, тем большее количество заряда должно пройти по
цепи, и тем больше времени потребует процесс зарядки/разрядки ( ток определяется как количество заряда,
прошедшего по проводнику за единицу времени).
Чем больше сопротивление R, тем меньше ток. Соответственно,
больше времени потребуется на зарядку.
Продукт RC (сопротивление, умноженное на емкость) формирует временную константу τ (тау). За один τ
конденсатор заряжается или разряжается на 63%. За пять τ конденсатор заряжается или разряжается полностью.
В момент подключения R, напряжение на конденсаторе то же, что и после окончания переходного периода
зарядки. Начальный ток по закону Ома будет равняться напряжению на обкладках, разделенном на
сопротивление нагрузки.
Как только в цепи пойдет ток, конденсатор начнет разряжаться. По мере потери заряда, напряжение начнет
падать. Следовательно, ток тоже упадет. По мере понижения значений напряжения и тока, будет снижаться их
скорость падения.
Устройство конденсатора. От чего зависит емкость?
Емкость плоского конденсатора зависит от трех основных факторов:
Площадь пластин — A
Расстояние между пластинами – d
Относительная диэлектрическая проницаемость вещества между пластинами — ɛ
Площадь пластин
Чем больше площадь пластин конденсатора, тем больше заряженых частиц могут на них разместится, и тем больше
емкость.
Расстояние между пластинами
Емкость конденсатора обратно пропорциональна расстоянию между пластинами. Для того чтобы объяснить
природу влияния этого фактора, необходимо вспомнить механику взаимодействия зарядов в пространстве
(электростатику).
Если конденсатор не находится в электрической цепи, то на заряженные частицы, расположенные на его пластинах
влияют две силы. Первая — это сила отталкивания между одноименными зарядами соседних частиц на одной
пластине. Вторая – это сила притяжения разноименных зарядов между частицами, находящимися на
противоположных пластинах. Получается, что чем ближе друг к другу находятся пластины, тем больше суммарная
сила притяжения зарядов с противоположным знаком, и тем больше заряда может разместится на одной пластине.
Относительная диэлектрическая проницаемость
Не менее значимым фактором, влияющим на емкость конденсатора, является такое свойство материала между
обкладками как относительная диэлектрическая проницаемость ɛ.
Это безразмерная физическая величина, которая
показывает во сколько раз сила взаимодействия двух свободных зарядов в диэлектрике меньше, чем в вакууме.
Материалы с более высокой диэлектрической проницаемостью позволяют обеспечить большую емкость. Объясняется
это эффектом поляризации – смещением электронов атомов диэлектрика в сторону положительно заряженной
пластины конденсатора.
Поляризация создает внутренне электрическое поле диэлектрика, которое ослабляет общую разность потенциала
(напряжения) конденсатора. Напряжение U препятствует притоку заряда Q на конденсатор. Следовательно,
понижение напряжения способствует размещению на конденсаторе большего количества электрического заряда.
Ниже приведены примеры значений диэлектрической проницаемости для некоторых изоляционных материалов,
используемых в конденсаторах.
Воздух – 1.0005
Бумага – от 2.5 до 3.5
Стекло – от 3 до 10
Слюда – от 5 до 7
Порошки оксидов металлов – от 6 до 20
Номинальное напряжение
Второй по значимости характеристикой после емкости является максимальное номинальное напряжение
конденсатора.
Данный параметр обозначает максимальное напряжение, которое может выдержать конденсатор.
Превышение этого значения приводит к «пробиванию» изолятора между пластинами и короткому замыканию.
Номинальное напряжение зависит от материала изолятора и его толщины (расстояния между обкладками).
Следует отметить, что при работе с переменным напряжением нужно учитывать именно пиковое значение
(наибольшее мгновенное значение напряжения за период). Например, если эффективное напряжение источника
питания будет 50В, то его пиковое значение будет свыше 70В. Соответственно необходимо использовать конденсатор
с номинальным напряжением более 70В. Однако на практике, рекомендуется использовать конденсатор с
номинальным напряжением не менее в два раза превышающим максимально возможное напряжение, которое будет
к нему приложено.
Ток утечки
Также при работе конденсатора учитывается такой параметр как ток утечки. Поскольку в реальной жизни диэлектрик
между пластинами все же пропускает маленький ток, это приводит к потере со временем начального заряда
конденсатора.
Индуктивность
Индуктивность — это способность извлекать энергию из источника и сохранять ее в виде магнитного
поля. Это свойство проводника, предотвращающее резкие изменения текущего через него тока.
Например, если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется. Если ток
в катушке уменьшается, магнитное поле сжимается. Однако сжатие магнитного поля индуцирует в
катушке напряжение, которое поддерживает ток. Таким образом, индуктивность позволяет энергии
сохраняться в виде магнитного поля, зависящего от тока. Когда ток уменьшается, уменьшается и
магнитное поле, возвращая в цепь запасенную энергию.
Единица, которой измеряется индуктивность называется генри (Гн). Она названа в честь
американского физика Джозефа Генри (1797-1878 ). Генри — это такая индуктивность, которая
требуется для индуцирования электродвижущей силы (э.д.с.) в 1 вольт при изменении тока в
проводнике со скоростью 1 ампер в секунду. Генри — большая единица, значительно чаще
используются миллигенри (мГн) и микрогенри (мкГн).
Индуктивность обозначается символом L.
Катушки индуктивности
Катушки индуктивности — это устройства, имеющие определенную индуктивность. Они состоят из провода,
намотанного на сердечник, и классифицируются по материалу сердечника. Сердечник катушки может быть либо
магнитным, либо немагнитным.
Катушки могут иметь как постоянную, так и изменяемую индуктивность. Катушки с переменной индуктивностью
содержат подстроечный сердечник. Максимальная индуктивность регистрируется, когда сердечник полностью
введен в катушку.
Катушки индуктивности с воздушным сердечником, или катушки без сердечника, используются в тех случаях, когда
индуктивность не превышает 5 миллигенри. Они наматываются на керамические или композитные сердечники.
Сердечники из феррита или порошкообразного железа используются для индуктивностей до 200 миллигенри.
Тороидальные сердечники имеют кольцеобразную форму и позволяют получить высокую индуктивность при
малых размерах. Их магнитное поле сосредоточено внутри сердечника.
Экранированные индуктивности заключены в корпус (экран), сделанный из магнитного материала для защиты их
от влияния внешних магнитных полей.
Многослойные катушки индуктивности с железным сердечником используются для получения большой
индуктивности. Индуктивность этих катушек изменяется от 0,1 до 100 генри и зависит от величины тока,
протекающего через катушку. Эти катушки иногда называют дросселями.
Биполярный транзистор презентация, доклад
Презентация на тему Презентация на тему Биполярный транзистор, предмет презентации: Разное. Этот материал содержит 35 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас — поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!
Биполярный транзистор.
Биполярный транзистор — электронный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов.
Транзистор называется биполярный, поскольку в работе прибора одновременно участвуют два типа носителей заряда – электроны и дырки. Этим он отличается от униполярного (полевого) транзистора, в работе которого участвует только один тип носителей заряда.
Принцип работы обоих типов транзисторов похож на работу водяного крана, который регулирует водяной поток, только через транзистор проходит поток электронов. У биполярных транзисторов через прибор проходят два тока — основной «большой» ток, и управляющий «маленький» ток. Мощность основного тока зависит от мощности управляющего. У полевых транзисторов через прибор проходит только один ток, мощность которого зависит от электромагнитного поля. В данной статье рассмотрим подробнее работу биполярного транзистора.
биполярный транзистор принцип работы
Устройство биполярного транзистора.
Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводника и двух PN-переходов.
Различают PNP и NPN транзисторы по типу чередования дырочной и электронной проводимостей. Это похоже на два диода, соединенных лицом к лицу или наоборот.
У биполярного транзистора три контакта (электрода). Контакт, выходящий из центрального слоя, называется база (base). Крайние электроды носят названия коллектор и эмиттер (collector и emitter). Прослойка базы очень тонкая относительно коллектора и эмиттера. В дополнение к этому, области полупроводников по краям транзистора несимметричны. Слой полупроводника со стороны коллектора немного толще, чем со стороны эмиттера. Это необходимо для правильной работы транзистора.
Работа биполярного транзистора.
Рассмотрим физические процессы, происходящие во время работы биполярного транзистора. Для примера возьмем модель NPN. Принцип работы транзистора PNP аналогичен, только полярность напряжения между коллектором и эмиттером будет противоположной.
В веществе P-типа находятся положительно заряженные ионы — дырки. Вещество N-типа насыщено отрицательно заряженными электронами. В транзисторе концентрация электронов в области N значительно превышает концентрацию дырок в области P.
Подключим источник напряжения между коллектором и эмиттером VКЭ (VCE). Под его действием, электроны из верхней N части начнут притягиваться к плюсу и собираться возле коллектора. Однако ток не сможет идти, потому что электрическое поле источника напряжения не достигает эмиттера. Этому мешает толстая прослойка полупроводника коллектора плюс прослойка полупроводника базы.
Теперь подключим напряжение между базой и эмиттером VBE, но значительно ниже чем VCE (для кремниевых транзисторов минимальное необходимое VBE — 0.6V). Поскольку прослойка P очень тонкая, плюс источника напряжения подключенного к базе, сможет «дотянуться» своим электрическим полем до N области эмиттера. Под его действием электроны направятся к базе.
Часть из них начнет заполнять находящиеся там дырки (рекомбинировать). Другая часть не найдет себе свободную дырку, потому что концентрация дырок в базе гораздо ниже концентрации электронов в эмиттере.
В результате центральный слой базы обогащается свободными электронами. Большинство из них направится в сторону коллектора, поскольку там напряжение намного выше. Так же этому способствует очень маленькая толщина центрального слоя. Какая-то часть электронов, хоть гораздо меньшая, все равно потечет в сторону плюса базы.
В итоге мы получаем два тока: маленький — от базы к эмиттеру IBE, и большой — от коллектора к эмиттеру ICE.
Если увеличить напряжение на базе, то в прослойке P соберется еще больше электронов. В результате немного усилится ток базы, и значительно усилится ток коллектора. Таким образом, при небольшом изменении тока базы IB, сильно меняется ток коллектора IС. Так и происходит усиление сигнала в биполярном транзисторе.
Cоотношение тока коллектора IС к току базы IB называется коэффициентом усиления по току. Обозначается β, hfe или h31e, в зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзистором.
β = IC / IB
Классификация полевых транзисторов
По физической структуре и механизму работы полевые транзисторы условно делят на 2 группы. Первую образуют транзисторы с управляющим р-n переходом или переходом металл — полупроводник (барьер Шоттки), вторую — транзисторы с управлением посредством изолированного электрода (затвора), т. н. транзисторы МДП (метал — диэлектрик — полупроводник).
Транзисторы с управляющим p-n переходом
Полевой транзистор с управляющим p-n переходом — это полевой транзистор, затвор которого изолирован (то есть отделён в электрическом отношении) от канала p-n переходом, смещённым в обратном направлении.
Такой транзистор имеет два невыпрямляющих контакта к области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда, и один или два управляющих электронно-дырочных перехода, смещённых в обратном направлении (см.
рис. 1). При изменении обратного напряжения на p-n переходе изменяется его толщина и, следовательно, толщина области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда. Область, толщина и поперечное сечение которой управляется внешним напряжением на управляющем p-n переходе и по которой проходит управляемый ток основных носителей, называют каналом. Электрод, из которого в канал входят основные носители заряда, называют истоком. Электрод, через который из канала уходят основные носители заряда, называют стоком. Электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, называют затвором.
Электропроводность канала может быть как n-, так и p-типа. Поэтому по электропроводности канала различают полевые транзисторы с n-каналом и р-каналом. Все полярности напряжений смещения, подаваемых на электроды транзисторов с n- и с p-каналом, противоположны.
Управление током стока, то есть током от внешнего относительно мощного источника питания в цепи нагрузки, происходит при изменении обратного напряжения на p-n переходе затвора (или на двух p-n переходах одновременно).
В связи с малостью обратных токов мощность, необходимая для управления током стока и потребляемая от источника сигнала в цепи затвора, оказывается ничтожно малой. Поэтому полевой транзистор может обеспечить усиление электромагнитных колебании как по мощности, так и по току и напряжению.
Таким образом, полевой транзистор по принципу действия аналогичен вакуумному триоду. Исток в полевом транзисторе подобен катоду вакуумного триода, затвор — сетке, сток — аноду. Но при этом полевой транзистор существенно отличается от вакуумного триода. Во-первых, для работы полевого транзистора не требуется подогрева катода. Во-вторых, любую из функций истока и стока может выполнять каждый из этих электродов. В-третьих, полевые транзисторы могут быть сделаны как с n-каналом, так и с p-каналом, что позволяет удачно сочетать эти два типа полевых транзисторов в схемах.
От биполярного транзистора полевой транзистор отличается, во-первых, принципом действия: в биполярном транзисторе управление выходным сигналом производится входным током, а в полевом транзисторе — входным напряжением или электрическим полем.
Во-вторых, полевые транзисторы имеют значительно большие входные сопротивления, что связано с обратным смещением p-n-перехода затвора в рассматриваемом типе полевых транзисторов. В-третьих, полевые транзисторы могут обладать низким уровнем шума (особенно на низких частотах), так как в полевых транзисторах не используется явление инжекции неосновных носителей заряда и канал полевого транзистора может быть отделён от поверхности полупроводникового кристалла. Процессы рекомбинации носителей в p-n переходе и в базе биполярного транзистора, а также генерационно-рекомбинационные процессы на поверхности кристалла полупроводника сопровождаются возникновением низкочастотных шумов.
Рис. 1. Устройство полевого транзистора с управляющим p-n переходом
Транзисторы с изолированным затвором (МДП-транзисторы)
Полевой транзистор с изолированным затвором — это полевой транзистор, затвор которого отделён в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика.
В кристалле полупроводника с относительно высоким удельным сопротивлением, который называют подложкой, созданы две сильнолегированные области с противоположным относительно подложки типом проводимости. На эти области нанесены металлические электроды — исток и сток. Расстояние между сильно легированными областями истока и стока может быть меньше микрона. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем (порядка 0,1 мкм) диэлектрика. Так как исходным полупроводником для полевых транзисторов обычно является кремний, то в качестве диэлектрика используется слой двуокиси кремния SiO2, выращенный на поверхности кристалла кремния путём высокотемпературного окисления. На слой диэлектрика нанесён металлический электрод — затвор. Получается структура, состоящая из металла, диэлектрика и полупроводника. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором часто называют МДП-транзисторами.
Входное сопротивление МДП-транзисторов может достигать 1010…1014 Ом (у полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом 107…109), что является преимуществом при построении высокоточных устройств.
Существуют две разновидности МДП-транзисторов: с индуцированным каналом и со встроенным каналом.
В МДП-транзисторах с индуцированным каналом (рис. 2, а) проводящий канал между сильнолегированными областями истока и стока отсутствует и, следовательно, заметный ток стока появляется только при определённой полярности и при определённом значении напряжения на затворе относительно истока, которое называют пороговым напряжением (UЗИпор).
В МДП-транзисторах со встроенным каналом (рис. 2, б) у поверхности полупроводника под затвором при нулевом напряжении на затворе относительно истока существует инверсный слой — канал, который соединяет исток со стоком.
Изображённые на рис. 2 структуры полевых транзисторов с изолированным затвором имеют подложку с электропроводностью n-типа. Поэтому сильнолегированные области под истоком и стоком, а также индуцированный и встроенный канал имеют электропроводность p-типа. Если же аналогичные транзисторы созданы на подложке с электропроводностью p-типа, то канал у них будет иметь электропроводность n-типа.
Источник: http://www.scorcher.ru/art/electronica/electronica3.php
Области применения полевых транзисторов
Значительная часть производимых в настоящий момент полевых транзисторов входит в состав КМОП-структур, которые строятся из полевых транзисторов с каналами разного (p- и n-) типа проводимости и широко используются в цифровых и аналоговых интегральных схемах.
За счёт того, что полевые транзисторы управляются полем (величиной напряжения приложенного к затвору), а не током, протекающим через базу (как в биполярных транзисторах), полевые транзисторы потребляют значительно меньше энергии, что особенно актуально в схемах ждущих и следящих устройств, а также в схемах малого потребления и энергосбережения (реализация спящих режимов).
Выдающиеся примеры устройств, построенных на полевых транзисторах, — наручные кварцевые часы и пульт дистанционного управления для телевизора. За счёт применения КМОП-структур эти устройства могут работать до нескольких лет, потому что практически не потребляют энергии.
Грандиозными темпами развиваются области применения мощных полевых транзисторов. Их применение в радиопередающих устройствах позволяет получить повышенную чистоту спектра излучаемых радиосигналов, уменьшить уровень помех и повысить надежность радиопередатчиков. В силовой электронике ключевые мощные полевые транзисторы успешно заменяют и вытесняют мощные биполярные транзисторы. В силовых преобразователях они позволяют на 1-2 поядка повысить частоту преобразования и резко уменьшить габариты и массу энергетических преобразователей. В устройствах большой мощности используются биполярные транзисторы с полевым управлением (IGBT) успешно вытесняющие тиристоры. В усилителях мощности звуковых частот высшего класса HiFi и HiEnd мощные полевые транзисторы успешно заменяют мощные электронные лампы, обладающие малыми нелинейными и динамическими искажениями.
Полупроводниковый диод
Полупроводниковый диод — самый простой полупроводниковый прибор, состоящий из одного PN перехода.
Основная его функция — это проводить электрический ток в одном направлении, и не пропускать его в обратном. Состоит диод из двух слоев полупроводника типов N и P.
[полупроводниковая модель диода] [обозначение диода на схеме] [расположение катода на диоде]
На стыке соединения P и N образуется PN-переход (PN-junction). Электрод, подключенный к P, называется анод. Электрод, подключенный к N , называется катод. Диод проводит ток в направлении от анода к катоду, и не проводит обратно.
Диод в состоянии покоя
Посмотрим, что происходит внутри PN-перехода, когда полупроводниковый диод находится в состоянии покоя. То есть тогда, когда ни к аноду, ни к катоду не подключено напряжения.
Итак, в части N имеются в наличии свободные электроны – отрицательно заряженные частицы. В части P находятся положительно заряженные ионы – дырки. В результате, в том месте, где есть частицы с зарядами разных знаков, возникает электрическое поле, притягивающее их друг к другу.
Под действием этого поля свободные электроны из части N дрейфуют через PN переход в часть P и заполняют некоторые дырки. В итоге получается очень слабый электрический ток, измеряемый в наноамперах. В результате, плотность вещества в P части повышается и возникает диффузия (стремление вещества к равномерной концентрации), толкающая частицы обратно на сторону N.
Обратное включение диода
Теперь посмотрим, как у полупроводникового диода получается выполнять свою основную функцию – проводить ток только в одном направлении. Подключим источник питания — плюс к катоду, минус к аноду.
В соответствии с силой притяжения, возникшей между зарядами разной полярности, электроны из N начнут движение к плюсу и отдалятся от PN перехода. Аналогично, дырки из P будут притягиваться к минусу, и также отдалятся от PN перехода. В результате, плотность вещества у электродов повышается. В действие приходит диффузия и начинает толкать частицы обратно, стремясь к равномерной плотности вещества.
Как мы видим, в этом состоянии диод не проводит ток. При повышении напряжения, в PN переходе будет все меньше и меньше заряженных частиц.
Прямое включение диода
Меняем полярность источника питания — плюс к аноду, минус к катоду. В таком положении, между зарядами одинаковой полярности возникает сила отталкивания. Отрицательно заряженные электроны отдаляются от минуса и двигаются сторону pn перехода. В свою очередь, положительно заряженные дырки отталкиваются от плюса и направляются навстречу электорнам. PN переход обогащается заряженными частицами с разной полярностью, между которыми возникает электрическое поле – внутреннее электрическое поле PN перехода. Под его действием электроны начинают дрейфовать на сторону P. Часть из них рекомбинируют с дырками (заполняют место в атомах, где не хватает электрона). Остальные электроны устремляются к плюсу батарейки. Через диод пошел ток ID.
Чтобы не возникло путаницы, напомню, что направление тока на электрических схемах обратно направлению потока электронов.
Резистор
Резистор — это самый распространенный электронный компонент, название которого произошло от английского слова «resistor» и от латинского «resisto» — сопротивляюсь. Основным параметром резистора считается сопротивление, которое характеризуется его способностью в препятствии протекания электрического тока. Единицами сопротивления у резисторов являются – Омы (Ω), Килоомы (1000 Ом или 1КΩ) и Мегаомы (1000000 Ом или 1МΩ).
Практически ни одна схема не обходиться без резисторов. С помощью подбора соответствующих величин резисторов и их соединений, происходит нужное распределение электрического тока в цепи.
Характеристики резистора
Кроме предельного сопротивления, резисторы обладают рядом других физиотехнических показателей, которые имеют большое значение в его применении.
Среди основных параметров выделяются такие характеристики резистора, как
сопротивление по номинальному значению и его возможное отклонение,
рассеиваемая мощность,
предельное рабочее напряжение,
максимальная температура,
температурный коэффициент сопротивления,
частотный отклик и шумы.
Основные типы резисторов
По физическому устройству резисторы бывают следующих типов:
углеродные пленочные
углеродные композиционные
металлооксидные
пленочные металлические
проволочные
Температурный коэффициент сопротивления ТКС
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) определяет относительное изменение величины сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 ° по Цельсию. ТКС может быть как положительным, так и отрицательным. Если резистивная пленка имеет относительно большую толщину, то она обладает свойствами объемного тела, сопротивляемость которого с увеличением температуры становится больше. Если же резистивная пленка имеет относительно небольшую толщину, то она состоит как бы из небольших «островков», расположенных отдельно друг от друга, и сопротивление такой пленочной структуры с увеличением температурных значений становится меньше, так как взаимодействие между отдельными «островками» улучшается.
Для непроволочных резисторов, применяемых в радиоэлектронике и телевизионной промышленности, температурный коэффициент сопротивления не больше ±0,04 — 0,2 %, у проволочных деталей -±0,003 — 0,2 %.
Рассеиваемая мощность резистора
Номинальная мощность рассеивания, или рассеиваемая мощность резистора показывает предельно значимую мощность, которую сопротивление может рассеивать при долговременной электрической нагрузке, атмосферном давлении и температуре в нормальных значениях. Непроволочные резисторы подоазделяются на мощность по номиналу от 0,05 до 10 Вт, а сопротивления проволочного типа от 0,2 до150 Вт. На электpосхемах рассеиваемая мощность резистора выделяется условно пунктиром на обозначении сопротивления для мощностей меньше 1 Вт и pимскими цифрами на обозначении сопротивления для мощности больше 1 Вт. Номинальная мощность рассеивания этих деталей должна быть на 20—30 % больше такого показателя, как рабочая рассеиваемая мощность резистора
Максимальное напряжение резистора
Предельное или максимальное напряжение резистора — это предельно возможное напряжение, подведенное к выводам сопротивления, которое не допускает превышения показателей техусловий (ТУ) на параметры электричества.
По- другому, максимальное напряжение резистора – предельно допустимая величина, которая может быть приложена к резистору. Этот показатель выводится для обычных пределов работы детали и напрямую зависит от линейных размеров резистора, шага спиральной нарезки, температурных показателей, давления эксплуатационной среды и давления атмосферы. Чем выше температурные показатели и меньше давление атмосферы, тем больше шансов для пробоя теплового или электрического типа и выхода резистора из строя.
Максимальная температура резистора
Одной из характеристик резистора является такой показатель, как максимальная температура резистора, напрямую зависит от мощности детали. Получается, что при увеличении мощности, которая выделяется в сопротивлении, увеличивается температура резистора, что может привести к его поломке. Во избежание этого, необходимо уменьшить температуру резистора. Это можно достичь укрупнением габаритов сопротивления.. Для всех типов сопротивлений определена максимальная температура резистора, превышение которой чревато выходом детали из строя.
Температурный показатель сопротивления находится в прямой зависимости и от температуры окружающего воздуха. Если этот показатель достигает большого значения, то температурный показатель сопротивления может стать выше максимальной температуры резистора, что крайне нежелательно. Чтобы этого не случилось, нужно снизить мощность, которая выделяется в резисторе.
Частотный отклик резистора
Значение такой характеристики, как частотный отклик резистора, связано с определением значения максимального сопротивления и минимальной ёмкости. При прохождении тока высокой частоты сопротивление стремится к проявлению реактивных свойств в зависимости от конструктивного исполнения – доминируют либо емкостные, либо индуктивные значения.
Если в одно и то же время дискретно уменьшать и значение сопротивления и значение емкости, то можно вызвать быстрый демпфированный частотный отклик резистора, который позволит определить как максимальное сопротивление, так и минимальную емкость.
При этих значениях не возникает колебаний и в то же время достигается мгновенная стабилизация выходного напряжения. Но в теории это рассматривается , как частный случай. На высоких частотах резистор начинает проявлять реактивные свойства в зависимости от конструктивного исполнения — либо преимущественно емкостные, либо индуктивные.
Основные типы резисторов
По физическому устройству резисторы бывают следующих типов:
углеродные пленочные
углеродные композиционные
металлооксидные
пленочные металлические
проволочные
Углеродные пленочные выпускают в виде керамического стержня, который покрыт специальной пленкой кристаллического углерода. Она в свою очередь и является резистивным элементом. Их номинальный диапазон сопротивления от двух до одного МОм, а максимальная мощность от 0,2 до 2 Вт.
Углеродные композиционные являются самыми дешевыми.
Поэтому их стабильность не высока и их сопротивление, как правило, может меняться на пару процентов. Также при протекании тока, через такие резисторы могут возникать шумы. Такое обстоятельство имеет важное значение, особенно в медицинской электронной аппаратуре, так как там часто требуется большое усилие, но с малым уровнем шума
Металлооксидные являются вторым типом пленочных резисторов. В этих резисторах окончательное сопротивление получается за счет нанесения спиральной канавки на керамической основе. За счет этого увеличивается эффективная длина между концами резистора, а также сопротивление. Пленочные металлические используются в транзисторных выходных, так как они имеют сопротивление меньшее, чем 10 Ом, что для этого и необходимо. Эти резисторы рассеивают большую мощность при малых размерах. Это и является самым большим их достоинством. Также он имеет стабильность нагрузки, которая достигает не более ±3%, малый коэффициент сопротивления под напряжением, а также очень малый уровень шумов.
Еще у него температурный коэффициент достигает от 0 до 600-10~6 1/°С.
Проволочные резисторы делаются из безиндуктивной или обычной обмотки. Они применяются тогда, когда нужна большая рассеиваемая мощность или высокая стабильность, так как другие резисторы не могут этого обеспечить. Они рассеивают мощность до 100 Вт, но их сопротивление ограничено до 50 кОм. Температура их поверхности при работе может достигать очень больших размеров, поэтому их нужно располагать так, чтобы могла обеспечиваться вентиляция воздуха и их охлаждение, потому что в противном случае они выйдут из строя.
Конденсатор
Конденсатор – электронный компонент, предназначенный для накопления электрического заряда. Способность конденсатора накапливать электрический заряд зависит от его главной характеристики – емкости. Емкость конденсатора (С) определяется как соотношение количества электрического заряда (Q) к напряжению (U).
емкость конденсатора
Емкость конденсатора измеряется в фарадах (F) – единицах, названых в честь британского ученого физика Майкла Фарадея.
Емкость в один фарад (1F) равняется количеству заряда в один кулон (1C), создающему напряжение на конденсаторе в один вольт (1V). Вспомним, что один кулон (1С) равняется величине заряда, прошедшего через проводник за одну секунду (1sec) при силе тока в один ампер (1A).
Однако кулон, это очень большое количество заряда относительно того, сколько способно хранить большинство конденсаторов. По этой причине, для измерения емкости обычно используют микрофарады (µF или uF), нанофарады (nF) и пикофарады (pF).
1µF = 0.000001 = 10-6 F
1nF = 0.000000001 = 10-9 F
1pF = 0.000000000001 = 10-12 F
Плоский конденсатор
Существует множество типов конденсаторов различной формы и внутреннего устройства. Рассмотрим самый простой и принципиальный — плоский конденсатор. Плоский конденсатор состоит из двух параллельных пластин проводника (обкладок), электрически изолированных друг от друга воздухом, или специальным диэлектрическим материалом (например бумага, стекло или слюда).
Заряд конденсатора. Ток
По своему предназначению конденсатор напоминает батарейку, однако все же он сильно отличается по принципу работы, максимальной емкости, а также скорости зарядки/разрядки.
Рассмотрим принцип работы плоского конденсатора. Если подключить к нему источник питания, на одной пластине проводника начнут собираться отрицательно заряженные частицы в виде электронов, на другой – положительно заряженные частицы в виде ионов. Поскольку между обкладками находиться диэлектрик, заряженные частицы не могут «перескочить» на противоположную сторону конденсатора. Тем не менее, электроны передвигаются от источника питания — до пластины конденсатора. Поэтому в цепи идет электрический ток.
В самом начале включения конденсатора в цепь, на его обкладках больше всего свободного места. Следовательно, начальный ток в этот момент встречает меньше всего сопротивления и является максимальным.
По мере заполнения конденсатора заряженными частицами ток постепенно падает, пока не закончится свободное место на обкладках и ток совсем не прекратится.
Время между состояниями «пустого» конденсатора с максимальным значением тока, и «полного» конденсатора с минимальным значением тока (т.е. его отсутствием), называют переходным периодом заряда конденсатора.
Заряд конденсатора. Напряжение
В самом начале переходного периода зарядки, напряжение между обкладками конденсатора равняется нулю. Как только на обкладках начинают появляться заряженные частицы, между разноименными зарядами возникает напряжение. Причиной этому является диэлектрик между пластинами, который «мешает» стремящимся друг к другу зарядам с противоположным знаком перейти на другую сторону конденсатора.
На начальном этапе зарядки, напряжение быстро растет, потому что большой ток очень быстро увеличивает количество заряженных частиц на обкладках.
Чем больше заряжается конденсатор, тем меньше ток, и тeм медленнее растет напряжение. В конце переходного периода, напряжение на конденсаторе полностью прекратит рост, и будет равняться напряжению на источнике питания.
Как видно на графике, сила тока конденсатора напрямую зависит от изменения напряжения.
Формула для нахождения тока конденсатора во время переходного периода:
Ic — ток конденсатора
C — Емкость конденсатора
ΔVc/Δt – Изменение напряжения на конденсаторе за отрезок времени
Разряд конденсатора
После того как конденсатор зарядился, отключим источник питания и подключим нагрузку R. Так как конденсатор уже заряжен, он сам превратился в источник питания. Нагрузка R образовала проход между пластинами. Отрицательно заряженные электроны, накопленные на одной пластине, согласно силе притяжения между разноименными зарядами, двинутся в сторону положительно заряженных ионов на другой пластине.
Время зарядки и разрядки конденсатора зависит от двух параметров – емкости конденсатора C и общего сопротивления в цепи R. Чем больше емкость конденсатора, тем большее количество заряда должно пройти по цепи, и тем больше времени потребует процесс зарядки/разрядки ( ток определяется как количество заряда, прошедшего по проводнику за единицу времени). Чем больше сопротивление R, тем меньше ток. Соответственно, больше времени потребуется на зарядку.
Продукт RC (сопротивление, умноженное на емкость) формирует временную константу τ (тау). За один τ конденсатор заряжается или разряжается на 63%. За пять τ конденсатор заряжается или разряжается полностью.
В момент подключения R, напряжение на конденсаторе то же, что и после окончания переходного периода зарядки. Начальный ток по закону Ома будет равняться напряжению на обкладках, разделенном на сопротивление нагрузки.
Как только в цепи пойдет ток, конденсатор начнет разряжаться.
По мере потери заряда, напряжение начнет падать. Следовательно, ток тоже упадет. По мере понижения значений напряжения и тока, будет снижаться их скорость падения.
Устройство конденсатора. От чего зависит емкость?
Емкость плоского конденсатора зависит от трех основных факторов:
Площадь пластин — A
Расстояние между пластинами – d
Относительная диэлектрическая проницаемость вещества между пластинами — ɛ
Площадь пластин
Чем больше площадь пластин конденсатора, тем больше заряженых частиц могут на них разместится, и тем больше емкость.
Расстояние между пластинами
Емкость конденсатора обратно пропорциональна расстоянию между пластинами. Для того чтобы объяснить природу влияния этого фактора, необходимо вспомнить механику взаимодействия зарядов в пространстве (электростатику).
Если конденсатор не находится в электрической цепи, то на заряженные частицы, расположенные на его пластинах влияют две силы.
Первая — это сила отталкивания между одноименными зарядами соседних частиц на одной пластине. Вторая – это сила притяжения разноименных зарядов между частицами, находящимися на противоположных пластинах. Получается, что чем ближе друг к другу находятся пластины, тем больше суммарная сила притяжения зарядов с противоположным знаком, и тем больше заряда может разместится на одной пластине.
Относительная диэлектрическая проницаемость
Не менее значимым фактором, влияющим на емкость конденсатора, является такое свойство материала между обкладками как относительная диэлектрическая проницаемость ɛ. Это безразмерная физическая величина, которая показывает во сколько раз сила взаимодействия двух свободных зарядов в диэлектрике меньше, чем в вакууме.
Материалы с более высокой диэлектрической проницаемостью позволяют обеспечить большую емкость. Объясняется это эффектом поляризации – смещением электронов атомов диэлектрика в сторону положительно заряженной пластины конденсатора.
Поляризация создает внутренне электрическое поле диэлектрика, которое ослабляет общую разность потенциала (напряжения) конденсатора. Напряжение U препятствует притоку заряда Q на конденсатор. Следовательно, понижение напряжения способствует размещению на конденсаторе большего количества электрического заряда.
Ниже приведены примеры значений диэлектрической проницаемости для некоторых изоляционных материалов, используемых в конденсаторах.
Воздух – 1.0005
Бумага – от 2.5 до 3.5
Стекло – от 3 до 10
Слюда – от 5 до 7
Порошки оксидов металлов – от 6 до 20
Номинальное напряжение
Второй по значимости характеристикой после емкости является максимальное номинальное напряжение конденсатора. Данный параметр обозначает максимальное напряжение, которое может выдержать конденсатор. Превышение этого значения приводит к «пробиванию» изолятора между пластинами и короткому замыканию.
Номинальное напряжение зависит от материала изолятора и его толщины (расстояния между обкладками).
Следует отметить, что при работе с переменным напряжением нужно учитывать именно пиковое значение (наибольшее мгновенное значение напряжения за период). Например, если эффективное напряжение источника питания будет 50В, то его пиковое значение будет свыше 70В. Соответственно необходимо использовать конденсатор с номинальным напряжением более 70В. Однако на практике, рекомендуется использовать конденсатор с номинальным напряжением не менее в два раза превышающим максимально возможное напряжение, которое будет к нему приложено.
Ток утечки
Также при работе конденсатора учитывается такой параметр как ток утечки. Поскольку в реальной жизни диэлектрик между пластинами все же пропускает маленький ток, это приводит к потере со временем начального заряда конденсатора.
Индуктивность
Индуктивность — это способность извлекать энергию из источника и сохранять ее в виде магнитного поля.
Это свойство проводника, предотвращающее резкие изменения текущего через него тока. Например, если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется. Если ток в катушке уменьшается, магнитное поле сжимается. Однако сжатие магнитного поля индуцирует в катушке напряжение, которое поддерживает ток. Таким образом, индуктивность позволяет энергии сохраняться в виде магнитного поля, зависящего от тока. Когда ток уменьшается, уменьшается и магнитное поле, возвращая в цепь запасенную энергию.
Единица, которой измеряется индуктивность называется генри (Гн). Она названа в честь американского физика Джозефа Генри (1797-1878 ). Генри — это такая индуктивность, которая требуется для индуцирования электродвижущей силы (э.д.с.) в 1 вольт при изменении тока в проводнике со скоростью 1 ампер в секунду. Генри — большая единица, значительно чаще используются миллигенри (мГн) и микрогенри (мкГн). Индуктивность обозначается символом L.
Катушки индуктивности
Катушки индуктивности — это устройства, имеющие определенную индуктивность.
Они состоят из провода, намотанного на сердечник, и классифицируются по материалу сердечника. Сердечник катушки может быть либо магнитным, либо немагнитным.
Катушки могут иметь как постоянную, так и изменяемую индуктивность. Катушки с переменной индуктивностью содержат подстроечный сердечник. Максимальная индуктивность регистрируется, когда сердечник полностью введен в катушку.
Катушки индуктивности с воздушным сердечником, или катушки без сердечника, используются в тех случаях, когда индуктивность не превышает 5 миллигенри. Они наматываются на керамические или композитные сердечники.
Сердечники из феррита или порошкообразного железа используются для индуктивностей до 200 миллигенри.
Тороидальные сердечники имеют кольцеобразную форму и позволяют получить высокую индуктивность при малых размерах. Их магнитное поле сосредоточено внутри сердечника.
Экранированные индуктивности заключены в корпус (экран), сделанный из магнитного материала для защиты их от влияния внешних магнитных полей.
Многослойные катушки индуктивности с железным сердечником используются для получения большой индуктивности. Индуктивность этих катушек изменяется от 0,1 до 100 генри и зависит от величины тока, протекающего через катушку. Эти катушки иногда называют дросселями.
Скачать презентацию
Транзисторпротив резистора: в чем разница?
Смешивание терминов или жаргона распространено в электронике, особенно когда речь идет о транзисторах и резисторах.
Однако проблема заключается не только в том, как мы их назвали. Именно их функции могут сбить с толку новичков. У нас есть полный список всех компонентов печатных плат на нашем веб-сайте. Однако мы подумали, что пришло время дать подробное объяснение различий между этими транзисторами и резисторами, чтобы прояснить любую путаницу.
К концу этого руководства вы должны иметь полное представление о функциях этих компонентов, а также о том, как вы можете использовать их в своем следующем проекте по электронике.
Без лишних слов…
Транзисторы
Транзисторы – одно из самых значительных изобретений прошлого века. Название «транзистор» представляет собой сочетание слов «транзистор против резистора». Это электронный компонент, встречающийся в различных схемах, и мы используем его для усиления или переключения электронных сигналов и электроэнергии. В основном мы используем транзисторы в интегральных схемах. Однако нередко их можно получить для использования во внешней цепи.
На рынке доступно множество различных транзисторов. Каждый транзистор имеет свой электронный символ. Наиболее распространенные типы транзисторов:
- Биполярные транзисторы (BJT)
- Полевые транзисторы (FET)
- Однопереходные транзисторы (UJT)
Как и светодиоды, транзисторы являются полупроводниковыми устройствами. Как таковые, они обычно содержат кремний. Однако небольшой процент может содержать и германий.
Коллекция транзисторов
Хотя существует множество различных типов транзисторов, в этом разделе руководства мы сосредоточимся на транзисторах с биполярным переходом, поскольку они являются одними из наиболее распространенных. Обычно существует два типа биполярных транзисторов — NPN и PNP . Соответственно, каждому типу соответствует свой электронный символ.
Биполярный транзистор n–p–n и p–n–p
Изменение свойств полупроводникового прибора транзистора является первым этапом его изготовления. Мы делаем это, вводя примеси в структуру. Название этого процесса изменения проводимости — легирование . Участки P более положительные в NPN или PNP транзисторе, а участки N более отрицательные.
Из приведенного выше рисунка видно, что каждая часть BJT подключается к терминалу.
На самом деле у каждого терминала есть имя, иллюстрирующее его функцию.
Символ транзистора NPN и PNP
Названия: Излучатель (E) , База (E) и Коллектор (C) . В символе транзистора стрелка всегда является частью соединения эмиттер/база. Вы можете определить тип (NPN или PNP) транзистора по тому, куда указывают стрелки. NPN требует положительного напряжения на базу, а PNP требует отрицательного напряжения. Это связано с тем, что мы присыпаем NPN-транзисторы отрицательным зарядом, а PNP-транзисторы — положительным зарядом.
Легирование включает не только добавление электронов. Это также связано с удалением или отсутствием электронов.
Транзистор и резистор. Функции транзистора Одной из основных функций транзистора является усиление. Он может принимать небольшое напряжение и преобразовывать его в большее. Кроме того, он также может выполнять передачу сопротивления и действовать как простой переключатель.
Следовательно, это делает его очень полезным в промышленных приложениях.
Переключающая часть транзистора находится между коллектором и эмиттером. Изменение напряжения между базой и эмиттером — это то, что активирует или деактивирует переключатель. Например, если входное напряжение равно 0 В, переключатель разомкнется, а выходное напряжение, скорее всего, будет +10 В. Однако, если на вход подается +10 В, переключатель замкнется, эффективное сопротивление будет равно нулю, а на выходе будет 0 В.
Транзистор и резистор — что такое резистор?
синий резисторы в ряду
Резисторы являются одними из самых распространенных электронных компонентов. Мы используем их на различных электронных устройствах. Чтобы понять резисторов , мы должны сначала понять, что такое проводников . Любое вещество, позволяющее электричеству течь через себя, называется проводником . Некоторые материалы проводят электричество лучше, чем другие, например, металлы.
И наоборот, некоторые материалы плохо пропускают электричество. Таким образом, эти материалы будут сопротивляться электрическому потоку и создавать сопротивление. Таким образом, чем выше значение эффективного сопротивления материала, тем меньший ток или электрический заряд будет протекать через него.
Мы используем эти изоляционные или непроводящие материалы для изготовления резисторов. Как правило, резистор представляет собой пассивный компонент с двумя контактами.
Поскольку большинство резисторов пассивны, ориентация, которую мы размещаем в электронной схеме, не влияет на их эффективность.
Резисторы на печатной плате
Короче говоря, резисторы предназначены для сопротивления протеканию тока в электронной цепи. Кроме того, мы также можем использовать их для регулировки интенсивности сигналов и разделения напряжений.
Электрическое сопротивление — это измерение, которое показывает нам, насколько трудно или легко электрический ток может проходить через проводник.
Мы измеряем это начальное сопротивление в том, что мы называем омами.
Таким образом, мы можем понять разницу между транзистором и резистором, взглянув на приведенные выше объяснения. В то время как резисторы и проводники могут быть противоположностями, транзистор и резистор — нет. По сути, транзисторы представляют собой смесь проводников и резисторов.
Но резисторы могут иметь степени сопротивления. На самом деле, некоторые резисторы позволяют регулировать величину сопротивления. Они известны как переменные резисторы. Но чем они отличаются от транзисторов? Мы расскажем об этом в следующем разделе.
В чем разница между переменными резисторами и транзисторами? Транзистор и резистор. Что такое переменный резистор? Основная функция резистора — препятствовать протеканию тока в электронной цепи и создавать падение напряжения. Как следует из названия, переменный резистор может изменять уровень, на котором он препятствует протеканию тока.
Электронный символ переменного резистора представляет собой прямоугольник/прямоугольник с диагональной стрелкой, проходящей через него.
символ переменного транзистора
Переменный транзистор состоит из пути и двух выводов.
Различия между транзистором и переменным резистором по принципу работы?
Переменный резистор
Следует помнить, что резистор является линейным устройством. И наоборот, транзисторы являются нелинейными компонентами. Это может быть очевидным из их функций. Транзистор может выступать как в качестве переключателя (резистора), так и в качестве усилителя. И наоборот, резистор имеет одну основную функцию.
Однако ключевое сходство между переменным резистором и транзистором заключается в том, что сопротивление между током коллектора и током эмиттера является переменным.
Представьте простую схему, состоящую из одной лампочки, батареи и переменного резистора.
Поворачивая регулятор или сдвигая резистор, вы либо увеличиваете, либо уменьшаете интенсивность выходного тока на лампу. Лампа будет либо тускнеть, когда вы увеличиваете сопротивление, либо ярче, когда вы его уменьшаете.
Существует три различных типа переменных резисторов: потенциометр, подстроечный резистор и реостат. В принципе, все они работают одинаково с небольшими отличиями. Чтобы понять ключевые различия между транзисторами и переменными резисторами, нам нужно изучить, где и как мы используем переменные резисторы.
Потенциометр: что это такое и как его использовать?
Значок потенциометра в электронных схемах
Потенциометр представляет собой обычный трехконтактный переменный резистор. Потенциометр имеет три различных точки подключения (клеммы). Они состоят из циферблата или ползунка, который позволяет изменять сопротивление между двумя соединениями.
Точки подключения допускают различные конфигурации.
Например, вы можете подключить свою электронную схему ко второй клемме (вход) и третьей клемме (выход). Это позволит использовать его как обычный переменный резистор. Однако вы можете подключить все три клеммы и использовать потенциометр в качестве делителя напряжения. Мы часто используем потенциометры в схемах как диммеры для светодиодов или других ярких источников света.
Транзистор против резистора – Trimpot: что это такое и как мы его используем?
Тримпот на белом фоне
Вы можете слышать, что кто-то называет потенциометры потенциометрами. Подстроечный резистор — это более сжатая версия потенциометра. Отсюда и его название – тримпот (триммерный потенциометр). Вы также можете называть их предустановленными резисторами. Вам понадобится отвертка, чтобы отрегулировать сопротивление на них, так как они меньше.
Существует несколько различных типов тримпотов с различными вариантами крепления.
Вы также можете получить их в различных регулировочных ориентациях. Например, у вас может быть триммер с ориентацией верхней регулировки с креплением SMD. Кроме того, вы можете найти их как однооборотные, так и многооборотные. Однооборотные подстроечные потенциометры являются наиболее экономичными, а многооборотные подстроечные потенциометры обеспечивают более высокое разрешение.
A Реостат
Реостаты являются наиболее распространенными переменными резисторами. В отличие от потенциометров и тримпотов, они имеют только две клеммы/контакта. Тем не менее, мы используем реостат во многих из тех же приложений. Мы используем его для управления током, тусклыми источниками падающего света или двигателями, подключенными к электрической цепи. Реостаты совсем не похожи на потенциометры. Они несут свои ручки регулировки сбоку.
Транзистор и резистор – типы транзисторов и их применение Транзисторы работают так же, как и переменные резисторы.
Разница в том, что вы можете управлять сопротивлением транзистора, подавая ток. Таким образом, мы часто используем транзисторы в сочетании с подтягивающим резистором или подтягивающим резистором. И наоборот, переменные резисторы требуют ручного аналогового переключения. Тем не менее, некоторые области применения транзисторов включают:
- Фототранзисторы может преобразовывать световые импульсы в цифровые электрические сигналы. Они удобны для систем безопасности, считывателей, инфракрасных детекторов и управления освещением.
- Биполярные переходные транзисторы могут работать как переключатели, фильтры, выпрямители, генераторы и усилители. Таким образом, мы включаем их в сотовые телефоны, телевизоры и радиопередатчики.
- Полевые транзисторы могут усиливать слабые сигналы. Они дешевы в производстве. Мы используем их в испытательном оборудовании, таком как вольтметры и осциллографы.
- Транзисторы Дарлингтона имеют высокий коэффициент усиления по току. Они настолько чувствительны, что могут улавливать ток от маленьких волосков. Поэтому мы используем их в небольших устройствах, таких как микросхемы драйверов и сенсорные кнопки.
- Транзисторы с несколькими эмиттерами — это специальные биполярные транзисторы, которые мы используем в логических элементах И-НЕ.
Они настолько чувствительны, что могут улавливать ток от маленьких волосков. Поэтому мы используем их в небольших устройствах, таких как микросхемы драйверов и сенсорные кнопки.Если вы дошли до этого пункта руководства, вы должны понимать Транзистор и Резистор. Было бы полезно, если бы вы также понимали, чем транзисторы отличаются от переменных транзисторов по функциям и использованию. Мы надеемся, что вы нашли это руководство полезным. Как всегда, спасибо за чтение.
Поставщики беспроводных радиочастот и ресурсы
Веб-сайт RF Wireless World является домом поставщиков и ресурсов RF и Wireless.
На сайте представлены статьи, учебные пособия, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тесты и измерения,
калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.
Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. д. Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. Он также имеет академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и дисциплинам MBA.
Статьи о системах на основе IoT
Система обнаружения падений для пожилых людей на основе IoT : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей.
В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падения IoT.
Подробнее➤
См. также другие статьи о системах на основе IoT:
• Система очистки туалетов AirCraft.
• Система измерения удара при столкновении
• Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей
• Система помощи водителю
• Система умной розничной торговли
• Система мониторинга качества воды
• Система интеллектуальной сети
• Умная система освещения на основе Zigbee
• Умная система парковки на базе Zigbee
• Умная система парковки на базе LoRaWAN.
Радиочастотные беспроводные изделия
Этот раздел статей охватывает статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE/3GPP и т. д. , стандарты. Он также охватывает статьи, связанные с испытаниями и измерениями, посвященные испытаниям на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF/PHY. СМ. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ >>.
Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH была рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Подробнее➤
Основные сведения о повторителях и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов повторителей, используемых в беспроводных технологиях. Подробнее➤
Основы и типы замираний : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные замирания, быстрые замирания и т.
д., используемые в беспроводной связи.
Подробнее➤
Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Подробнее➤
Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи по соседнему каналу, помехи в Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. д. Подробнее➤
Раздел 5G NR
В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (новое радио), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. д.
5G NR Краткий справочный указатель >>
• Мини-слот 5G NR
• Часть полосы пропускания 5G NR
• БАЗОВЫЙ НАБОР 5G NR
• Форматы 5G NR DCI
• 5G NR UCI
• Форматы слотов 5G NR
• IE 5G NR RRC
• 5G NR SSB, SS, PBCH
• 5G NR PRACH
• 5G NR PDCCH
• 5G NR PUCCH
• Опорные сигналы 5G NR
• 5G NR m-Sequence
• Золотая последовательность 5G NR
• 5G NR Zadoff Chu Sequence
• Физический уровень 5G NR
• MAC-уровень 5G NR
• Уровень 5G NR RLC
• Уровень PDCP 5G NR
Руководства по беспроводным технологиям
В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводным сетям.
Он охватывает учебные пособия по таким темам, как
сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS,
GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, беспроводная сеть, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. д.
См. ИНДЕКС УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ >>
Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы, посвященные технологии 5G:
Учебник по основам 5G
Диапазоны частот
учебник по миллиметровым волнам
Рамка волны 5G мм
Зондирование канала миллиметровых волн 5G
4G против 5G
Испытательное оборудование 5G
Архитектура сети 5G
Сетевые интерфейсы 5G NR
звучание канала
Типы каналов
5G FDD против TDD
Нарезка сети 5G NR
Что такое 5G NR
Режимы развертывания 5G NR
Что такое 5G ТФ
В этом учебном пособии GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения,
Типы пакетов GSM, структура кадров GSM или иерархия кадров, логические каналы, физические каналы,
Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM или настройка вызова или процедура включения питания,
Вызов MO, вызов MT, модуляция VAMOS, AMR, MSK, GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы мобильного телефона,
Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Читать дальше.
LTE Tutorial , описывающий архитектуру системы LTE, включая основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он предоставляет ссылку на обзор системы LTE, радиоинтерфейс LTE, терминологию LTE, категории LTE UE, структуру кадра LTE, физический уровень LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, Voice Over LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE advanced.➤Подробнее.
РЧ-технологии Материалы
На этой странице мира беспроводных радиочастот описывается пошаговое проектирование преобразователя частоты на примере повышающего преобразователя частоты 70 МГц в диапазон C.
для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO,
амортизирующие прокладки. ➤Читать дальше.
➤ Проектирование и разработка РЧ приемопередатчика
➤Дизайн радиочастотного фильтра
➤Система VSAT
➤Типы и основы микрополосковых
➤Основы волновода
Секция испытаний и измерений
В этом разделе рассматриваются ресурсы по контролю и измерению, контрольно-измерительное оборудование для тестирования тестируемых устройств на основе
Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.
ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для контрольно-измерительных приборов.
➤ Генерация и анализ сигналов
➤ Измерения физического уровня
➤ Тестирование устройства WiMAX на соответствие
➤ Тест на соответствие Zigbee
➤ Тест на соответствие LTE UE
➤ Тест на соответствие TD-SCDMA
Волоконно-оптические технологии
Волоконно-оптический компонент основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель,
фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д. Эти компоненты используются в оптоволоконной связи.
ИНДЕКС оптических компонентов >>
➤Руководство по оптоволоконной связи
➤APS в SDH
➤Основы SONET
➤ Структура кадра SDH
➤ SONET против SDH
Поставщики беспроводных радиочастот, производители
Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений,
см. ИНДЕКС поставщиков >>.
Поставщики ВЧ-компонентов, включая ВЧ-изолятор, ВЧ-циркулятор, ВЧ-смеситель, ВЧ-усилитель, ВЧ-адаптер, ВЧ-разъем, ВЧ-модулятор, ВЧ-трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, осциллятор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексер, дуплексер, чип-резистор, чип-конденсатор, чип-индуктор, ответвитель, ЭМС, программное обеспечение RF Design, диэлектрический материал, диод и т. д.
Поставщики радиочастотных компонентов >>
➤Базовая станция LTE
➤ РЧ-циркулятор
➤РЧ-изолятор
➤Кристаллический осциллятор
MATLAB, Labview, Embedded Исходные коды
Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW.
Эти коды полезны для новичков в этих языках.
СМОТРИТЕ ИНДЕКС ИСТОЧНИКОВ >>
➤ 3–8 код декодера VHDL
➤Скремблер-дескремблер Код MATLAB
➤32-битный код ALU Verilog
➤ T, D, JK, SR триггер коды labview
*Общая медицинская информация*
Сделайте эти пять простых вещей, чтобы помочь остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: Мойте их часто
2. ЛОКОТЬ: кашляйте в него
3. ЛИЦО: Не прикасайтесь к нему
4. НОГИ: Держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВУЙТЕ: Болен? Оставайтесь дома
Используйте технологию отслеживания контактов >> , следуйте рекомендациям по социальному дистанцированию >> и установить систему наблюдения за данными >> спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таких стран, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19так как это заразное заболевание.
Радиочастотные калькуляторы и преобразователи
Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения.
Они охватывают беспроводные технологии, такие как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. д.
СМ. КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤Калькулятор пропускной способности 5G NR
➤ 5G NR ARFCN и преобразование частоты
➤ Калькулятор скорости передачи данных LoRa
➤ LTE EARFCN для преобразования частоты
➤ Калькулятор антенны Yagi
➤ Калькулятор времени выборки 5G NR
IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии
В разделе, посвященном IoT, рассматриваются беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet,
6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT+, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.
Он также охватывает датчики IoT, компоненты IoT и компании IoT.
См. главную страницу IoT>> и следующие ссылки.
➤РЕЗЬБА
➤EnOcean
➤ Учебник LoRa
➤ Учебник по SIGFOX
➤ WHDI
➤6LoWPAN
➤Зигби RF4CE
➤NFC
➤Лонворкс
➤CEBus
➤УПБ
СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ
Учебники по беспроводным радиочастотам
GSM ТД-СКДМА ваймакс LTE UMTS GPRS CDMA SCADA беспроводная сеть 802.11ac 802.11ad GPS Зигби z-волна Bluetooth СШП Интернет вещей Т&М спутник Антенна РАДАР RFID
Различные типы датчиков
Датчик приближения Датчик присутствия против датчика движения Датчик LVDT и RVDT Датчик положения, смещения и уровня датчик силы и датчик деформации Датчик температуры датчик давления Датчик влажности датчик МЭМС Сенсорный датчик Тактильный датчик Беспроводной датчик Датчик движения Датчик LoRaWAN Световой датчик Ультразвуковой датчик Датчик массового расхода воздуха Инфразвуковой датчик Датчик скорости Датчик дыма Инфракрасный датчик Датчик ЭДС Датчик уровня Активный датчик движения против пассивного датчика движения
Поделиться этой страницей
Перевести эту страницу
СТАТЬИ
Раздел T&M
ТЕРМИНОЛОГИИ
Учебники
Работа и карьера
ПОСТАВЩИКИ
Интернет вещей
Онлайн калькуляторы
исходные коды
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ЗАМЕТКИ
Всемирный веб-сайт T&M
Разница между транзистором и тиристором
Переключателиочень широко используются в электротехнике и электронике. Транзистор и тиристор являются твердотельными устройствами, изготовленными из полупроводникового материала, то есть полупроводникового материала P-типа и N-типа. Они используются для их превосходных и бесшумных операций переключения.
Оба устройства являются трехконтактными (трехштыревыми) устройствами с высокой скоростью переключения, малым весом и минимальными затратами на техническое обслуживание. Их используют вместо электрохимических выключателей. Однако транзистор и тиристор совершенно разные, и каждый из них используется в своих областях применения.
- Связанный пост: Транзистор с биполярным переходом (BJT) — конструкция, работа, типы и применение
Прежде чем перейти к списку различий между транзистором и тиристором, мы сначала обсудим их основы.
Содержание
ТранзисторТранзистор представляет собой полупроводниковый прибор с тремя выводами, используемый для коммутации и усиления сигнала. Это трехслойный полупроводниковый прибор, состоящий из трех полупроводниковых слоев. В качестве слоев используются полупроводники разных типов, т.е. N-типа и P-типа. Следовательно, транзисторы бывают двух типов, то есть транзисторы PNP и NPN. Тип транзистора зависит от его конструкции, а также влияет на тип основных носителей в нем.
На приведенном ниже рисунке показана структура и условное обозначение транзистора.
Три вывода транзистора называются эмиттером, коллектором и базой. В транзисторе 2 p-n перехода. Излучатель и коллектор изготовлены из одного и того же материала. Однако коллектор сильно легирован по сравнению с эмиттером.
Если транзистор правильно смещен (применяя сигнал затвора), он начнет проводить основные носители от одного конца к другому. Тем не менее, стробирующий сигнал является непрерывным и не должен отключаться во время работы.
Транзистор не проводит в отсутствие сигнала затвора.
Транзистор начинает проводить, когда переход база-эмиттер находится в прямом смещении, а переход коллектор-база в обратном смещении.
Транзисторы в основном используются для усиления или усиления слабых сигналов, например, в аудиоусилителях, а также в качестве переключателей и т. д.
Поскольку они используются только для переключения или усиления слабых сигналов, они предназначены для приложений с низким в ваттах. Однако они довольно малы по размеру по сравнению с тиристором.
Похожие сообщения:
- Транзистор PNP? Строительство, работа и применение
- Транзистор NPN? Строительство, работа и применение
Тиристор или SCR представляет собой полупроводниковое устройство с тремя выводами, используемое для переключения. Он также известен как SCR (Silicon Controlled Rectifier), потому что он может преобразовывать переменный ток в однонаправленный постоянный ток, мощность которого можно контролировать.
Это четырехуровневое устройство, то есть PNPN.
На приведенном ниже рисунке показана структура и условное изображение тиристора.
Три вывода тиристоров называются Анод, Катод и Затвор. Есть 3 соединения P-N.
Тиристор представляет собой запирающее устройство, т.е. ему требуется только пусковой импульс на мгновение, чтобы запустить проводимость. Он не остановит проводимость, пока не прекратится поток заряда между анодом и катодом. После этого тиристору потребуется еще один триггерный импульс для возобновления проводимости тока.
Поскольку тиристор не останавливает проводимость при снятии управляющего сигнала, требуется дополнительная схема для отключения тиристора по команде.
Тиристор или тиристор в основном используется для управляемого выпрямления и для управления мощностью, подаваемой на любую нагрузку, например, при диммировании ламп, регуляторах и управлении двигателем.
Тиристоры используются для управления и контроля больших мощностей, поэтому их номинал измеряется в киловаттах.
и они более громоздки по размеру по сравнению с транзистором.
- Связанный пост: Тиристорные и кремниевые выпрямители (SCR) – применение тиристоров
В следующей сравнительной таблице показаны некоторые основные различия между транзистором и тиристором.
| Транзистор | Тиристор |
| Трехслойный полупроводниковый прибор | Это 4-слойный полупроводниковый прибор. |
| Он имеет 3 вывода: эмиттер, базу и коллектор. | Он имеет 3 вывода, т.е. анод, затвор и катод. |
| Может использоваться как для усиления слабых сигналов, так и для переключения. | Он не может усиливать какой-либо сигнал, однако используется только для переключения. |
В зависимости от конструкции он бывает двух типов: PNP и NPN. | Имеет только один тип, основанный на конструкции PNPN. |
| Для проведения требуется непрерывный стробирующий сигнал. | Для запуска проводимости требуется только запускающий импульс на затворе. |
| Транзистор включается и тут же выключается. | Тиристор имеет большое время включения и выключения. |
| Не требует схемы выключения. | Для остановки проводимости по команде требуется дополнительная схема отключения. |
| Выходной ток транзистора пропорционален его входному току. | Его цикл проводимости (питание) зависит от задержки запускающего импульса. |
| Транзистор имеет низкое падение напряжения по сравнению с тиристором. | Имеет большое падение напряжения по сравнению с транзистором. |
| Внутренние потери мощности выше, чем у тиристора. | Внутренние потери мощности меньше, чем у транзистора. |
Транзистор имеет сравнительно низкий КПД. | Обладает сравнительно более высокой эффективностью. |
| Это устройство с управлением по току, которое постоянно зависит от входного сигнала тока. | Это фиксирующее устройство, которому для работы требуется кратковременный пусковой импульс. |
| Они имеют низкую выходную мощность, поэтому имеют низкую номинальную мощность в ваттах. | Они управляют большой мощностью, имеющей номинальную мощность в киловаттах. |
| Они чувствительны и не выдерживают больших импульсных токов. | Тиристорыпредназначены для работы с сильными скачками тока. |
| Имеют малый размер по сравнению с тиристором. | Имеют большие размеры по сравнению с транзисторами. |
| Транзисторы дешевле тиристоров. | Тиристор дороже транзистора. |
| Лучше всего подходит для высокочастотных и маломощных приложений. | Лучше всего подходит для низкочастотных и мощных приложений. |
| Используется для коммутации и усиления сигналов. | Используется для коммутации в основном в выпрямителях и устройствах управления питанием. |
Похожие сообщения:
- Разница между микропроцессором и микроконтроллером
- Разница между микропроцессорами 8085 и 8086 — сравнение
Свойства и характеристики транзисторов и тиристоров
Следующие различные свойства отличают транзисторы и тиристоры, имеющие разные характеристики и области применения.
Конструкция
В зависимости от конструкции тиристор и транзистор отличаются друг от друга. Транзистор изготовлен из трех слоев чередующихся полупроводниковых материалов P-типа и N-типа. Поэтому транзисторы могут быть двух типов PNP и NPN. С другой стороны, тиристор состоит из 4 чередующихся слоев полупроводникового материала P-типа и N-типа. Можно также сказать, что тиристор состоит из двух тесно связанных транзисторов (PNP и NPN).
Терминал
Транзистор и тиристор являются устройствами с тремя выводами, т.е. они являются компонентами с тремя выводами. 3 вывода транзистора коллектор, база и эмиттер. Сигнал на базовой клемме управляет протеканием тока между коллектором и эмиттером.
В тиристоре три вывода: анод, затвор и катод. Импульс на клемме затвора запускает ток между анодом и катодом.
Эксплуатация
Транзистор начинает проводить ток, когда на его базу подается импульс. Однако, чтобы поддерживать его в состоянии проводимости, требуется непрерывная подача базового сигнала.
С другой стороны, тиристору требуется только мгновенный импульс затвора, чтобы зафиксировать устройство в состоянии проводимости.
Номинальное напряжение и ток
Номинальное напряжение и ток транзистора и тиристора зависят от их конструкции. Хотя это одна из многих особенностей, которые различают их. Тиристор обычно предназначен для работы при более высоких номинальных напряжениях и токах по сравнению с транзистором.
Номинальная мощность
Допустимая мощность транзистора отличается от мощности тиристора. Транзисторы имеют сравнительно очень низкую номинальную мощность в ваттах. В то время как тиристоры предназначены для работы и обработки большой мощности в диапазоне киловатт-кВт.
Защита от скачков тока
Транзистор не может справиться с импульсными токами, так как они рассчитаны на низкий ток и могут выдерживать только небольшую скорость изменения тока. С другой стороны, тиристоры рассчитаны на высокие импульсные токи.
Схема коммутации
Как мы знаем, транзистор автоматически отключается и прекращает проводимость, как только снимается базовый сигнал. Но тиристор остается в состоянии проводимости даже после снятия управляющего сигнала.
Следовательно, тиристор требует дополнительной схемы коммутации для отключения тиристора по команде.
Похожие сообщения:
- Разница между процессором и графическим процессором — сравнение
- Разница между аналоговой и цифровой схемой — цифровая и аналоговая
Внутренние потери
Имеются внутренние потери мощности как в транзисторе, так и в тиристоре.
Но потери в транзисторе выше, чем в тиристоре. Поэтому транзисторы имеют низкий КПД по сравнению с тиристорами.
Размер
Схема из транзисторов и тиристоров отличается друг от друга размерами. Транзисторы меньше по размеру, а тиристоры крупнее. Поэтому схема на транзисторе будет более компактной и малогабаритной по сравнению с тиристорной.
Стоимость
Исходя из их стоимости, схема на транзисторах дешевле, чем на тиристоре, потому что транзисторы сравнительно меньше и дешевле.
Скорость переключения
Транзистор может включаться и выключаться очень быстро, имея очень высокую скорость переключения. Поэтому они идеально подходят для высокочастотного применения.
Тиристор не может переключаться так же быстро, как транзистор. У них низкая скорость переключения, поэтому они не подходят для высокочастотных приложений.
Управление питанием
Так как тиристоры предназначены для передачи больших токов при высоких напряжениях.
