Где у транзистора база коллектор эмиттер

Для опыта мы возьмем простой и всеми нами любимый транзистор КТБ:. Соберем знакомую вам схемку:. Для чего я поставил перед базой резистор, читаем здесь. На Bat1 выставляю напряжение в 2,5 вольта. Если подавать более 2,5 Вольт, то лампочка уже ярче гореть не будет. Скажем так, это граница, после которой дальнейшее повышение напряжение на базе не играет никакой роли на силу тока в нагрузке.

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:

• Биполярный транзистор.
• Определение цоколевки и типа транзистора
• 3. ТРАНЗИСТОРЫ
• Транзистор
• Проверка биполярного транзистора мультиметром
• Проверка исправности биполярного транзистора мультиметром
• Как определить выводы транзистора, цоколевка
• Как определить выводы транзистора
• Немного о транзисторах…

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Усиление с помощью p-n-p транзистора

Биполярный транзистор.

Показания низкого сопротивления с черным отрицательным — выводом на базе соответствует N-типу материала в базе PNP транзистора. Эмиттер P-типа соответствует другому концу стрелки перехода база-эмиттер. Коллектор очень похож на эмиттер и так же является материалом P-типа PN-перехода. Здесь я предполагаю использовать мультиметр с единственной функцией измерения сопротивление для проверки PN-переходов. Некоторые мультиметры оснащены двумя отдельными функциями измерения: сопротивление и «проверка диода», каждая служит своей цели.

Разумеется, показания мультиметра будут совершенно противоположными для NPN транзистора, причем оба PN-перехода будут направлены в противоположную сторону. Эта разница прямых напряжений обусловлена несоответствием концентрации легирования между областями эмиттера и коллектора: эмиттер представляет собой кусок полупроводникового материала, гораздо более легированный, чем коллектор, в результате чего его переход с базой создает более высокое прямое падение напряжения.

Зная это, становится возможным определение назначение выводов на немаркированном транзисторе. Это важно, потому что корпуса, к сожалению, не стандартизированы.

Разумеется, все биполярные транзисторы имеют три вывода, но расположение этих трех выводов на реальном физическом корпусе не имеет универсального стандартизированного порядка.

Измерения между парами выводов и запись значений, отображаемых мультиметром, дают ему следующие данные. Единственными комбинациями тестовых измерений, дающих на мультиметре показания, говорящие о проводимости, являются выводы 1 и 3 красный щуп на выводе 1, черный щуп на выводе 3 и выводы 2 и 3 красный щуп на выводе 2, черный щуп на выводе 3. Эти два показания должны указывать на прямое смещения перехода эмиттер-база 0, вольт и перехода коллектор-база 0, вольт.

Теперь мы ищем один провод, общий для обоих показаний проводимости. Это должен быть вывод базы транзистора, поскольку база единственным слоем трехслойного устройства, общего для обоих PN-переходов база-эмиттер и база-коллектор.

В этом примере это провод номер 3, являющийся общим для комбинаций тестовых измерений и Таким образом, это PNP-транзистор с базой на выводе 3, эмиттером на выводе 1 и коллектором на выводе 2, как показано на рисунке ниже. Это довольно частый случай, и, как правило, это часто путает новых студентов.

Единственный способ определить назначение выводов — это проверка мультиметром или чтение технического описания на конкретную модель транзистора. Это также полезно для быстрой проверки работоспособности транзистора. Если техник измерит проводимость между тремя выводами в разных комбинациях, он или она сразу узнает, что транзистор неисправен или что это не биполярный транзистор, а что-то еще — отличная возможность, если на детали нет маркировки для точной идентификации!

Чтобы лучше проиллюстрировать этот парадокс, рассмотрим одну из схем транзисторных ключей, используя для представления транзистора физическую схему как показано на рисунке ниже , а не условное обозначение. Так легче будет видеть два PN-перехода. Диагональная стрелка серого цвета показывает направление потока электронов через переход эмиттер-база. Эта часть имеет смысл, так как электроны протекают от эмиттера N-типа к базе P-типа, очевидно прямое смещение перехода.

Однако с переходом база-коллектор совсем другое дело.

Обратите внимание, как толстая стрелка серого цвета указывает в направлении потока электронов вверх от базы к коллектору. С базой из материала P-типа и коллектором из материала N-типа, это направление потока электронов явно указывает на направление, противоположное тому, с каким ассоциируется PN-переход!

Однако открытый насыщенный транзистор демонстрирует очень малое противодействие электронам на всем пути от эмиттера к коллектору, о чем свидетельствует свечение лампы! Когда я впервые узнал о работе транзистора, я попытался построить свой собственный транзистор из двух диодов, включенных в противоположных направлениях, как показано на рисунке ниже.

Моя схема не работала, и я был озадачен. То, что происходит в транзисторе, заключается в следующем: обратное смещение перехода база-коллектор предотвращает протекание тока коллектора, когда транзистор находится в режиме отсечки закрыт, то есть при отсутствии тока базы.

Это поведение зависит от квантовой физики полупроводниковых переходов и может иметь место только тогда, когда два перехода расположены правильно, и концентрации легирования этих трех слоев распределены правильно.

То, что концентрации легирования играют решающую роль в особых способностях транзистора, еще раз подтверждается тем фактом, что коллектор и эмиттер не являются взаимозаменяемыми.

Если транзистор просто рассматривается как два противоположно направленных PN-перехода или просто как N-P-N или P-N-P сэндвич материалов, может показаться, что любой конец этого сэндвича может служить в качестве коллектора или эмиттера.

Это, однако, неверно. Несмотря на то, что эти оба слоя эмиттер и коллектор биполярного транзистора имеют один и тот же тип легирования либо N, либо P , коллектор и эмиттер определенно не одинаковы! Ток через переход эмиттер-база позволяет протекать току через обратно смещенный переход база-коллектор.

Более конкретно, любая заданная величина тока от эмиттера к базе допускает протекание ограниченной величины тока от базы к коллектору. На каждый электрон, который проходит через переход эмиттер-база и через вывод базы, через переход база-коллектор проходит определенное количество электронов и не более. На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.

Радиоэлектроника Схемотехника Основы электроники и схемотехники Том 3 — Полупроводниковые приборы. Введение в биполярные транзисторы BJT Биполярный транзистор как ключ БТ, BJT Проверка биполярного транзистора мультиметром Активный режим работы биполярного транзистора Усилительный каскад с общим эмиттером Усилительный каскад с общим коллектором Усилительный каскад с общей базой Каскодный усилитель Методы смещения биполярные транзисторы Расчет смещения биполярные транзисторы Подключение входа и выхода биполярные транзисторы Обратная связь биполярные транзисторы Входное и выходное сопротивления усилителя БТ, BJT Токовые зеркала биполярные транзисторы Параметры и корпуса биполярных транзисторов Особенности биполярных транзисторов.

Сообщить об ошибке. Ваше имя. Ваш email для ответа.

Определение цоколевки и типа транзистора

Применяется в электронных устройствах для усиления или генерации электрических колебаний, а также в качестве коммутирующего элемента например, в схемах ТТЛ. К каждому из слоёв подключены проводящие невыпрямляющие контакты [1]. С точки зрения типов проводимостей эмиттерный и коллекторный слои не различимы, но при изготовлении они существенно различаются степенью легирования для улучшения электрических параметров прибора. Коллекторный слой легируется слабо, что повышает допустимое коллекторное напряжение. Кроме того, сильное легирование эмиттерного слоя обеспечивает лучшую инжекцию неосновных носителей в базовый слой, что увеличивает коэффициент передачи по току в схемах с общей базой. Слой базы легируется слабо, так как располагается между эмиттерным и коллекторным слоями и должен иметь большое электрическое сопротивление. Общая площадь перехода база-эмиттер выполняется значительно меньше площади перехода коллектор-база, что увеличивает вероятность захвата неосновных носителей из базового слоя и улучшает коэффициент передачи.

Биполярный транзистор состоит из трех областей: эмиттера, базы и коллектора, на каждую из которых подается напряжение.

3. ТРАНЗИСТОРЫ

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. Как проверить транзистор. Проверку транзисторов приходится делать достаточно часто. Даже если у Вас в руках заведомо новый, не паяный ни разу транзистор , то перед установкой в схему лучше все-таки его проверить. Нередки случаи, когда купленные на радиорынке транзисторы, оказывались негодными, и даже не один единственный экземпляр, а целая партия штук на 50 — Чаще всего это происходит с мощными транзисторами отечественного производства, реже с импортными.

Транзистор

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Квадрокоптер летит токо в верх модель YH 1 ставка. Не взлетает квадрокоптер 1 ставка. Перестал работать Mi band 4 1 ставка.

Приветствую вас дорогие друзья!

Проверка биполярного транзистора мультиметром

В первую очередь, нужно определить вывод базы. При этом смотрим, какую величину сопротивления показывает мультиметр. Затем касаемся плюсовым среднего вывода, а минусовым левого и правого. Продолжаем менять местами щупы до тех пор пока не найдем такое положение щупов, при котором касаясь щупом одного из выводов, а другим двух остальных, мультиметр будет показывать некоторое сопротивление. Например на фотографии видно, что касаясь плюсовым щупом среднего вывода, а минусовым левого и правого, мультиметр показывает сопротивление переходов. Теперь анализируя значение сопротивлений переходов нетрудно определить где у транзистора находится эмиттер.

Проверка исправности биполярного транзистора мультиметром

На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в году тремя учёными — Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли. Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике. Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации частей, обладает компактными размерами. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.

Эмиттер P-типа соответствует другому концу стрелки перехода база- эмиттер. Коллектор очень похож на эмиттер и так же является.

Как определить выводы транзистора, цоколевка

Транзисторы подразделяются на биполярные и полевые. Каждый из этих типов имеет свой принцип работы и конструктивное исполнение, однако, общим для них является наличие полупроводниковых p-n структур. Определение «биполярный» указывает на то, что работа транзистора связана с процессами, в которых принимают участие носители заряда двух типов — электроны и дырки. Транзистором называется полупроводниковый прибор с двумя электронно-дырочными переходами, предназначенный для усиления и генерирования электрических сигналов.

Как определить выводы транзистора

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga. Сегодня хочу рассказать, как проверить исправность транзистора обычным мультиметром. Хотя для этого существуют специальные пробники, и даже в самом мультиметре имеется гнездо для проверки транзисторов, но, на мой взгляд, все они не совсем практичны. Вот чтобы подобрать пару транзисторов с одинаковым коэффициентом усиления h31э пробники вещь даже очень нужная.

Как определить выводы транзистора мультиметром.

Немного о транзисторах…

О компании Реквизиты Сотрудники Вакансии. Информация Сертификаты Вопрос-ответ Справочники. Общие положения Оплата и доставка Гарантия на товар Заказать товар. Биполярные транзисторы: устройство, принцип и режимы работы, схема включения, применение, основные параметры Основной функцией биполярного транзистора БТ является увеличение мощности входного электрического сигнала. Эти полупроводниковые радиокомпоненты появились, как альтернатива электровакуумных триодов, и со временем практически вытеснили их из отрасли. Справедливости ради заметим, что лампы применяются и до сих пор, но в очень и очень узком сегменте аппаратуры специального назначения.

Ключевое преимущество этих элементов состоит в миниатюрности.

Полупроводниковые транзисторы делятся на биполярные и полевые. Первые гораздо более распространены в электронике. Поэтому начнем разбираться с работой биполярного транзистора именно с него.

Режимы работы биполярного транзистора | Основы электроакустики

Режимы работы биполярного транзистора

 

Биполярный транзистор – полупроводниковый элемент с двумя p-n переходами и тремя выводами, который служит для усиления или переключения сигналов. Они бывают p-n-p и n-p-n типа. На рис.7.1, а и б показаны их условные обозначения.

 Рис.7.1. Биполярные  транзисторы  и  их  диодные  эквивалентные   схемы:  а) p-n-p, б) n-p-n транзистор

Транзистор состоит из двух противоположно включенных диодов, которые обладают одним общим p- или n- слоем. Электрод, связанный с ним, называется базой Б. Два других электрода называются эмиттером Э и коллектором К. Диодная эквивалентная схема, приведенная рядом с условным обозначением, поясняет структуру включения переходов транзистора. Хотя эта схема не характеризует полностью функции транзистора, она дает возможность представить действующие в нем обратные и прямые напряжения. Обычно переход эмиттер – база смещен в прямом направлении (открыт), а переход база – коллектор – в обратном (заперт). Поэтому источники напряжения должны быть включены, как показано на рис.7.2.

Рис.7.2. Полярность включения: а) n-p-n, б) p-n-p транзистора 

Транзисторы n-p-n типа подчиняются следующим правилам (для транзисторов p-n-p типа правила сохраняются, но следует учесть, что полярности напряжений должны быть изменены на противоположные):

1. Коллектор имеет более положительный потенциал, чем эмиттер.

2. Цепи база-эмиттер и база-коллектор работают как диоды (рис.7.1). Обычно переход база-эмиттер открыт, а переход база-коллектор смещен в обратном направлении, т.е. приложенное напряжение препятствует протеканию тока через него. Из этого правила следует, что напряжение между базой и эмиттером нельзя увеличивать неограниченно, так как потенциал базы будет превышать потенциал эмиттера более чем на 0,6 – 0,8 В (прямое напряжение диода), при этом возникает очень большой ток. Следовательно, в работающем транзисторе напряжение на базе и эмиттере связаны следующим соотношением: UБ ≈ UЭ+0,6В; (UБ = UЭ + UБЭ).   

3. Каждый транзистор характеризуется максимальными значениями IК, IБ, UКЭ. В случае превышения этих параметров необходимо использовать еще один транзистор. Следует помнить и о предельных значениях других параметров, например рассеиваемой мощности РК, температуры, UБЭ и др.

4. Если правила 1-3 соблюдены, то ток коллектора прямо пропорционален току базы. Соотношение токов коллектора и эмиттера приблизительно равно 

IК = αIЭ,    где α=0,95…0,99 – коэффициент передачи тока эмиттера. Разность между эмиттерным и коллекторным токами в соответствии с первым законом Кирхгофа (и как видно из рис. 7.2, а) представляет собой базовый ток IБ = IЭ – IК.     Ток коллектора зависит от тока базы в соответствии с выражением: IК = βIБ,   где β=α/(1-α) – коэффициент передачи тока базы, β >>1.

Правило 4 определяет основное свойство транзистора: небольшой ток базы управляет большим током коллектора.

Режимы работы транзистора. Каждый переход биполярного транзистора можно включить либо в прямом, либо в обратном направлении. В зависимости от этого различают следующие четыре режима работы транзистора.

Усилительный или активный режим – на эмиттерный переход подано прямое напряжение, а на коллекторный – обратное. Именно этот режим работы транзистора соответствует максимальному значению коэффициента передачи тока эмиттера. Ток коллектора пропорционален току базы, обеспечиваются минимальные искажения усиливаемого сигнала.

Инверсный режим – к коллекторному переходу подведено прямое напряжение, а к эмиттерному – обратное. Инверсный режим приводит к значительному уменьшению коэффициента передачи тока базы транзистора по сравнению с работой транзистора в активном режиме и поэтому на практике используется только в ключевых схемах.

Режим насыщения – оба перехода (эмиттерный и коллекторный) находятся под прямым напряжением. Выходной ток в этом случае не зависит от входного и определяется только параметрами нагрузки. Из-за малого напряжения между выводами коллектора и эмиттера режим насыщения используется для замыкания цепей передачи сигнала.

Режим отсечки – к обоим переходам подведены обратные напряжения. Так как выходной ток транзистора в режиме отсечки практически равен нулю, этот режим используется для размыкания цепей передачи сигналов.

Основным режимом работы биполярных транзисторов в аналоговых устройствах является активный режим. В цифровых схемах транзистор работает в ключевом режиме, т.е. он находится только в режиме отсечки или насыщения, минуя активный режим.

 

 

4.3: Измерительная проверка транзистора (BJT)

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

751

• Tony R. Kuphaldt
• Schweitzer Engineering Laboratories via All About Circuits

Биполярные транзисторы состоят из трехслойного полупроводникового «сэндвича» либо PNP, либо NPN. Таким образом, транзисторы регистрируются как два диода, соединенных встречно-параллельно, при проверке мультиметра с помощью функции «сопротивление» или «проверка диода», как показано на рисунке ниже. Показания низкого сопротивления на базе с черными отрицательными (-) выводами соответствуют материалу N-типа в базе PNP-транзистора. На условном обозначении материал N-типа «указывает» стрелкой перехода база-эмиттер, который является базой для данного примера. Эмиттер P-типа соответствует другому концу стрелки перехода база-эмиттер, эмиттеру. Коллектор очень похож на эмиттер и также представляет собой материал P-типа PN-перехода.

Проверка транзисторного измерителя PNP: (a) прямое BE, B-C, низкое сопротивление; (б) обратный B-E, B-C, сопротивление ∞.

Здесь я предполагаю использование мультиметра только с одной функцией диапазона непрерывности (сопротивления) для проверки PN-переходов. Некоторые мультиметры оснащены двумя отдельными функциями проверки непрерывности: сопротивления и «проверки диодов», каждая из которых имеет свое назначение. Если ваш измеритель имеет специальную функцию «проверки диодов», используйте ее, а не диапазон «сопротивления», и измеритель будет отображать фактическое прямое напряжение PN-перехода, а не только то, проводит ли он ток.

Показания счетчика будут, конечно, прямо противоположными для NPN-транзистора, когда оба PN-перехода обращены в другую сторону. Показания низкого сопротивления с красным (+) выводом на базе — это «противоположное» условие для NPN-транзистора.

Если в этом тесте используется мультиметр с функцией «проверки диодов», будет обнаружено, что переход эмиттер-база имеет несколько большее прямое падение напряжения, чем переход коллектор-база. Эта разница в прямом напряжении связана с разницей в концентрации легирования между областями эмиттера и коллектора транзистора: эмиттер представляет собой гораздо более сильно легированный кусок полупроводникового материала, чем коллектор, в результате чего его соединение с базой создает более высокое прямое напряжение. уронить.

Зная это, становится возможным определить какой провод какой на немаркированном транзисторе. Это важно, поскольку корпуса транзисторов, к сожалению, не стандартизированы. Все биполярные транзисторы, конечно, имеют три провода, но расположение трех проводов на фактическом физическом корпусе не расположено в каком-то универсальном стандартизированном порядке.

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

Неизвестный биполярный транзистор. Какие выводы являются эмиттерными, базовыми и коллекторными? Показания омметра между клеммами.

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

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

Клеммы BJT, идентифицированные омметром.

Обратите внимание, что базовый провод в этом примере , а не средний вывод транзистора, как можно было бы ожидать от трехслойной модели «сэндвич» биполярного транзистора. Это довольно часто имеет место и может сбить с толку новых студентов, изучающих электронику. Единственный способ убедиться в том, какой вывод какой, — это проверить измерительным прибором или обратиться к «паспорту данных» производителя по этому конкретному номеру детали транзистора.

Знание того, что биполярный транзистор ведет себя как два встречно включенных диода при проверке измерителем проводимости, помогает идентифицировать неизвестный транзистор исключительно по показаниям измерителя. Это также полезно для быстрой функциональной проверки транзистора. Если бы технический специалист измерил непрерывность цепи в более чем двух или менее чем в двух из шести комбинаций измерительных проводов, он или она немедленно определил бы, что транзистор неисправен (или что это не биполярный транзистор, а скорее что-то еще — вполне возможная возможность, если для точной идентификации нет номеров деталей!). Однако «двухдиодная» модель транзистора не может объяснить, как и почему он действует как усилительное устройство.

Чтобы лучше проиллюстрировать этот парадокс, давайте рассмотрим одну из схем транзисторного переключателя, используя физическую схему на рисунке ниже, а не условное обозначение для обозначения транзистора. Таким образом, два соединения PN будут лучше видны.

Небольшой ток базы, протекающий в соединении база-эмиттер с прямым смещением, позволяет протекать большому току через соединение база-коллектор с обратным смещением.

Диагональная стрелка серого цвета показывает направление потока электронов через переход эмиттер-база. Эта часть имеет смысл, поскольку электроны текут от эмиттера N-типа к базе P-типа: переход явно смещен в прямом направлении. Однако переход база-коллектор — это совсем другое дело. Обратите внимание, как толстая стрелка серого цвета указывает направление потока электронов (вверх) от базы к коллектору. С основанием из материала P-типа и коллектором из материала N-типа это направление потока электронов явно противоположно направлению, обычно связанному с PN-переходом! Обычный узел PN не допускал бы этого «обратного» направления потока, по крайней мере, без значительного противодействия. Однако насыщенный транзистор показывает очень небольшое сопротивление электронам на всем пути от эмиттера к коллектору, о чем свидетельствует свечение лампы!

Очевидно, что здесь происходит что-то, что не поддается простой «двухдиодной» объяснительной модели биполярного транзистора. Когда я впервые узнал о работе транзистора, я попытался сконструировать собственный транзистор из двух встречно-параллельных диодов, как показано на рисунке ниже.

Пара встречных диодов не работает как транзистор!

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

В транзисторе происходит следующее: обратное смещение перехода база-коллектор предотвращает ток коллектора, когда транзистор находится в режиме отсечки (то есть когда отсутствует ток базы). Если переход база-эмиттер смещен в прямом направлении управляющим сигналом, нормально блокирующее действие перехода база-коллектор отменяется, и ток через коллектор разрешается, несмотря на то, что электроны проходят через этот PN «неправильным путем». узел. Это действие зависит от квантовой физики полупроводниковых переходов и может иметь место только тогда, когда два перехода правильно разнесены, а концентрации легирования трех слоев правильно пропорциональны. Два последовательно соединенных диода не соответствуют этим критериям; верхний диод никогда не может «включиться» при обратном смещении, независимо от того, какой ток проходит через нижний диод в петле основного провода. Подробнее см. Биполярные переходные транзисторы, глава 2.

О том, что концентрации примесей играют решающую роль в особых возможностях транзистора, свидетельствует и тот факт, что коллектор и эмиттер не взаимозаменяемы. Если рассматривать транзистор просто как два встречно-параллельных PN-перехода или просто как простой сэндвич из материалов N-P-N или P-N-P, может показаться, что любой конец транзистора может служить коллектором или эмиттером. Однако это не так. При подключении «назад» в цепи ток база-коллектор не сможет управлять током между коллектором и эмиттером. Несмотря на то, что и эмиттерный, и коллекторный слои биполярного транзистора имеют одинаковое легирование типа (либо N, либо P), коллектор и эмиттер точно не идентичны!

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

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

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

---

Эта страница под названием 4.3: Meter Check of a Transistor (BJT) распространяется в соответствии с лицензией GNU Free Documentation License 1.3 и была создана, изменена и/или курирована Тони Р. Купхалдтом (Все о цепях) через исходный контент, который был отредактировано в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Тони Р. Купхалдт

   Лицензия

   ГНУ ФДЛ

   Версия лицензии

   1,3

2. Теги

   1. источник@https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors

Объяснение урока: Транзисторы | Nagwa

В этом объяснении мы научимся описывать, как транзисторы можно использовать в качестве электрических переключателей в цепях.

Наиболее важным свойством транзистора является то, что он может действовать как переключатель. Точнее, транзистор может сделать небольшое изменение тока, что приведет к гораздо большему изменению тока.

Транзистор содержит три легированные полупроводниковые области.

Легированный полупроводник n-типа состоит из атомной решетки, в которой свободных электронов больше, чем атомов с вакансиями во внешних оболочках.

Легированный полупроводник p-типа состоит из атомной решетки, которая содержит больше атомов с вакансиями во внешних оболочках, чем свободных электронов.

Транзистор можно получить, поместив полупроводник p-типа между двумя полупроводниками n-типа. Транзистор также можно получить, поместив полупроводник n-типа между двумя полупроводниками p-типа.

Эти типы транзисторов показаны на следующем рисунке.

Транзисторы NPN и PNP состоят из трех областей.

При подключении к цепи транзистор имеет соединение с цепью из каждой из своих областей.

Три области транзистора называются

• эмиттером,
• коллектором,
• базой.

База гораздо менее сильно легирована, чем эмиттер.

Цепь, соединяющая эти три области таким образом, называется схемой конфигурации с общим эмиттером. Это показано на следующем рисунке.

Мы видим, что транзистор в схеме является транзистором NPN.

Чтобы в этой цепи был ток, в какой-то части цепи должна быть разность потенциалов. В транзисторной схеме фактически имеется источник разности потенциалов в каждом контуре схемы. Резистор также включен в каждый контур схемы.

Схема со всеми ее компонентами показана на следующем рисунке.

Транзисторная схема также может быть представлена ​​с помощью символа транзисторной схемы. Это показано на следующем рисунке.

Для транзистора PNP символ немного отличается, как показано на следующем рисунке.

Напомним, что приложение разности потенциалов к границе полупроводниковых материалов p-типа и n-типа приводит к прямому или обратному смещению через границу материалов.

Давайте рассмотрим пример с транзисторной схемой.

Пример 1. Определение областей транзистора

NPN-транзистор подключен к двум источникам постоянного тока, как показано на схеме. Две n-области идентичны.

1. Какая из областей транзистора является областью коллектора?
2. Какая из областей транзистора является эмиттерной?

Ответ

Часть 1

Положительная клемма источника, которая подключается как к N, так и к N, подключается к N.

Для NPN-транзистора с общим эмиттером положительная клемма истока, которая подключается как к N, так и к N, соединяется с коллектором.

Следовательно, N является коллектором.

Часть 2

Отрицательная клемма источника, которая подключается как к N, так и к N, подключается к N.

Для NPN-транзистора с общим эмиттером отрицательная клемма источника, которая подключается как к N, так и к N, соединяется с эмиттером.

Следовательно, N является излучателем.

На ток в цепи транзистора влияют смещения на границах базы и прилегающих к ней областях.

На следующем рисунке показано, как материалы p-типа и n-типа в транзисторе NPN реагируют на источники разности потенциалов в цепи. Свободные электроны показаны синими кружками. Вакансии показаны красными кольцами.

На диаграмме показаны четыре важные вещи:

• Базовая область тоньше, чем области коллектора и эмиттера. У настоящего транзистора базовая область очень тонкая по сравнению с другими областями. Разница в толщине намного больше, чем показано на диаграмме.
• Концентрация вакансий в базовой области значительно ниже концентрации свободных электронов в эмиттерной и коллекторной областях.
• Эмиттер смещен в прямом направлении, а коллектор смещен в обратном направлении.
• Отрицательные клеммы обоих источников разности потенциалов имеют одинаковый потенциал.

Токи в разных частях этой цепи зависят от полупроводниковых свойств и размеров областей эмиттера, базы и коллектора.

В схеме направления тока для каждого соединения транзистора следующие:

• Имеется ток вне связи с областью эмиттера. Это можно обозначить 𝐼E.
• В соединении области коллектора присутствует ток. Это можно обозначить как 𝐼C.
• В соединении базовой области присутствует ток. Это можно обозначить как 𝐼B.

Эти токи показаны на следующем рисунке. Также показан поток свободных электронов.

Мы видим, что 𝐼E возникает из-за движения свободных электронов из эмиттера в базовую область.

Свободные электроны, движущиеся от эмиттера к базе, ускоряются прямым смещением на эмиттере по направлению к коллектору. Большинство этих электронов имеют достаточную энергию, чтобы преодолеть эффект обратного смещения на коллекторе и перейти в область коллектора.

Небольшая часть электронов из области эмиттера рекомбинирует с вакансиями в базе. Базовый ток состоит из этих электронов.

Величина 𝐼B по сравнению с 𝐼C зависит от толщины базовой области и от разницы в концентрации легирования эмиттерной и базовой областей.

Существует формула, связывающая токи в транзисторной цепи.

Формула: связь между токами эмиттера, базы и коллектора

Значения тока коллектора 𝐼C, тока эмиттера 𝐼E и тока базы 𝐼B связаны следующим образом: 𝐼=𝐼+𝐼.ECB

Отношение 𝐼C к 𝐼B является важной величиной для транзисторной схемы. Для схемы транзистора с общим эмиттером значение 𝐼B обычно намного меньше, чем 𝐼C. Это связано с тем, что базовая область имеет низкую концентрацию и толщину легирования по сравнению с областью коллектора.

Отношение 𝐼C к 𝐼B можно определить, выразив 𝐼C как долю 𝐼E. Константа пропорциональности между 𝐼C и 𝐼E называется 𝛼. Это означает, что 𝐼=𝐼𝛼.CE

Должно быть поэтому, что 𝐼=𝐼(1−𝛼).BE

Таким образом, отношение 𝐼C к 𝐼B определяется выражением 𝐼𝐼=𝐼𝛼𝐼(1−𝛼)𝐼𝐼=𝛼1−𝛼=𝛽,CBEECB где 𝛽 называется усилением по току схемы.

Формула: Коэффициент усиления по току в соединении с общим эмиттером

Коэффициент усиления по току транзисторной схемы 𝛽 определяется выражением 𝛽=𝐼𝐼,CB где 𝐼C — ток коллектора, а 𝐼B — ток базы.

Величина 𝐼B по сравнению с 𝐼C зависит от толщины базовой области и от разницы в концентрации легирования эмиттерной и базовой областей.

Для цепи, где 𝐼≪𝐼,БК должно быть так, что 𝛼≈1 и, следовательно, 𝛽 — очень большое значение.

На следующем рисунке показана схема транзистора с общим эмиттером с маркировкой различных значений схемы.

Показаны токи 𝐼C, 𝐼E и 𝐼B, а также

• 𝑉CC, разность потенциалов между коллектором и эмиттером,
• 𝑉CE, разность потенциалов между коллектором и эмиттером,
• 𝑉BE, разность потенциалов на базе и эмиттере,
• 𝑅C, сопротивление току коллектора,
• 𝑅B, сопротивление току базы.

Контакт эмиттерной области транзистора находится под нулевым потенциалом по сравнению с 𝑉CC и 𝑉BE.

𝑉BE называется входным потенциалом, а 𝑉CE называется выходным потенциалом.

Давайте рассмотрим пример с токами в цепи транзистора.

Пример 2. Определение токов в цепи транзистора

NPN-транзистор подключен к источнику питания с напряжением 𝑉CC. Источник питания с напряжением 𝑉EB подключен к выводам эмиттера и базы транзистора, как показано на схеме. Есть ток 𝐼=99,5 см мА между 𝑉CC и выводом коллектора, ток 𝐼E между 𝑉EB и выводом эмиттера и ток 𝐼=0,5 БмА между 𝑉EB и выводом базы.

1. Рассчитать 𝐼E.
2. Найдите скорость, с которой свободные электроны, диффундирующие через базовую область, рекомбинируют с дырками. Используйте 1,6 × 10 Кл для заряда электрона. Ответ в экспоненциальном представлении с точностью до одного десятичного знака.

Ответ

Часть 1

Токи в цепи связаны уравнением 𝐼=𝐼+𝐼. ЕЦБ Подставляя значения, указанные в вопросе, видим, что 𝐼=99,5+0,5=100.EmAmAmA

Часть 2

Базовый ток здесь предполагается полностью состоящим из свободных электронов, которые рекомбинируют с дырками в базе. Ток в базовой области равен 0,5 мА, что составляет 5·10 А. Один ампер равен одному кулону в секунду.

Число электронов, 𝑛, рекомбинирующих в секунду для создания этого тока, определяется выражением 𝑛=5×10/1,6×10.CsC

В экспоненциальном представлении с точностью до одного десятичного знака 𝑛 равно 3,1×10 с ⁻¹ .

Давайте рассмотрим пример с коэффициентом усиления по току в транзисторной схеме.

Пример 3. Определение коэффициента усиления по току для транзисторной схемы

NPN-транзистор подключен к источнику питания с напряжением 𝑉CC. Источник питания с напряжением 𝑉EB подключен к выводам эмиттера и базы транзистора, как показано на схеме. Между 𝑉CC и выводом коллектора имеется ток 𝐼=99,5 смА, между 𝑉EB и выводом эмиттера ток 𝐼=100,0EmA, а между 𝑉EB и выводом базы ток 𝐼B.

1. Рассчитать 𝐼B.
2. Коэффициент усиления транзистора по постоянному току равен отношению 𝐼C к 𝐼B. Рассчитайте коэффициент усиления транзистора по постоянному току.

Ответ

Часть 1

Токи в цепи связаны уравнением 𝐼=𝐼+𝐼.ECB

Мы можем сделать 𝐼B предметом этого уравнения, что даст нам 𝐼−𝐼=𝐼.ECB

Подставляя значения, указанные в вопросе, мы видим, что 𝐼=100−99,5=0,5.BmAmAmA

Часть 2

Базовый коэффициент усиления по току, 𝛽, определяется уравнением 𝛽=𝐼𝐼.CB

Подставляя значения, указанные в вопросе, видим, что 99,50,5=199,мА

Из второго закона Кирхгофа видно, что в транзисторной схеме 𝑉=𝑉−𝐼𝑅.CECCCC

Мы знаем, что в такой схеме ток коллектора и ток базы связаны коэффициентом усиления по току согласно соотношению 𝐼=𝛽𝐼.CB

Это означает, что 𝐼C можно изменить, увеличив входной потенциал, так как увеличение 𝑉BE увеличивает 𝐼B.

Мы можем назвать 𝐼B входным током и назвать 𝐼C выходным током.

Для константы 𝛽 отношение 𝐼B к 𝐼C является константой для транзистора. Мы видим, что увеличение входного тока увеличивает выходной ток.

Рассмотрим пример изменения тока в транзисторной схеме.

Пример 4. Связь изменений тока в цепи транзистора

NPN-транзистор подключен к источнику питания с напряжением 𝑉CC. Источник питания с напряжением 𝑉EB подключен к выводам эмиттера и базы транзистора, как показано на схеме. Существует ток 𝐼C между 𝑉CC и выводом коллектора, ток 𝐼E между 𝑉EB и выводом эмиттера и ток 𝐼B между 𝑉EB и выводом базы. Внешнее сопротивление 𝑅C помещается между 𝑉CC и выводом коллектора, а внешнее сопротивление 𝑅B размещается между 𝑉EB и выводом базы. Разность потенциалов на выводах коллектора и эмиттера равна 𝑉CE.

1. Если значение 𝑅B уменьшается, что из следующего наиболее точно описывает влияние на значение 𝐼C?
   1. 𝐼C увеличивается.
   2. 𝐼C уменьшается.
   3. 𝐼C постоянна.
2. Если значение 𝑅B увеличивается, что из следующего наиболее точно описывает влияние на значение 𝐼C?
   1. 𝐼C постоянна.
   2. 𝐼C увеличивается.
   3. 𝐼C уменьшается.

Ответ

Часть 1

Уменьшение 𝑅B увеличивает 𝐼B.

Из уравнения 𝐼=𝛽𝐼,CB мы видим, что для постоянного 𝛽 увеличение 𝐼B будет увеличивать 𝐼C.

Часть 2

Увеличение 𝑅B уменьшает 𝐼B.

Из уравнения 𝐼=𝛽𝐼,CB мы видим, что для постоянного 𝛽 уменьшение 𝐼B будет уменьшать 𝐼C.

Соотношение между входными и выходными значениями тока не является прямо пропорциональным.

Это означает, что значение коэффициента усиления по току на самом деле не постоянно, а приблизительно постоянно для некоторых значений 𝐼B и 𝐼C.

Чтобы показать, как изменение значения 𝐼B соответствует большому изменению 𝐼C, давайте покажем эффект небольшого изменения небольшого числа, используемого для деления гораздо большего числа.

Например, рассмотрим уравнение 𝑛=𝑎𝑏.

Пусть 𝑎=1 и пусть 𝑏=0,002.

Тогда у нас есть 𝑛=10,002=500.

Теперь предположим, что у нас есть значение Δ𝑚=Δ𝑎=−Δ𝑏.

Пусть Δ𝑚 равно 0,001.

Это означает, что 𝑎 увеличивается на 0,001, а 𝑏 уменьшается на 0,001.

Тогда у нас есть 𝑛=1,0010,001=1001.

Мы видим, что изменение 𝑚 на 0,001 увеличило 𝑛 на 501.

Теперь предположим, что мы принимаем Δ𝑚 равным 0,0015.

Тогда у нас есть 𝑛=1,00150,0005=2003.

Мы видим, что изменение 𝑚 на 0,0015 увеличило 𝑛 на 1‎ ‎503.

График зависимости 𝑛 от 𝑚 показывает, насколько большим может быть изменение 𝑛, чем изменение 𝑚.

Мы видим, что этот граф в основном состоит из двух областей. В одном регионе значение 𝑛 приблизительно постоянно при изменении значения 𝑚, а в другом регионе значение 𝑚 приблизительно постоянно при изменении 𝑛. Эти области соответствуют примерно постоянным значениям коэффициента усиления по току для транзистора, когда он работает как закрытый ключ и как открытый ключ.

Мы также можем рассматривать входной и выходной потенциалы вместо входного и выходного тока.

Из уравнения 𝑉=𝑉−𝐼𝑅,CECCCC мы видим, что при максимальном значении 𝐼C получается минимальное значение выходного потенциала.

При уменьшении входного потенциала уменьшаются как входной, так и выходной ток. Выходной ток равен нулю для нулевого входного тока.

При нулевом выходном токе достигается максимальное значение выходного потенциала.

График изменения выходного потенциала транзистора от его входного потенциала показан на следующем рисунке.

Давайте теперь обобщим то, что было изучено в этом объяснителе.

Ключевые моменты

• Транзистор состоит либо из двух полупроводников n-типа по обе стороны от полупроводника p-типа (NPN), либо из двух полупроводников p-типа по обе стороны от полупроводника n-типа (PNP).
• Транзистор имеет выводы коллектора, эмиттера и базы. Для каждой полупроводниковой области имеется одна клемма.
• Транзистор используется в схеме, содержащей два источника разности потенциалов. Источники разности потенциалов смещают в прямом направлении эмиттер и обратное смещение коллектора.
• Токи в различных частях схемы транзистора зависят от полупроводниковых свойств и размеров областей эмиттера, базы и коллектора.