Виды транзисторов

Существуют десятки тысяч транзисторов. Их все можно разделить на несколько типов по характеристикам. Я расскажу какие существуют виды транзисторов и чем они друг от друга отличаются. 

Транзисторы можно разделить на виды по таким характеристикам как: 

• Физическое строение
• Принцип действия
• Мощность
• Полоса пропускания частот
• Коэффициент усиления по току
• и т.д.

Но основными являются четыре: физическая структура транзистора, принцип действия транзистора, мощность и полоса рабочих частот транзистора.

По принципу действия все транзисторы можно разделить на две большие группы: биполярные транзисторы и полевые транзисторы. Различаются они как принципом действия, так и физическим строением. При этом различается как структура транзистора, так и принцип их функционирования. Внешне оба вида выполняют те же функции, но внутри у полевых и биполярных транзисторов всё работает иначе. 

Посмотри на схему выше. Как ты уже заметил, и у биполярных и у полевых транзисторов есть общие характеристики: мощность и частота. Которые могут быть малыми, средними, высокими.

Рассеиваемая мощность транзистора

При это маломощными считаются транзисторы, которые в состоянии рассеять не более 0.3 Вт, транзисторы средней мощности в состоянии рассеять уже от 0.3 Вт до 1.5 Вт. Ну а мощные транзисторы рассеивают более 1.5Вт. 

Полоса пропускания транзистора

Так называют диапазон частот, в которых транзистор сохраняет свои качества как транзистора. На выбор транзистора по частоте сильно влияет тип твоего устройства и с какими частотами сходящих сигналов оно должно уметь работать правильно.

Биполярный транзистор

Я не буду описывать строение транзистора, для этого сущесвуют другие статьи. В этот раз я хочу заострить твоё внимание на том, что в семейсве биполярных транзисторов есть два клана. Этоклан транзисторов со структурой N-P-N и клан со структурой P-N-P. Кроме физ. строения каких либо других различий между ними нет. 

Полевые транзисторы

Полевые транзисторы также как и биполярные можно разделить на транзисторы P- и N-типа. Но помимо этого они делять ещё два вида: MOSFET и JFET. MOSFET — это полевой транзистор с изолированным затвором и JFET — это полевой транзистор с единственным PN-переходом.

Разница между полевым и биполярным транзисторами
Принцип работы	биполярный	полевой
	Управляются током. Для работы требуется подавать начальный ток смещения на базу	Управляются напряжением. Всё что им требуется для работы — это подача напряжения на затвор
	Обладают сравнительно малым входным сопротивлением, поэтому потребляют от больший ток, чем полярные	Обладают высоким входным сопротивлением, что означает практически отсутствующих входной ток транзистора. Позволяет меньше нагружатьисточник питания за счет меньшего потребления тока от источника
Усиление по току	Биполярные транзисторы обладают больее высоким коэфф. усиления.	Коэфф. усиления меньше, чем в биполярном транзисторе.
Размер	Имеют средний и большой размер.	Полевые транзисторы можно производить для повернохстного монтажа. А также использовать в интегральных схемах.
Популярность	Сегодня биполярне транзисторы стали уступать свои позиции перед FET	FET-транзисторы сновятся все более популярны и активно используются в коммерческом ПО.
Стоимость	Биполярные транзисторы дешевы в производстве.	FET, а особенно MOSFET значительно дороже произвести, чем биполярные транзисторы.

 

Вот и всё. Конечно за кадром остались глубокие принципы работы транзисторов. Но сделано это намеренно. О них я расскажу как-нибудь в другой раз. 

Привет, объясните пожалуйста принцип работы транзисторов в процессоре?

Сейчас расскажу как все было))

1. С чего все началось

Первые процессоры были абсолютно не похожи на то, что вы можете видеть, приоткрыв крышку системного блока вашего ПК.

Вместо микросхем в 40-е годы XX века использовались электромеханические реле, дополненные вакуумными лампами. Лампы выполняли роль диода, регулировать состояние которого можно было за счет понижения или повышения напряжения в цепи. Выглядели такие конструкции так: Для работы одного исполинского компьютера нужны были сотни, иногда тысячи процессоров. Но, при этом, вы не смогли бы запустить на таком компьютере даже простенький редактор, как NotePad или TextEdit из штатного набора Windows и macOS. Компьютеру банально не хватило бы мощности.

2. Появление транзисторов

Первые полевые транзисторы появились еще в 1928 году. Но настоящая революция наступила в 1959 году, когда ученый Жан Энри разработал первый кремниевый планарный (плоский) транзистор, который стал основой для монолитных интегральных схем.

3. Как работает транзистор

Итак, задача такого электрического компонента как транзистор заключается в управлении током. Проще говоря, этот немного хитрый переключатель, контролирует подачу электричества.

Основное преимущество транзистора перед обычным переключателем в том, что он не требует присутствия человека. Т.е. управлять током такой элемент способен самостоятельно. К тому же, он работает намного быстрее, чем вы бы самостоятельно включали или отключали электрическую цепь.

Из школьного курса информатики вы, наверняка, помните, что компьютер «понимает» человеческий язык за счет комбинаций всего двух состояний: «включено» и «выключено». В понимании машины это состояние «0» или «1».

Задача компьютера заключается в том, чтобы представить электрический ток в виде чисел.

И если раньше задачу переключения состояний выполняли неповоротливые, громоздкие и малоэффективные электрические реле, то теперь эту рутинную работу взял на себя транзистор.

С начала 60-х транзисторы стали изготавливать из кремния, что позволило не только делать процессоры компактнее, но и существенно повысить их надежность.

4. Так как все-таки работает компьютер?

В зависимости от подаваемого напряжения, транзистор может быть либо открыт, либо закрыт. Если напряжение недостаточное для преодоления потенциального барьера (того самого на стыке p и n пластин) – транзистор будет находится в закрытом состоянии – в состоянии «выключен» или, говоря языком двоичной системы – «0».

При достаточно напряжении транзистор открывается, а мы получаем значение «включен» или «1» в двоичной системе.

Такое состояние, 0 или 1, в компьютерной индустрии назвали «битом».

Т.е. мы получаем главное свойство того самого переключателя, который открыл человечеству путь к компьютерам!

В первом электронном цифровом вычислителе ЭНИАК, а проще говоря – первом компьютере, использовалось около 18 тысяч ламп-триодов. Размер компьютера был сопоставим с теннисным кортом, а его вес составлял 30 тонн.

5. И началась транзисторная гонка

После того, как в 1952 году британский радиотехник Джеффри Дамер предложил размещать простейшие электронные компоненты в монолитном кристалле полупроводника, компьютерная индустрия сделал семимильный шаг вперед.

От интегральных схем, предложенных Дамером, инженеры быстро перешли на микрочипы, в основе которых использовались транзисторы. В свою очередь, нескольких таких чипов уже образовывали сам процессор.

Разумеется, что размеры таких процессоров мало чем схожи с современными. К тому же, вплоть до 1964 года у всех процессоров была одна проблема. Они требовали индивидуального подхода – свой язык программирования для каждого процессора.

А дальше началась гонка техпроцессов. Задачей чипмейкеров стало в производственных масштабах как можно плотнее разместить транзисторы друг возле друга, добившись уменьшенного технологического процесса.

1964 год IBM System/360. Компьютер, совместимый с универсальным программным кодом. Набор инструкций для одной модели процессора мог использоваться и для другой.

70-e годы. Появление первых микропроцессоров. Однокристальный процессор от Intel. Intel 4004 – 10 мкм ТП, 2 300 транзисторов, 740 КГц.

1973 год Intel 4040 и Intel 8008. 3 000 транзисторов, 740 КГц у Intel 4040 и 3 500 транзисторов при 500 кГц у Intel 8008.

1974 год Intel 8080. 6 мкм ТП и 6000 транзисторов. Тактовая частота около 5 000 кГц. Именно этот процессор использовался в компьютере Altair-8800. Отечетсвенная копия Intel 8080 – процессор КР580ВМ80А, разработанный Киевским НИИ микроприборов. 8 бит.

1976 год Intel 8080. 3 мкм ТП и 6500 транзисторов. Тактовая частота 6 МГц. 8 бит.

1976 год Zilog Z80. 3 мкм ТП и 8500 транзисторов. Тактовая частота до 8 МГц. 8 бит.

1978 год Intel 8086. 3 мкм ТП и 29 000 транзисторов. Тактовая частота около 25 МГц. Система команд x86, которая используется и сегодня. 16 бит.

1980 год Intel 80186. 3 мкм ТП и 134 000 транзисторов. Тактовая частота – до 25 МГц. 16 бит.

1982 год Intel 80286. 1,5 мкм ТП и 134 000 транзисторов. Частота – до 12,5 МГц. 16 бит.

1982 год Motorola 68000. 3 мкм и 84 000 транзисторов. Этот процессор использовался в компьютере Apple Lisa.

1985 год Intel 80386. 1,5 мкм тп и 275 000 транзисторов.Частота – до 33 МГц в версии 386SX.

Казалось бы, продолжать список можно было бы до бесконечности, но тут инженеры Intel столкнулись с серьезной проблемой.

6. Закон Мура или как чипмейкерам жить дальше

На дворе конец 80-х. Еще в начале 60-х один из основателей компании Intel Гордон Мур формулировал так называемый «Закон Мура». Звучит он так:

Каждые 24 месяца количество транзисторов, размещенных на кристалле интегральной схемы, удваивается.

Назвать этот закон законом сложно. Вернее будет окрестить его эмпирическим наблюдением. Сопоставив темпы развития технологий, Мур сделал вывод, что может сформироваться подобная тенденция.

Но уже во время разработки четвертого поколения процессоров Intel i486 инженеры столкнулись с тем, что уже достигли потолка производительности и больше не могут разместить большее количество процессоров на той же площади. На тот момент технологии не позволяли этого.

В качестве решения был найден вариант с использованием рядом дополнительных элементов: кэш-памяти;конвейера;встроенного сопроцессора;множителя.

Часть вычислительной нагрузки ложилась на плечи этих четырех узлов. В результате, появление кэш-памяти с одной стороны усложнило конструкцию процессора, с другой – он стал значительно мощнее.

Процессор Intel i486 состоял уже из 1,2 млн транзисторов, а максимальная частота его работы достигла 50 МГц.

В 1995 году к разработке присоединяется компания AMD и выпускает самый быстрый на тот момент i486-совместимый процессор Am5x86 на 32-битной архитектуре. Изготавливался он уже по 350 нанометровому техпроцессу, а количество установленных процессоров достигло 1,6 млн штук. Тактовая частота повысилась до 133 МГц.

Но гнаться за дальнейшим наращиванием количества установленных на кристалле процессоров и развитии уже утопической архитектуры CISC (Complex Instruction Set Computing) чипмейкеры не решились. Вместо этого американский инженер Дэвид Паттерсон предложил оптимизировать работу процессоров, оставив лишь самые необходимые вычислительные инструкции.

Так производители процессоров перешли на платформу RISC (Reduced Instruction Set Computing]. Но и этого оказалось мало.

В 1991 году выходит 64-битный процессор R4000, работающий на частоте 100 МГц. Через три года появляется процессор R8000, а еще через два года – R10000 с тактовой частотой вплоть до 195 МГц. Параллельно развивался рынок SPARC-процессоров, особенностью архитектуры которых стало отсутствие инструкций умножения и деления.

Вместо борьбы за количество транзисторов, производители чипов стали пересматривать архитектуру их работы. Отказ от «ненужных» команд, выполнение инструкций в один такт, наличие регистров общего значения и конвейеризация позволили оперативно наращивать тактовую частоту и мощность процессоров, не извращаясь с количеством транзисторов.

Вот лишь некоторые из появившихся с период с 1980 по 1995 год архитектур: SPARC;ARM;PowerPC;Intel P5;AMD K5;Intel P6.

В их основе лежала платформа RISC, а в некоторых случаях и частичное, совмещенное использование CISC-платформы. Но развитие технологий вновь подталкивало чипмейкеров продолжить наращивание процессоров.

В августе 1999 года на рынок выходе AMD K7 Athlon, изготовленный по 250 нанометровому техпроцессу и включающий 22 млн транзисторов. Позднее планку подняли до 38 млн процессоров. Потом до 250 млн.

Увеличивался технологический процессор, росла тактовая частота. Но, как гласит физика, всему есть предел.

7. Конец транзисторных соревнований близко

В 2007 году Гордон Мур выступил с весьма резким заявлением:

Закон Мура скоро перестанет действовать. Устанавливать неограниченное количество процессоров до бесконечности невозможно. Причина тому — атомарная природа вещества.

Невооруженным глазом заметно, что два ведущих производителям чипов AMD и Intel последние несколько лет явно замедлили темпы развития процессоров. Точность технологического процесса выросла всего до нескольких нанометров, но размещать еще больше процессоров невозможно.

И пока производители полупроводников грозятся запустить многослойные транзисторы, проводя параллель с 3DNand памятью, у упершейся в стену архитектуры x86 еще 30 лет назад появился серьезный конкурент.

8. Что ждет «обычные» процессоры

«Закон Мура» признан недействительным еще с 2016 года. Об этом официально заявил крупнейший производитель процессоров Intel. Удваивать вычислительную мощность на 100% каждые два года чипмейкеры больше не состоянии.

И теперь у производителей процессоров есть несколько малоперспективных вариантов.

Первый вариант – квантовые компьютеры. Попытки построить компьютер, который использует для представления информации частицы, уже были. В мире существует несколько подобных квантовых устройств, но они способны справляться лишь с алгоритмами небольшой сложности.

К тому же, о серийном запуске подобных устройств в ближайшие десятилетия не может идти и речи. Дорого, неэффективно и… медленно!

Да, квантовые компьютеры потребляют намного меньше энергии, чем их современные коллеги, но при этом работать они будут медленнее до тех пор, пока разработчики и производители комплектующих не перейдут на новую технологию.

Второй вариант – процессоры со слоями транзисторов. О данной технологии всерьез задумались и в Intel, и в AMD. Вместо одного слоя транзисторов планируют использовать несколько. Похоже, что в ближайшие годы вполне могут появится процессоры, в которых будут важны не только количество ядер и тактовая частота, но и количество транзисторных слоев.

Решение вполне имеет право на жизнь, и таким образом монополистам удастся доить потребителя еще пару десятков лет, но, в конце концов, технология опять-таки упрется в потолок.

Сегодня же, понимая стремительное развитие ARM-архитектуры, Intel провела негромкий анонс чипов семейства Ice Lake. Процессоры будут изготавливаться по 10-нанометровому технологическому процессу и станут основой для смартфонов, планшетов и мобильных устройств. Но произойдет это в 2019 году.

9. Будущее за ARM

Итак, архитектура x86 появилась в 1978 году и относится к типу платформы CISC. Т.е. сама по себе она предполагает наличие инструкций на все случаи жизни. Универсальность – главный конек x86.

Но, в тоже время, универсальность сыграла с этими процессорами и злую шутку. У x86 есть несколько ключевых недостатков:

сложность команд и откровенная их запутанность;

высокое потребление энергии и выделение теплоты.

За высокую производительность пришлось попрощаться с энергоэффективностью. Более того, над архитектурой x86 сейчас трудятся две компании, которых можно смело отнести к монополистам. Это Intel и AMD. Производить x86-процессоры могут только они, а значит и правят развитием технологий только они.

В тоже время разработкой ARM (Arcon Risk Machine) занимаются сразу несколько компания. Еще в 1985 году в качестве основы для дальнейшего развития архитектуры разработчики выбрали платформу RISC.

В отличие от CISC, RISC предполагает разработку процессора с минимально необходимым количеством команд, но максимальной оптимизацией. Процессоры RISC намного меньше CISC, более энергоэффективны и просты.

Более того, ARM изначально создавался исключительно как конкурент x86. Разработчики ставили задачу построить архитектуру, более эффективную чем x86.

Еще с 40-х годов инженеры понимали, что одной из приоритетных задач остается работа над уменьшением габаритов компьютеров, а, в первую очередь — самих процессоров. Но вряд ли почти 80 лет назад кто-либо мог предположить, что полноценный компьютер будет меньше спичечного коробка.

Обозначения в радиоэлектронике. Условные графические и буквенные обозначения электрорадиоэлементов. Примеры построения обозначений транзисторов

Приветствую вас дорогие друзья! Сегодня речь пойдет о биполярных транзисторах и информация будет полезна прежде всего новичкам. Так что, если вам интересно что такое транзистор, его принцип работы и вообще с чем его едят, то берем стул по удобнее и подходим поближе.

Продолжим, и у нас тут есть содержание, будет удобнее ориентироваться в статье 🙂

Виды транзисторов

Транзисторы бывают в основном двух видов: биполярные транзисторы и полевые транзисторы. Конечно можно было рассмотреть все виды транзисторов в одной статье, но мне не хочется варить кашу у вас в голове. Поэтому в этой статье мы рассмотрим исключительно биполярные транзисторы а о полевых транзисторах я расскажу в одной из следующих статей. Не будем все мешать в одну кучу а уделим внимание каждому, индивидуально.

Биполярный транзистор

Биполярный транзистор это потомок ламповых триодов, тех что стояли в телевизорах 20 -го века. Триоды ушли в небытие и уступили дорогу более функциональным собратьям — транзисторам, а точнее биполярным транзисторам.

Триоды за редким исключением применяют в аппаратуре для меломанов.

Биполярные транзисторы выглядеть могут так.

Как вы можете видеть биполярные транзисторы имеют три вывода и конструктивно они могут выглядеть совершенно по разному. Но на электрических схемах они выглядят простенько и всегда одинаково. И все это графическое великолепие, выглядит как-то так.

Это изображение транзисторов еще называют УГО (Условное графическое обозначение).

Причем биполярные транзисторы могут иметь различный тип проводимости. Есть транзисторы NPN типа и PNP типа.

Отличие n-p-n транзистора от p-n-p транзистора состоит лишь в том что является «переносчиком» электрического заряда (электроны или «дырки»). Т.е. для p-n-p транзистора электроны перемещаются от эмиттера к коллектору и управляются базой. Для n-p-n транзистора электроны идут уже от коллектора к эмиттеру и управляются базой. В итоге приходим к тому, что для того чтобы в схеме заменить транзистор одного типа проводимости на другой достаточно изменить полярность приложенного напряжения. Или тупо поменять полярность источника питания.

У биполярных транзисторов есть три вывода: коллектор, эмиттер и база. Думаю, что по УГО будет сложно запутаться, а вот в реальном транзисторе запутаться проще простого.

Обычно где какой вывод определяют по справочнику, но можно просто . Выводы транзистора звонятся как два диода, соединенные в общей точке (в области базы транзистора).

Слева изображена картинка для транзистора p-n-p типа, при прозвонке создается ощущение (посредством показаний мультиметра), что перед вами два диода которые соединены в одной точке своими катодами. Для транзистора n-p-n типа диоды в точке базы соединены своими анодами. Думаю после экспериментов с мультиметром будет более понятно.

Принцип работы биполярного транзистора

А сейчас мы попробуем разобраться как работает транзистор. Я не буду вдаваться в подробности внутреннего устройства транзисторов так как эта информация только запутывает. Лучше взгляните на этот рисунок.

Это изображение лучше всего объясняет принцип работы транзистора. На этом изображении человек посредством реостата управляет током коллектора. Он смотрит на ток базы, если ток базы растет то человек так же увеличивает ток коллектора с учетом коэффициента усиления транзистора h31Э. Если ток базы падает, то ток коллектора также будет снижаться — человек подкорректирует его посредством реостата.

Эта аналогия не имеет ничего общего с реальной работой транзистора, но она облегчает понимание принципов его работы.

Для транзисторов можно отметить правила, которые призваны помочь облегчить понимание. (Эти правила взяты из книги ).

1. Коллектор имеет более положительный потенциал, чем эмиттер
2. Как я уже говорил цепи база — коллектор и база -эмиттер работают как диоды
3. Каждый транзистор характеризуется предельными значениями, такими как ток коллектора, ток базы и напряжение коллектор-эмиттер.
4. В том случае если правила 1-3 соблюдены то ток коллектора Iк прямо пропорционален току базы Iб. Такое соотношение можно записать в виде формулы.

Из этой формулы можно выразить основное свойство транзистора — небольшой ток базы управляет большим током коллектора.

Коэффициент усиления по току.

Его также обозначают как

Исходы из выше сказанного транзистор может работать в четырех режимах:

1. Режим отсечки транзистора — в этом режиме переход база-эмиттер закрыт, такое может произойти когда напряжение база-эмиттер недостаточное. В результате ток базы отсутствует и следовательно ток коллектора тоже будет отсутствовать.
2. Активный режим транзистора — это нормальный режим работы транзистора. В этом режиме напряжение база-эмиттер достаточное для того, чтобы переход база-эмиттер открылся. Ток базы достаточен и ток коллектора тоже имеется. Ток коллектора равняется току базы умноженному на коэффициент усиления.
3. Режим насыщения транзистора — в этот режим транзистор переходит тогда, когда ток базы становится настолько большим, что мощности источника питания просто не хватает для дальнейшего увеличения тока коллектора. В этом режиме ток коллектора не может увеличиваться вслед за увеличением тока базы.
4. Инверсный режим транзистора — этот режим используется крайне редко. В этом режиме коллектор и эмиттер транзистора меняют местами. В результате таких манипуляций коэффициент усиления транзистора очень сильно страдает. Транзистор изначально проектировался не для того, чтобы он работал в таком особенном режиме.

Для понимания того как работает транзистор нужно рассматривать конкретные схемные примеры, поэтому давайте рассмотрим некоторые из них.

Транзистор в ключевом режиме

Транзистор в ключевом режиме это один из случаев транзисторных схем с общим эмиттером. Схема транзистора в ключевом режиме применяется очень часто. К этой транзисторной схеме прибегают к примеру когда нужно управлять мощной нагрузкой посредством микроконтроллера. Ножка контроллера не способна тянуть мощную нагрузку, а транзистор может. Получается контроллер управляет транзистором, а транзистор мощной нагрузкой. Ну а обо всем по порядку.

Основная суть этого режима заключается в том, что ток базы управляет током коллектора. Причем ток коллектора гораздо больше тока базы. Здесь невооруженным взглядом видно, что происходит усиление сигнала по току. Это усиление осуществляется за счет энергии источника питания.

На рисунке изображена схема работы транзистора в ключевом режиме.

Для транзисторных схем напряжения не играют большой роли, важны лишь токи. Поэтому, если отношение тока коллектора к току базы меньше коэффициента усиления транзистора то все окей.

В этом случае даже если к базе у нас приложено напряжение в 5 вольт а в цепи коллектора 500 вольт, то ничего страшного не произойдет, транзистор будет покорно переключать высоковольтную нагрузку.

Главное чтобы эти напряжения не превышали предельные значения для конкретного транзистора (задается в характеристиках транзистора).

На сколько мы знаем, что значение тока это характеристика нагрузки.

Мы не знаем сопротивления лампочки, но мы знаем рабочий ток лампочки 100 мА. Чтобы транзистор открылся и обеспечил протекание такого тока, нужно подобрать соответствующий ток базы. Ток базы мы можем корректировать меняя номинал базового резистора.

Так как минимальное значение коэффициента усиления транзистора равно 10, то для открытия транзистора ток базы должен стать 10 мА.

Ток который нам нужен известен. Напряжение на базовом резисторе будет Такое значение напряжения на резисторе получилось из-зи того, что на переходе база-эмиттер высаживается 0,6В-0,7В и это надо не забывать учитывать.

В результате мы вполне можем найти сопротивление резистора

Осталось выбрать из ряда резисторов конкретное значение и дело в шляпе.

Теперь вы наверное думаете, что транзисторный ключ будет работать так как нужно? Что когда базовый резистор подключается к +5 В лампочка загорается, когда отключается -лампочка гаснет? Ответ может быть да а может и нет.

Все дело в том, что здесь есть небольшой нюанс.

Лампочка в том случае погаснет, когда потенциал резистора будет равен потенциалу земли. Если же резистор просто отключен от источника напряжения, то здесь не все так однозначно. Напряжение на базовом резисторе может возникнуть чудесным образом в результате наводок или еще какой потусторонней нечисти 🙂

Чтобы такого эффекта не происходило делают следующее. Между базой и эмиттером подключают еще один резистор Rбэ. Этот резистор выбирают номиналом как минимум в 10 раз больше базового резистора Rб (В нашем случае мы взяли резистор 4,3кОм).

Когда база подключена к какому-либо напряжению, то транзистор работает как надо, резистор Rбэ ему не мешает. На этот резистор расходуется лишь малая часть базового тока.

В случае, когда напряжение к базе не приложено, происходит подтяжка базы к потенциалу земли, что избавляет нас от всяческих наводок.

Вот в принципе мы разобрались с работой транзистора в ключевом режиме, причем как вы могли убедиться ключевой режим работы это своего рода усиление сигнала по напряжению. Ведь мы с помощью малого напряжения в 5В управляли напряжением в 12 В.

Эмиттерный повторитель

Эмиттерный повторитель является частным случаем транзисторных схем с общим коллектором.

Отличительной чертой схемы с общим коллектором от схемы с общим эмиттером (вариант с транзисторным ключем) является то, что эта схема не усиливает сигнал по напряжению. Что вошло через базу, то и вышло через эмиттер, с тем же самым напряжением.

Действительно допустим приложили к базе мы 10 вольт, при этом мы знаем что на переходе база-эмиттер высаживается где-то 0,6-0,7В. Выходит что на выходе (на эмиттере, на нагрузке Rн) будет напряжение базы минус 0,6В.

Получилось 9,4В, одним словом почти сколько вошло столько и вышло. Убедились, что по напряжению эта схема нам сигнал не увеличит.

«В чем же смысл тогда таком включении транзистора?»- спросите вы. А вот оказывается эта схема обладает другим очень важным свойством. Схема включения транзистора с общим коллектором усиливает сигнал по мощности. Мощность это произведение тока на напряжение, но так как напряжение не меняется то мощность увеличивается только за счет тока ! Ток в нагрузке складывается из тока базы плюс ток коллектора. Но если сравнивать ток базы и ток коллектора то ток базы очень мал по сравнению с током коллектора. Получается ток нагрузки равен току коллектора. И в результате получилась вот такая формула.

Теперь я думаю понятно в чем суть схемы эмиттерного повторителя, только это еще не все.

Эмиттерный повторитель обладает еще одним очень ценным качеством — высоким входным сопротивлением. Это означает, что эта транзисторная схема почти не потребляет ток входного сигнала и не создает нагрузки для схемы -источника сигнала.

Для понимания принципа работы транзистора этих двух транзисторных схем будет вполне достаточно. А если вы еще поэкспериментируете с паяльником в руках то прозрение просто не заставит себя ждать, ведь теория теорией а практика и личный опыт ценнее в сотни раз!

Где транзисторы купить?

Как и все другие радиокомпоненты транзисторы можно купить в любом ближайшем магазине радиодеталей. Если вы живете где-нибудь на окраине и о подобных магазинах не слышали (как я раньше) то остается последний вариант — заказать транзисторы в интернет- магазине . Я сам частенько заказываю радиодетали через интернет-магазины ведь в обычном оффлайн магазине может чего-нибудь просто не оказаться.

Впрочем если вы собираете устройство чисто для себя то можно не париться а добыть из старой, и так сказать вдохнуть в старый радиокомпонет новую жизнь.

Чтож друзья, а на этом у меня все. Все, что планировал я сегодня вам рассказал. Если остались какие-либо вопросы, то задавайте их в комментариях, если вопросов нет то все равно пишите комментарии, мне всегда важно ваше мнение. Кстати не забывайте, что каждый кто впервые оставит комментарий получит подарок.

Также обязательно подпишитесь на новые статьи, потому что дальше вас ждет много интересного и полезного.

Желаю вам удачи, успехов и солнечного настроения!

С н/п Владимир Васильев

P.S. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок!

Обозначение радиоэлементов. Фото и названия

Обозначение	Название	Фото	Описание
	Заземление	Защитное заземление — обеспечивает защиту людей от поражений электрическим током в электроустановках.
		Батарейка — гальванический элемент в котором происходит преобразование химической энергии в электрическую энергию.
		Солнечная батарея служит для преобразования солнечной энергии в электрическую энергию.
		Вольтметр — измерительный прибор для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях.
		Амперметр — прибор для измерения силы тока, шкалу градуируют в микроамперах или в амперах.
		Выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения отдельных цепей или электрооборудования.
		Тактовая кнопка — коммутационный механизм, замыкающий электрическую цепь пока есть давление на толкатель.
		Лампы накаливания общего назначения, предназначены для внутреннего и наружного освещения.
			Мотор (двигатель) — устройство, преобразующее электроэнергию в механическую работу (вращение).
		Пьезодинамики (пьезоизлучатели) используют в технике для оповещения какого-либо происшествия или события.
		Резистор — пассивный элемент электрических цепей, обладающий определенным значением электрического сопротивления.
		Переменный резистор предназначен для плавного изменения тока, посредством изменения собственного сопротивления.
	Фоторезистор		Фоторезистор – это резистор, электрическое сопротивление которого изменяется под влиянием световых лучей (освещения).
	Термистор		Терморезисторы или термисторы — полупроводниковые резисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.
		Предохранитель — электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения.
		Конденсатор служит для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор быстро заряжается и разряжается.
		Диод обладает различной проводимостью. Назначение диода — проводить электрический ток в одном направлении.
		Светодиод (LED) — полупроводниковый прибор, создающий оптическое излучение при пропускании электричества.
		Фотодиод — приемник оптического излучения, преобразующий свет в электрический заряд за счет процесса в p-n-переходе.
		Тиристор — это полупроводниковый ключ, т.е. прибор, назначение которого состоит в замыкании и размыкании цепи.
		Назначение стабилитрона — стабилизация напряжения на нагрузке, при изменяющемся напряжении во внешней цепи.
		Транзистор — полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления электрического тока и управления им.
		Фототранзистором называют полупроводниковый транзистор, чувствительный к облучающему его световому потоку (освещению).

xn--18-6kcdusowgbt1a4b.xn--p1ai

Начинающим о радиодеталях | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Для того, чтобы собрать схему какие только радиодетали и не понадобятся: резисторы (сопротивления), транзисторы, диоды, конденсаторы и т.п. Из многообразия радиодеталей надо уметь быстро отличить по внешнему виду нужную, расшифровать надпись на её корпусе, определить цоколёвку. Обо всём об этом и пойдёт речь ниже.

Эта деталь практически встречается в каждой схеме радиолюбительских конструкций. Как правило, самый простой конденсатор — это две металлические пластинки (обкладки) и воздух между ними в качестве диэлектрика. Вместо воздуха может быть фарфор, слюда или другой материал, не проводящий ток. Через конденсатор постоянный ток не проходит, а вот переменный ток через конденсатор проходит. Благодаря такому свойству конденсатор ставят там, где нужно отделить постоянный ток от переменного.

У конденсатора основной параметр — это ёмкость.

Единица ёмкости — микрофарада (мкФ) взята за основу в радиолюбительских конструкциях и в промышленной аппаратуре. Но чаще употребляется другая единица — пикофарада (пФ), миллионная доля микрофарады (1 мкф = 1 000 нф = 1 000 000 пф). На схемах вы встретите и ту, и другую единицу. Причем емкость до 9100 пФ включительно указывают на схемах в пикофарадах или нанофарадах (9н1) , а свыше — в микрофарадах. Если, например, рядом с условным обозначением конденсатора написано «27», «510» или «6800», значит, емкость конденсатора соответственно 27, 510, 6800 пФ или n510 (0,51 нф = 510 пф или 6н8 = 6,8 нф = 6800пф). А вот цифры 0,015, 0,25 или 1,0 свидетельствуют о том, что емкость конденсатора составляет соответствующее число микрофарад (0,015 мкф = 15 нф = 15 000 пф).

Типы конденсаторов.

Конденсаторы бывают постоянной и переменной емкости.

У переменных конденсаторов ёмкость изменяется при вращении выступающей наружу оси. При этом одна накладка (подвижная) находит на не подвижную не соприкасаясь с ней, в результате увеличивается ёмкость. Кроме этих двух типов, в наших конструкциях используется еще одна разновидность конденсаторов — подстроечный. Обычно его устанавливают в то или иное устройство для того, чтобы при налаживании точнее подобрать нужную емкость и больше конденсатор не трогать. В любительских конструкциях подстроечный конденсатор нередко используют как переменный — он более дешевле и доступнее.

Конденсаторы отличаются материалом между пластинами и конструкцией. Бывают конденсаторы воздушные, слюдяные, керамические и др. Эта разновидность постоянных конденсаторов — не полярные. Другая разновидность конденсаторов — электролитические (полярные). Такие конденсаторы выпускают большой ёмкости — от десятой доли мкф до несколько десятков мкФ. На схемах для них указывают не только ёмкость, но и максимальное напряжение, на которое их можно использовать. Например, надпись 10,0 x 25 В означает, что конденсатор емкостью 10 мкФ нужно взять на напряжение 25 В.

Для переменных или подстроечных конденсаторов на схеме указывают крайние значения ёмкости, которые получаются, если ось конденсатора повернуть от одного крайнего положения до другого или вращать вкруговую (как у подстроечных конденсаторов). Например, надпись 10 — 240 свидетель­ствует о том, что в одном крайнем положении оси емкость конденсатора составляет 10 пФ, а в другом — 240 пФ. При плавном повороте из одного положения в другое ёмкость конденсатора будет также плавно изменяться от 10 до 240 пФ или обратно — от 240 до 10 пФ.

Надо сказать, что эту деталь, как и конденсатор, можно увидеть во многих самоделках. Представляет собой фарфоровую трубочку (или стержень), на которую снаружи напылена тончайшая пленка металла или сажи (углерода). На малоомных резисторах большой мощности сверху наматывается нихромовая нить. Резистор обладает сопротивлением и используется для того, чтобы установить нужный ток в электрической цепи. Вспомните пример с резервуаром: изменяя диаметр трубы (сопротивление нагрузки), можно получить ту или иную скорость потока воды (электрический ток различной силы). Чем тоньше пленка на фарфоровой трубочке или стержне, тем больше сопротивление току.

Резисторы бывают постоянные и переменные.

Из постоянных чаще всего используют резисторы типа МЛТ (металлизированное лакированное теплостойкое), ВС (влагостойкое сопротивление), УЛМ (углеродистое лакированное малогабаритное), из переменных — СП (сопротивление переменное) и СПО (сопротивление переменное объемное). Внешний вид постоянных резисторов показан на рис. ниже.

Резисторы различают по сопротивлению и мощности. Сопротивление, как Вы уже знаете, измеряют в омах (Ом), килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). Мощность же выражают в ваттах и обозначают эту единицу буквами Вт. Резисторы разной мощности отличаются размерами. Чем больше мощность резистора, тем больше его размеры.

Сопротивление резистора проставляют на схемах рядом с его условным обозначением. Если сопротивление менее 1 кОм, цифрами указывают число ом без единицы измерения. При сопротивлении 1 кОм и более — до 1 МОм указывают число килоом и ставят рядом букву «к». Сопротивление 1 МОм и выше выражают числом мегаом с добавлением буквы «М». Например, если на схеме рядом с обозначением резистора написано 510, значит, сопротивление резистора 510 Ом. Обозначениям 3,6 к и 820 к соответствует сопротивление 3,6 кОм и 820 кОм соответственно. Надпись на схеме 1 М или 4,7 М означает, что используются сопротивления 1 МОм и 4,7 МОм.

В отличие от постоянных резисторов, имеющих два вывода, у переменных резисторов таких выводов три. На схеме указывают сопротивление между крайними выводами переменного резистора. Сопротивление же между средним выводом и крайними изменяется при вращении выступающей наружу оси резистора. Причем, когда ось поворачивают в одну сторону, сопротивление между средним выводом и одним из крайних возрастает, соответственно уменьшаясь между средним выводом и другим крайним. Когда же ось поворачивают обратно, происходит обратное явление. Это свойство переменного резистора используется, например, для регулирования громкости звука в усилителях, приемниках, телевизорах и т.п.

Полупроводниковые приборы.

Их составляет целая группа деталей: диоды, стабилитроны, транзисторы. В каждой детали использован полупроводниковый материал, или проще полупроводник. Что это такое? Все существующие вещества можно условно разделить на три большие группы. Одни из них — медь, железо, алюминий и другие металлы — хорошо проводят электрический ток — это проводники. Древесина, фарфор, пластмасса совсем не проводят ток. Они непроводники, изоляторы (диэлектрики). Полупроводники же занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Такие материалы проводят ток только при определенных условиях.

У диода (см. рис. ниже) два вывода: анод и катод. Если подключить к ним батарею полюсами: плюс — к аноду, минус — к катоду, в направлении от анода к катоду потечет ток. Сопротивление диода в этом направлении небольшое. Если же попытаться переменить полюсы батарей, то есть включить диод «наоборот», то ток через диод не пойдет. В этом направлении диод обладает большим сопротивлением. Если пропустить через диод переменный ток, то на выходе мы получим только одну полуволну — это будет хоть и пульсирующий, но постоянный ток. Если переменный ток подать на четыре диода, включенные мостом, то мы получим уже две положительные полуволны.

Эти полупроводниковые приборы также имеют два вывода: анод и катод. В прямом направлении (от анода к катоду) стабилитрон работает как диод, беспрепятственно пропуская ток. А вот в обратном направлении он вначале не пропускает ток (как и диод), а при увеличении подаваемого на него напряжения вдруг «пробивается» и начинает пропускать ток. Напряжение «пробоя» называют напряжением стабилизации. Оно будет оставаться неизменным даже при значительном увеличении входного напряжения. Благодаря этому свойству стабилитрон находит применение во всех случаях, когда нужно получить стабильное напряжение питания какого-то устройства при колебаниях, например сетевого напряжения.

Из полупроводниковых приборов транзистор (см. рис. ниже) наиболее часто применяется в радиоэлектронике. У него три вывода: база (б), эмиттер (э) и коллектор (к). Транзистор — усилительный прибор. Его условно можно сравнить с таким известным вам устройством, как рупор. Достаточно произнести что-нибудь перед узким отверстием рупора, направив широкое в сторону друга, стоящего в нескольких десятках метров, и голос, усиленный рупором, будет хорошо слышен вдалеке. Если принять узкое отверстие за вход рупора-усилителя, а широкое — за выход, то можно сказать, что выходной сигнал в несколько раз больше входного. Это и есть показатель усилительных способностей рупора, его коэффициент усиления.

Сейчас разнообразие выпускаемых радиодеталей очень богатое, поэтому на рисунках показаны не все их типы.

Но вернемся к транзистору. Если пропустить через участок база — эмиттер слабый ток, он будет усилен транзистором в десятки и даже сотни раз. Усиленный ток потечет через участок коллектор — эмиттер. Если транзистор прозвонить мультиметром база-эмиттер и база-коллектор, то он похож на измерение двух диодов. В зависимости от наибольшего тока, который можно пропускать через коллектор, транзис­торы делятся на маломощные, средней и большой мощности. Кроме того, эти полупроводниковые приборы могут быть структуры р-п-р или n-р-п. Так различаются транзисторы с разным чередованием слоев полупроводниковых материалов (если в диоде два слоя материала, здесь их три). Усиление транзистор не зависит от его структуры.

Литература: Б. С. Иванов, «ЭЛЕКТРОННЫЕ САМОДЕЛКИ»

П О П У Л Я Р Н О Е:

>>

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ:

Популярность: 29 094 просм.

www.mastervintik.ru

РАДИОЭЛЕМЕНТЫ

В данном справочном материале приводится внешний вид, наименование и маркировка основных зарубежных радиодеталей — микросхем различных типов, разъёмов, кварцевых резонаторов, катушек индуктивности и так далее. Информация действительно полезная, так как многие хорошо знакомы с отечественными деталями, но с импортными не очень, а ведь именно они ставятся во все современные схемы. Минимальное знание английсого приветствуется, так как все надписи не по русски. Для удобства детали объединены по группам. На первую букву в описании не обращайте внимания, пример: f_Fuse_5_20Glass — означает предохранитель 5х20 миллиметров стеклянный.

Что касается обозначения всех указанных радиоэлементов на электрических принципиальных схемах — смотрите справочную информацию по этому вопросу в другой статье.

Форум по деталям

Обсудить статью РАДИОЭЛЕМЕНТЫ

radioskot.ru

Графические и буквенные обозначения радиодеталей на схемах

AM	амплитудная модуляция
АПЧ	автоматическая подстройка частоты
АПЧГ	автоматическая подстройка частоты гетеродина
АПЧФ	автоматическая подстройка частоты и фазы
АРУ	автоматическая регулировка усиления
АРЯ	автоматическая регулировка яркости
АС	акустическая система
АФУ	антенно-фидерное устройство
АЦП	аналого-цифровой преобразователь
АЧХ	амплитудно-частотная характеристика
БГИМС	большая гибридная интегральная микросхема
БДУ	беспроводное дистанционное управление
БИС	большая интегральная схема
БОС	блок обработки сигналов
БП	блок питания
БР	блок развертки
БРК	блок радиоканала
БС	блок сведения
БТК	блокинг-трансформатор кадровый
БТС	блокинг-трансформатор строчный
БУ	блок управления
БЦ	блок цветности
БЦИ	блок цветности интегральный (с применением микросхем)
ВД	видеодетектор
ВИМ	время-импульсная модуляция
ВУ	видеоусилитель; входное (выходное) устройство
ВЧ	высокая частота
Г	гетеродин
ГВ	головка воспроизводящая
ГВЧ	генератор высокой частоты
ГВЧ	гипервысокая частота
ГЗ	генератор запуска; головка записывающая
ГИР	гетеродинный индикатор резонанса
ГИС	гибридная интегральная схема
ГКР	генератор кадровой развертки
ГКЧ	генератор качающейся частоты
ГМВ	генератор метровых волн
ГПД	генератор плавного диапазона
ГО	генератор огибающей
ГС	генератор сигналов
ГСР	генератор строчной развертки
гсс	генератор стандартных сигналов
гг	генератор тактовой частоты
ГУ	головка универсальная
ГУН	генератор, управляемый напряжением
Д	детектор
дв	длинные волны
дд	дробный детектор
дн	делитель напряжения
дм	делитель мощности
дмв	дециметровые волны
ДУ	дистанционное управление
ДШПФ	динамический шумопонижающий фильтр
ЕАСС	единая автоматизированная сеть связи
ЕСКД	единая система конструкторской документации
зг	генератор звуковой частоты; задающий генератор
зс	замедляющая система; звуковой сигнал; звукосниматель
ЗЧ	звуковая частота
И	интегратор
икм	импульсно-кодовая модуляция
ИКУ	измеритель квазипикового уровня
имс	интегральная микросхема
ини	измеритель линейных искажений
инч	инфранизкая частота
ион	источник образцового напряжения
ип	источник питания
ичх	измеритель частотных характеристик
к	коммутатор
КБВ	коэффициент бегущей волны
КВ	короткие волны
квч	крайне высокая частота
кзв	канал записи-воспроизведения
КИМ	кодо-импульсная модуляции
кк	катушки кадровые отклоняющей системы
км	кодирующая матрица
кнч	крайне низкая частота
кпд	коэффициент полезного действия
КС	катушки строчные отклоняющей системы
ксв	коэффициент стоячей волны
ксвн	коэффициент стоячей волны напряжения
КТ	контрольная точка
КФ	катушка фокусирующая
ЛБВ	лампа бегущей волны
лз	линия задержки
лов	лампа обратной волны
лпд	лавинно-пролетный диод
лппт	лампово-полупроводниковый телевизор
м	модулятор
MA	магнитная антенна
MB	метровые волны
мдп	структура металл-диэлектрик-полупроводник
МОП	структура металл-окисел-полупроводник
мс	микросхема
МУ	микрофонный усилитель
ни	нелинейные искажения
нч	низкая частота
ОБ	общая база (включение транзистора по схеме с общей базой)
овч	очень высокая частота
ои	общий исток (включение транзистора *по схеме с общим истоком)
ок	общий коллектор (включение транзистора по схеме с обшим коллектором)
онч	очень низкая частота
оос	отрицательная обратная связь
ОС	отклоняющая система
ОУ	операционный усилитель
ОЭ	обший эмиттер (включение транзистора по схеме с общим эмиттером)
ПАВ	поверхностные акустические волны
пдс	приставка двухречевого сопровождения
ПДУ	пульт дистанционного управления
пкн	преобразователь код-напряжение
пнк	преобразователь напряжение-код
пнч	преобразователь напряжение частота
пос	положительная обратная связь
ППУ	помехоподавляющее устройство
пч	промежуточная частота; преобразователь частоты
птк	переключатель телевизионных каналов
птс	полный телевизионный сигнал
ПТУ	промышленная телевизионная установка
ПУ	предварительный усили^егіь
ПУВ	предварительный усилитель воспроизведения
ПУЗ	предварительный усилитель записи
ПФ	полосовой фильтр; пьезофильтр
пх	передаточная характеристика
пцтс	полный цветовой телевизионный сигнал
РЛС	регулятор линейности строк; радиолокационная станция
РП	регистр памяти
РПЧГ	ручная подстройка частоты гетеродина
РРС	регулятор размера строк
PC	регистр сдвиговый; регулятор сведения
РФ	режекторный или заграждающий фильтр
РЭА	радиоэлектронная аппаратура
СБДУ	система беспроводного дистанционного управления
СБИС	сверхбольшая интегральная схема
СВ	средние волны
свп	сенсорный выбор программ
СВЧ	сверхвысокая частота
сг	сигнал-генератор
сдв	сверхдлинные волны
СДУ	светодинамическая установка; система дистанционного управления
СК	селектор каналов
СКВ	селектор каналов всеволновый
ск-д	селектор каналов дециметровых волн
СК-М	селектор каналов метровых волн
СМ	смеситель
енч	сверхнизкая частота
СП	сигнал сетчатого поля
сс	синхросигнал
сси	строчный синхронизирующий импульс
СУ	селектор-усилитель
сч	средняя частота
ТВ	тропосферные радиоволны; телевидение
твс	трансформатор выходной строчный
твз	трансформатор выходной канала звука
твк	трансформатор выходной кадровый
ТИТ	телевизионная испытательная таблица
ТКЕ	температурный коэффициент емкости
тки	температурный коэффициент индуктивности
ткмп	температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости
ткнс	температурный коэффициент напряжения стабилизации
ткс	температурный коэффициент сопротивления
тс	трансформатор сетевой
тц	телевизионный центр
тцп	таблица цветных полос
ТУ	технические условия
У	усилитель
УВ	усилитель воспроизведения
УВС	усилитель видеосигнала
УВХ	устройство выборки-хранения
УВЧ	усилитель сигналов высокой частоты
УВЧ	ультравысокая частота
УЗ	усилитель записи
УЗЧ	усилитель сигналов звуковой частоты
УКВ	ультракороткие волны
УЛПТ	унифицированный ламповополупроводниковый телевизор
УЛЛЦТ	унифицированный лампово полупроводниковый цветной телевизор
УЛТ	унифицированный ламповый телевизор
УМЗЧ	усилитель мощности сигналов звуковой частоты
УНТ	унифицированный телевизор
УНЧ	усилитель сигналов низкой частоты
УНУ	управляемый напряжением усилитель.
УПТ	усилитель постоянного тока; унифицированный полупроводниковый телевизор
УПЧ	усилитель сигналов промежуточной частоты
УПЧЗ	усилитель сигналов промежуточной частоты звук?
УПЧИ	усилитель сигналов промежуточной частоты изображения
УРЧ	усилитель сигналов радиочастоты
УС	устройство сопряжения; устройство сравнения
УСВЧ	усилитель сигналов сверхвысокой частоты
УСС	усилитель строчных синхроимпульсов
УСУ	универсальное сенсорное устройство
УУ	устройство (узел) управления
УЭ	ускоряющий (управляющий) электрод
УЭИТ	универсальная электронная испытательная таблица
ФАПЧ	фазовая автоматическая подстройка частоты
ФВЧ	фильтр верхних частот
ФД	фазовый детектор; фотодиод
ФИМ	фазо-импульсная модуляция
ФМ	фазовая модуляция
ФНЧ	фильтр низких частот
ФПЧ	фильтр промежуточной частоты
ФПЧЗ	фильтр промежуточной частоты звука
ФПЧИ	фильтр промежуточной частоты изображения
ФСИ	фильтр сосредоточенной избирательности
ФСС	фильтр сосредоточенной селекции
ФТ	фототранзистор
ФЧХ	фазо-частотная характеристика
ЦАП	цифро-аналоговый преобразователь
ЦВМ	цифровая вычислительная машина
ЦМУ	цветомузыкальная установка
ЦТ	центральное телевидение
ЧД	частотный детектор
ЧИМ	частотно-импульсная модуляция
чм	частотная модуляция
шим	широтно-импульсная модуляция
шс	шумовой сигнал
эв	электрон-вольт (е В)
ЭВМ.	электронная вычислительная машина
эдс	электродвижущая сила
эк	электронный коммутатор
ЭЛТ	электронно-лучевая трубка
ЭМИ	электронный музыкальный инструмент
эмос	электромеханическая обратная связь
ЭМФ	электромеханический фильтр
ЭПУ	электропроигрывающее устройство
ЭЦВМ	электронная цифровая вычислительная машина

www.radioelementy.ru

Радиодетали — это… Что такое Радиодетали?

Радиодетали Обозначение радиодеталей на схемах

Радиодетали — просторечное название электронных компонентов, применяемых для изготовления устройств (приборов) цифровой и аналоговой электроники.

На появление названия повлиял тот исторический факт, что в начале XX века первым повсеместно распространнёным, и при этом технически сложным для неспециалиста электронным устройством, стало радио. Изначально термин радиодетали означал электронные компоненты, применяемые для производства радиоприёмников; затем обиходное, с некоторой долей иронии, название распространилось и на остальные радиоэлектронные компоненты и устройства, уже не имеющие прямой связи с радио.

Классификация

Электронные компоненты делятся, по способу действия в электрической цепи, на активные и пассивные.

Пассивные

Базовыми элементами, имеющиеся практически во всех электронных схемах радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), являются:

С использованием электромагнитной индукции

На базе электромагнитов:

Кроме того, для создания цепи используются всевозможные соединители и разъединители цепи — ключи; для защиты от перенапряжения и короткого замыкания — предохранители; для восприятия человеком сигнала — лампочки и динамики (динамическая головка громкоговорителя), для формирования сигнала — микрофон и видеокамера; для приёма аналогового сигнала, передающегося по эфиру, приёмнику нужна Антенна, а для работы вне сети электрического тока — аккумуляторы.

Активные

Вакуумные приборы

С развитием электроники появились вакуумные электронные приборы:

Полупроводниковые приборы

В дальнейшем получили распространение полупроводниковые приборы:

и более сложные комплексы на их основе — интегральные микросхемы

По способу монтажа

Технологически, по способу монтажа, радиодетали можно разделить на:

См. также

Ссылки

dic.academic.ru

обозначения на схеме. Как читать обозначения радиодеталей на схеме?

Технологии 4 июня 2016

В статье вы узнаете о том, какие существуют радиодетали. Обозначения на схеме согласно ГОСТу будут рассмотрены. Начать нужно с самых распространенных — резисторов и конденсаторов.

Чтобы собрать какую-либо конструкцию, необходимо знать, как выглядят в реальности радиодетали, а также как они обозначаются на электрических схемах. Существует очень много радиодеталей – транзисторы, конденсаторы, резисторы, диоды и пр.

Конденсаторы ­– это детали, которые встречаются в любой конструкции без исключения. Обычно самые простые конденсаторы представляют собой две пластины из металла. И в качестве диэлектрического компонента выступает воздух. Сразу вспоминаются уроки физики в школе, когда проходили тему о конденсаторах. В качестве модели выступали две огромные плоские железки круглой формы. Их приближали друг к другу, затем отдаляли. И в каждом положении проводили замеры. Стоит отметить, что вместо воздуха может использоваться слюда, а также любой материал, который не проводит электрический ток. Обозначения радиодеталей на импортных принципиальных схемах отличается от ГОСТов, принятых в нашей стране.

Обратите внимание на то, что через обычные конденсаторы не проходит постоянный ток. С другой же стороны, переменный ток через него проходит без особых трудностей. Учитывая это свойство, устанавливают конденсатор только там, где необходимо отделить переменную составляющую в постоянном токе. Следовательно, можно сделать схему замещения (по теореме Кирхгофа):

1. При работе на переменном токе конденсатор замещается отрезком проводника с нулевым сопротивлением.
2. При работе в цепи постоянного тока конденсатор замещается (нет, не емкостью!) сопротивлением.

Основной характеристикой конденсатора является электрическая емкость. Единица емкости – это Фарад. Она очень большая. На практике, как правило, используются конденсаторы, емкость которых измеряется в микрофарадах, нанофарадах, микрофарадах. На схемах конденсатор обозначается в виде двух параллельных черточек, от которых идут отводы.

Переменные конденсаторы

Существует и такой вид приборов, у которых емкость изменяется (в данном случае за счет того, что имеются подвижные пластины). Емкость зависит от размеров пластины (в формуле S – это ее площадь), а также от расстояния между электродами. В переменном конденсаторе с воздушным диэлектриком например, благодаря наличию подвижной части удается быстро менять площадь. Следовательно, будет меняться и емкость. А вот обозначение радиодеталей на зарубежных схемах несколько отличается. Резистор, например, на них изображается в виде ломаной кривой.

Видео по теме

Постоянные конденсаторы

Эти элементы имеют отличия в конструкции, а также в материалах, из которых они изготовлены. Можно выделить самые популярные типы диэлектриков:

1. Воздух.
2. Слюда.
3. Керамика.

Но это касается исключительно неполярных элементов. Существуют еще электролитические конденсаторы (полярные). Именно у таких элементов очень большие емкости – начиная от десятых долей микрофарад и заканчивая несколькими тысячами. Кроме емкости у таких элементов существует еще один параметр – максимальное значение напряжения, при котором допускается его использование. Данные параметры прописываются на схемах и на корпусах конденсаторов.

Обозначения конденсаторов на схемах

Стоит заметить, что в случае использования подстроечных или переменных конденсаторов указывается два значения – минимальная и максимальная емкость. По факту на корпусе всегда можно найти некоторый диапазон, в котором изменится емкость, если провернуть ось прибора от одного крайнего положения в другое.

Допустим, имеется переменный конденсатор с емкостью 9-240 (измерение по умолчанию в пикофарадах). Это значит, что при минимальном перекрытии пластин емкость составит 9 пФ. А при максимальном – 240 пФ. Стоит рассмотреть более детально обозначение радиодеталей на схеме и их название, чтобы уметь правильно читать технические документации.

Соединение конденсаторов

Сразу можно выделить три типа (всего существует именно столько) соединений элементов:

1. Последовательное – суммарная емкость всей цепочки вычислить достаточно просто. Она будет в этом случае равна произведению всех емкостей элементов, разделенному на их сумму.
2. Параллельное – в этом случае вычислить суммарную емкость еще проще. Необходимо сложить емкости всех входящих в цепочку конденсаторов.
3. Смешанное – в данном случае схема разбивается на несколько частей. Можно сказать, что упрощается – одна часть содержит только параллельно соединенные элементы, вторая – только последовательно.

И это только общие сведения о конденсаторах, на самом деле очень много о них можно рассказывать, приводить в пример занимательные эксперименты.

Резисторы: общие сведения

Эти элементы также можно встретить в любой конструкции – хоть в радиоприемнике, хоть в схеме управления на микроконтроллере. Это фарфоровая трубка, на которой с внешней стороны проведено напыление тонкой пленки металла (углерода – в частности, сажи). Впрочем, можно нанести даже графит – эффект будет аналогичный. Если резисторы имеют очень низкое сопротивление и высокую мощность, то используется в качестве проводящего слоя нихромовая проволока.

Основная характеристика резистора – это сопротивление. Используется в электрических схемах для установки необходимого значения тока в определенных цепях. На уроках физики проводили сравнение с бочкой, наполненной водой: если изменять диаметр трубы, то можно регулировать скорость струи. Стоит отметить, что от толщины токопроводящего слоя зависит сопротивление. Чем тоньше этот слой, тем выше сопротивление. При этом условные обозначения радиодеталей на схемах не зависят от размеров элемента.

Постоянные резисторы

Что касается таких элементов, то можно выделить наиболее распространенные типы:

1. Металлизированные лакированные теплостойкие – сокращенно МЛТ.
2. Влагостойкие сопротивления – ВС.
3. Углеродистые лакированные малогабаритные – УЛМ.

У резисторов два основных параметра – мощность и сопротивление. Последний параметр измеряется в Омах. Но эта единица измерения крайне мала, поэтому на практике чаще встретите элементы, у которых сопротивление измеряется в мегаомах и килоомах. Мощность измеряется исключительно в Ваттах. Причем габариты элемента зависят от мощности. Чем она больше, тем крупнее элемент. А теперь о том, какое существует обозначение радиодеталей. На схемах импортных и отечественных устройств все элементы могут обозначаться по-разному.

На отечественных схемах резистор – это небольшой прямоугольник с соотношением сторон 1:3, его параметры прописываются либо сбоку (если расположен элемент вертикально), либо сверху (в случае горизонтального расположения). Сначала указывается латинская буква R, затем – порядковый номер резистора в схеме.

Переменный резистор (потенциометр)

Постоянные сопротивления имеют всего два вывода. А вот переменные – три. На электрических схемах и на корпусе элемента указывается сопротивление между двумя крайними контактами. А вот между средним и любым из крайних сопротивление будет меняться в зависимости от того, в каком положении находится ось резистора. При этом если подключить два омметра, то можно увидеть, как будет меняться показание одного в меньшую сторону, а второго — в большую. Нужно понять, как читать схемы радиоэлектронных устройств. Обозначения радиодеталей тоже не лишним окажется знать.

Суммарное сопротивление (между крайними выводами) останется неизменным. Переменные резисторы используются для регулирования усиления (с их помощью меняете вы громкость в радиоприемниках, телевизорах). Кроме того, переменные резисторы активно используются в автомобилях. Это датчики уровня топлива, регуляторы скорости вращения электродвигателей, яркости освещения.

Соединение резисторов

В данном случае картина полностью обратна той, которая была у конденсаторов:

1. Последовательное соединение – сопротивление всех элементов в цепи складывается.
2. Параллельное соединение – произведение сопротивлений делится на сумму.
3. Смешанное – разбивается вся схема на более мелкие цепочки и вычисляется поэтапно.

На этом можно закрыть обзор резисторов и начать описывать самые интересные элементы – полупроводниковые (обозначения радиодеталей на схемах, ГОСТ для УГО, рассмотрены ниже).

Полупроводники

Это самая большая часть всех радиоэлементов, так как в число полупроводников входят не только стабилитроны, транзисторы, диоды, но и варикапы, вариконды, тиристоры, симисторы, микросхемы, и т. д. Да, микросхемы – это один кристалл, на котором может находиться великое множество радиоэлементов – и конденсаторов, и сопротивлений, и р-п-переходов.

Как вы знаете, есть проводники (металлы, например), диэлектрики (дерево, пластик, ткани). Могут быть различными обозначения радиодеталей на схеме (треугольник – это, скорее всего, диод или стабилитрон). Но стоит отметить, что треугольником без дополнительных элементов обозначается логическая земля в микропроцессорной технике.

Эти материалы либо проводят ток, либо нет, независимо от того, в каком агрегатном состоянии они находятся. Но существуют и полупроводники, свойства которых меняются в зависимости от конкретных условий. Это такие материалы, как кремний, германий. Кстати, стекло тоже можно отчасти отнести к полупроводникам – в нормальном состоянии оно не проводит ток, но вот при нагреве картина полностью обратная.

Диоды и стабилитроны

Полупроводниковый диод имеет всего два электрода: катод (отрицательный) и анод (положительный). Но какие же существуют особенности у этой радиодетали? Обозначения на схеме можете увидеть выше. Итак, вы подключаете источник питания плюсом к аноду и минусом к катоду. В этом случае электрический ток будет протекать от одного электрода к другому. Стоит отметить, что у элемента в этом случае крайне малое сопротивление. Теперь можно провести эксперимент и подключить батарею наоборот, тогда сопротивление току увеличивается в несколько раз, и он перестает идти. А если через диод направить переменный ток, то получится на выходе постоянный (правда, с небольшими пульсациями). При использовании мостовой схемы включения получается две полуволны (положительные).

Стабилитроны, как и диоды, имеют два электрода – катод и анод. В прямом включении этот элемент работает точно так же, как и рассмотренный выше диод. Но если пустить ток в обратном направлении, можно увидеть весьма интересную картину. Первоначально стабилитрон не пропускает через себя ток. Но когда напряжение достигает некоторого значения, происходит пробой, и элемент проводит ток. Это напряжение стабилизации. Очень хорошее свойство, благодаря которому получается добиться стабильного напряжения в цепях, полностью избавиться от колебаний, даже самых мелких. Обозначение радиодеталей на схемах — в виде треугольника, а у его вершины — черта, перпендикулярная высоте.

Если диоды и стабилитроны можно иногда даже не встретить в конструкциях, то транзисторы вы найдете в любой (кроме детекторного приемника). У транзисторов три электрода:

1. База (сокращенно буквой «Б» обозначается).
2. Коллектор (К).
3. Эмиттер (Э).

Транзисторы могут работать в нескольких режимах, но чаще всего их используют в усилительном и ключевом (как выключатель). Можно провести сравнение с рупором – в базу крикнули, из коллектора вылетел усиленный голос. А за эмиттер держитесь рукой – это корпус. Основная характеристика транзисторов – коэффициент усиления (отношение тока коллектора и базы). Именно данный параметр наряду с множеством иных является основным для этой радиодетали. Обозначения на схеме у транзистора – вертикальная черта и две линии, подходящие к ней под углом. Можно выделить несколько наиболее распространенных видов транзисторов:

1. Полярные.
2. Биполярные.
3. Полевые.

Существуют также транзисторные сборки, состоящие из нескольких усилительных элементов. Вот такие самые распространенные существуют радиодетали. Обозначения на схеме были рассмотрены в статье.

Если вы только начали разбираться в радиотехнике, я расскажу о том в этой статье, как же обозначаются радиодетали на схеме, как называются на ней, и какой имеют внешний вид .

Тут узнаете как обозначается транзистор,диод,конденсатор,микросхема,реле и т.д

Прошу жмать на подробнее.

Как обозначается биполярный транзистор

Все транзисторы имеют три вывода, и если он биполярный, то и бывет двух типов, как видно из изображения пнп-переход и нпн-переход. А три вывода имеют названия э-эмиттер, к-коллектор и б-база. Где какой вывод на самом транзисторе ищется по справочнику, или же введите в поиск название транзистор+выводы.

Внешний вид имеет транзистор следующий,и это лишь малая часть их внешнего вида,существующих номиналов полно.

Как обозначается полярный транзистор

Тут уже три вывода имеют следующие название,это з-затвор, и-исток, с-сток

Но а внешний вид визуально мало отличается,а точнее может иметь такой же цоколь.Вопрос как же узнать какой он, а это уже из справочников или интернета по обозначению написанном на цоколе.

Как обозначается конденсатор

Конденсаторы бывают как полярные так и неполярные.

Отличие их обозначение в том,что на полярном указывается один из выводов значком «+».И емкость измеряется в микрофарадах»мкф».

И имеют такой внешний вид,стоит учитывать,что если конденсатор полярный,то на цоколе с одной из сторон ножек обозначается вывод,только уже в основном знаком «-«.

Как обозначается диод и светодиод

Обозначение светодиода и диода на схеме отличается тем,что светодиод заключенчек и выходящими двух стрелок. Но роль у них разная-диод служит для выпрямления тока,и светодиод уже для испускания света.

И имеют такой внешний вид светодиоды.

И такой вид обычные выпрямительные и импульсные диоды например:

Как обозначается микросхема.

Микросхемы представляют собой уменьшенную схему,выполняющую ту или иную функцию,при этом могут иметь большое число транзисторов.

И такой внешний вид имеют они.

Обозначение реле

О них думаю впервую очередь слышали автомобилисты, особенно водители жигулей.

Так как когда не было инжекторов и транзисторы не получили широкое распространение, в автомобиле фары,прикуриватель,стартер, да все в ней почти включалось и управлялось через реле.

Такая самая простая схема реле.

Тут все просто,на электромагнитную катушку подается ток определенного напряжения,и та в свою очередь замыкает или размыкает участок цепи.

На этом статья заканчивается.

Если есть желание какие хотите увидеть радиодетали в следующей статье,пишите в комментарии.

Обозначение радиодеталей на схеме

В данной статье приведен внешний вид и схематическое обозначение радиодеталей

Каждый наверно начинающие радиолюбитель видел и внешне радиодетали и возможно схемы,но что чем является на схеме приходится долго думать или искать,и только где то он может прочитает и увидит новые для себя слова такие как резистор, транзистор, диод и прочее.А как же они обозначаются.Разберем в данной статье.И так поехали.

1.Резистор

Чаще всего на платах и схемах можно увидеть резистор,так как их по количеству на платах больше всего.

Резисторы бывают как постоянные,так и переменные(можно регулировать сопротивление с помощью ручки)

Одна из картинок постоянного резистора ниже и обозначение постоянного и переменного на схеме.

А где переменный резистор как выглядет. Это еще картиночка ниже.Извиняюсь за такое написание статьи.

2.Транзистор и его обозначение

Много информации написано, о функциях ихних, но так как тема о обозначениях.Поговорим об обозначениях.

Транзисторы бывают биполярными,и полярными, пнп и нпн переходов.Все это учитывается при пайке на плату, и в схемах.Увидите рисунок,поймете

Обозначение транзистора нпн перехода npn

Э это эммитер , К это коллектор , а Б это база .Транзисторы pnp переходов будет отличатся тем что стрелочка будет не от базы а к базе.Для более подробного еще одна картинка

Есть так же кроме биполярных и полевые транзисторы, обозначение на схеме полевых транзисторов похожи, но отличаются.Так как нет базы эмиттера и коллектора, а есть С — сток, И — исток, З — затвор

И напоследок о транзисторах как же они выглядат на самом деле

Общем если у детали три ножки, то 80 процентов того что это транзистор.

Если у вас есть транзистор и незнаете какого он перехода и где коллектор, база, и вся прочая информация,то посмотрите в сравочнике транзисторов.

Конденсатор, внешний вид и обозначение

Конденсаторы бывают полярные и неполярные, в полярных на схеме приресовывают плюс, так как он для постоянного тока, а неполярные соответствено для переменного.

Они имеют определенную емкость в мКф (микрофарадах) и расчитаны на определенное напряжение в вольтах.Все это можно прочитать на корпусе конденсатора

Микросхемы , внешний вид обозначение на схеме

Уфф уважаемые читатели, этих существует просто огромное количество в мире, начинаю от усилителей и заканчивая телевизорами

Первый транзистор

На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 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.

Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.

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.

Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.

Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса. К первому относятся так называемые биполярные, а ко второму – полевые (они же униполярные). Основой как полевых, так и биполярных транзисторов является полупроводник. Основной же материал для производства полупроводников — это германий и кремний, а также соединение галлия и мышьяка — арсенид галлия (GaAs ).

Стоит отметить, что наибольшее распространение получили транзисторы на основе кремния, хотя и этот факт может вскоре пошатнуться, так как развитие технологий идёт непрерывно.

Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначально ставка делалась на создание полевого транзистора. Он был доведён до ума уже позднее. О полевых MOSFET-транзисторах читайте .

Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сперва узнаем, как же он обозначается на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.

Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур. Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.

На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так.

Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то он имеет структуру N-P-N.

Маленький совет.

Чтобы не запоминать условное обозначение, и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применять такую аналогию.

Сначала смотрим, куда указывает стрелка на условном изображении. Далее представляем, что мы идём по направлению стрелки, и, если упираемся в «стенку» – вертикальную черту – то, значит, «Прохода Н ет»! «Н ет» – значит p-n -p (П-Н -П ).

Ну, а если идём, и не упираемся в «стенку», то на схеме показан транзистор структуры n-p-n. Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Про обозначение разных полевых транзисторов на схеме читайте

Обычно, дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда у него может быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нём речь пойдёт далее), может иметь форму фланца для крепления к охлаждающему радиатору или быть частью металлического корпуса.

Вот взгляните. На фото показаны различные транзисторы ещё советского производства, а также начала 90-ых.

А вот это уже современный импорт.

Каждый из выводов транзистора имеет своё назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б (База ), Э (Эмиттер ), К (Коллектор ). На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C , это от слова Collector — «сборщик» (глагол Collect — «собирать»). Вывод базы помечают как B , от слова Base (от англ. Base — «основной»). Это управляющий электрод. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E , от слова Emitter — «эмитент» или «источник выбросов». В данном случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.

В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора запаивается именно в ту часть схемы, куда он должен быть подключен. Нельзя вместо вывода базы впаять вывод коллектора или эмиттера. Иначе не будет работать схема.

Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 90 0) к центральной черте – это вывод базы. А тот, что остался – это коллектор.

Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q . В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T . Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например, Q505 или VT33. Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.

В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, так как те имеют такие же корпуса. Особенно легко запутаться, когда на электронном компоненте нанесена неизвестная маркировка.

В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и указывается тип элемента. Это так называемая шелкография. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305. Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305. Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.

Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому, после определения типа элемента, необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.

Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента — VT

Любой транзистор имеет свой типономинал или маркировку. Пример маркировки: КТ814. По ней можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в даташите (datasheet). Он же справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы этой же серии, но чуть с другими электрическими параметрами. Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки. (например, букву А или Г).

Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и, небольшое, но отличие в параметрах. Поэтому их делят на группы (или модификации).

Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология их массового производства только оттачивалась.

Устройство и конструктивные особенности биполярных транзисторов. Плюсы эксплуатации схем включения с ОК

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.

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 иemitter ). 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.

Как уже говорилось в статье о типах проводимости в полупроводниках , 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 V КЭ (V CE). 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 V BE , но значительно ниже чем V CE (для кремниевых транзисторов минимальное необходимое V BE — 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 I BE , и большой — от коллектора к эмиттеру I CE .

Если увеличить напряжение на базе, то в прослойке P собереться еще больше электронов. В результате немного усилится ток базы, и значительно усилится ток коллектора. Таким образом,при небольшом изменении тока базы I B , сильно меняеться ток коллектора I С . Так и происходитусиление сигнала в биполярном транзисторе . Cоотношение тока коллектора I С к току базы I B называется коэффициентом усиления по току. Обозначается β , hfe или h31e , в зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзистором.

Простейший усилитель на биполярном транзисторе

Рассмотрим детальнее принцип усиления сигнала в электрической плоскости на примере схемы. Заранее оговорюсь, что такая схема не совсем правильная. Никто не подключает источник постоянного напряжения напрямую к источнику переменного. Но в данном случае, так будет проще и нагляднее для понимания самого механизма усиления с помощью биполярного транзистора. Так же, сама техника расчетов в приведенном ниже примере носит несколько упрощенный характер.

1.Описание основных элементов цепи

Итак, допустим в нашем распоряжении транзистор с коэффициентом усиления 200 (β = 200). Со стороны коллектора подключим относительно мощный источник питания в 20V, за счет энергии которого будет происходить усиление. Со стороны базы транзистора подсоединим слабый источник питания в 2V. К нему последовательно подсоединим источник переменного напряжения в форме синуса, с амплитудой колебаний в 0.1V. Это будет сигнал, который нужно усилить. Резистор Rb возле базы необходим для того, чтобы ограничить ток, идущий от источника сигнала, обычно обладающего слабой мощностью.

2. Расчет входного тока базы I b

Теперь посчитаем ток базы I b . Поскольку мы имеем дело с переменным напряжением, нужно посчитать два значения тока – при максимальном напряжении (V max) и минимальном (V min). Назовем эти значения тока соответственно — I bmax и I bmin .

Также, для того чтобы посчитать ток базы, необходимо знать напряжение база-эмиттер V BE . Между базой и эмиттером располагается один PN-переход. Получается, что ток базы «встречает» на своем пути полупроводниковый диод. Напряжение, при котором полупроводниковый диод начинает проводить — около 0.6V. Не будем вдаваться в подробности вольт-амперных характеристик диода , и для простоты расчетов возьмем приближенную модель, согласно которой напряжение на проводящем ток диоде всегда 0.6V. Значит, напряжение между базой и эмиттером V BE = 0.6V. А поскольку эмиттер подключен к земле (V E = 0), то напряжение от базы до земли тоже 0.6V (V B = 0.6V).

Посчитаем I bmax и I bmin с помощью закона Ома:

2. Расчет выходного тока коллектора I С

Теперь, зная коэффициент усиления (β = 200), можно с легкостью посчитать максимальное и минимальное значения тока коллектора (I cmax и I cmin).

3. Расчет выходного напряжения V out

Через резистор Rc течет ток коллектора, который мы уже посчитали. Осталось подставить значения:

4. Анализ результатов

Как видно из результатов, V Cmax получился меньше чем V Cmin . Это произошло из-за того, что напряжение на резисторе V Rc отнимается от напряжения питания VCC. Однако в большинстве случаев это не имеет значения, поскольку нас интересует переменная составляющая сигнала – амплитуда, которая увеличилась c 0.1V до 1V. Частота и синусоидальная форма сигнала не изменились. Конечно же, соотношение V out /V in в десять раз — далеко на самый лучший показатель для усилителя, однако для иллюстрации процесса усиления вполне подойдет.

Итак, подытожим принцип работы усилителя на биполярном транзисторе. Через базу течет ток I b , несущий в себе постоянную и переменную составляющие. Постоянная составляющая нужна для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером начал проводить – «открылся». Переменная составляющая – это, собственно, сам сигнал (полезная информация). Сила тока коллектор-эмиттер внутри транзистора – это результат умножения тока базы на коэффициент усиления β. В свою очередь, напряжение на резисторе Rc над коллектором – результат умножения усиленного тока коллектора на значение резистора.

Таким образом, на вывод V out поступает сигнал с увеличенной амплитудой колебаний, но с сохранившейся формой и частотой. Важно подчеркнуть, что энергию для усиления транзистор берет у источника питания VCC. Если напряжения питания будет недостаточно, транзистор не сможет полноценно работать, и выходной сигнал может получится с искажениями.

Режимы работы биполярного транзистора

В соответствии уровням напряжения на электродах транзистора, различают четыре режима его работы:

Режим отсечки (cut off mode).

Активный режим (active mode).

Режим насыщения (saturation mode).

Инверсный ражим (reverse mode).

Режим отсечки

Когда напряжение база-эмиттер ниже, чем 0.6V — 0.7V, PN-переход между базой и эмиттером закрыт. В таком состоянии у транзистора отсутствует ток базы. В результате тока коллектора тоже не будет, поскольку в базе нет свободных электронов, готовых двигаться в сторону напряжения на коллекторе. Получается, что транзистор как бы заперт, и говорят, что он находится в режиме отсечки .

Активный режим

В активном режиме напряжение на базе достаточное, для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером открылся. В этом состоянии у транзистора присутствуют токи базы и коллектора. Ток коллектора равняется току базы, умноженном на коэффициент усиления. Т.е активным режимом называют нормальный рабочий режим транзистора, который используют для усиления.

Режим насыщения

Иногда ток базы может оказаться слишком большим. В результате мощности питания просто не хватит для обеспечения такой величины тока коллектора, которая бы соответствовала коэффициенту усиления транзистора. В режиме насыщения ток коллектора будет максимальным, который может обеспечить источник питания, и не будет зависеть от тока базы. В таком состоянии транзистор не способен усиливать сигнал, поскольку ток коллектора не реагирует на изменения тока базы.

В режиме насыщения проводимость транзистора максимальна, и он больше подходит для функции переключателя (ключа) в состоянии «включен». Аналогично, в режиме отсечки проводимость транзистора минимальна, и это соответствует переключателю в состоянии «выключен».

Инверсный режим

В данном режиме коллектор и эмиттер меняются ролями: коллекторный PN-переход смещен в прямом направлении, а эмиттерный – в обратном. В результате ток из базы течет в коллектор. Область полупроводника коллектора несимметрична эмиттеру, и коэффициент усиления в инверсном режиме получается ниже, чем в нормальном активном режиме. Конструкция транзистора выполнена таким образом, чтобы он максимально эффективно работал в активном режиме. Поэтому в инверсном режиме транзистор практически не используют.

Основные параметры биполярного транзистора.

Коэффициент усиления по току – соотношение тока коллектора I С к току базы I B . Обозначаетсяβ , hfe или h31e , в зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзисторов.

β — величина постоянная для одного транзистора, и зависит от физического строения прибора. Высокий коэффициент усиления исчисляется в сотнях единиц, низкий — в десятках. Для двух отдельных транзисторов одного типа, даже если во время производства они были “соседями по конвейеру”, β может немного отличаться. Эта характеристика биполярного транзистора является, пожалуй, самой важной. Если другими параметрами прибора довольно часто можно пренебречь в расчетах, то коэффициентом усиления по току практически невозможно.

Входное сопротивление – сопротивление в транзисторе, которое «встречает» ток базы. Обозначается R in (R вх ). Чем оно больше — тем лучше для усилительных характеристик прибора, поскольку со стороны базы обычно находиться источник слабого сигнала, у которого нужно потреблять как можно меньше тока. Идеальный вариант – это когда входное сопротивление равняется бесконечность.

R вх для среднестатистического биполярного транзистора составляет несколько сотен КΩ (килоом). Здесь биполярный транзистор очень сильно проигрывает полевому транзистору, где входное сопротивление доходит до сотен ГΩ (гигаом).

Выходная проводимость — проводимость транзистора между коллектором и эмиттером. Чем больше выходная проводимость, тем больше тока коллектор-эмиттер сможет проходить через транзистор при меньшей мощности.

Также с увеличением выходной проводимости (или уменьшением выходного сопротивления) увеличивается максимальная нагрузка, которую может выдержать усилитель при незначительных потерях общего коэффициента усиления. Например, если транзистор с низкой выходной проводимостью усиливает сигнал в 100 раз без нагрузки, то при подсоединении нагрузки в 1 КΩ, он уже будет усиливать всего в 50 раз. У транзистора, с таким же коэффициентом усиления, но с большей выходной проводимостью, падение усиления будет меньше. Идеальный вариант – это когда выходная проводимость равняется бесконечность (или выходное сопротивление R out = 0 (R вых = 0)).

Биполярный транзистор является одним из старейших, но самым известным типом транзисторов, и до сих пор находит применение в современной электронике. Транзистор незаменим, когда требуется управлять достаточно мощной нагрузкой, для которой устройство управления не может обеспечить достаточный ток. Они бывают разного типа и мощности, в зависимости от исполняемых задач. Базовые знания и формулы о транзисторах вы можете найти в этой статье.

Введение

Прежде чем начать урок, давайте договоримся, что мы обсуждаем только один тип способ включения транзистора. Транзистор может быть использован в усилителе или приемнике, и, как правило, каждая модель транзисторов производится с определенными характеристиками, чтобы сделать его более узкоспециализированым для лучшей работы в определённом включении.

Транзистор имеет 3 вывода: база, коллектор и эмиттер. Нельзя однозначно сказать какой из них вход, а какой выход, так как все они связаны и влияют друг на друга так или иначе. При включении транзистора в режиме коммутатора (управление нагрузкой) он действует так: ток базы контролирует ток от коллектора к эмиттеру или наоборот, в зависимости от типа транзистора.

Есть два основных типа транзисторов: NPN и PNP. Чтобы это понять, можно сказать, что основное различие между этими двумя типами это направления электрического тока. Это можно видеть на рисунке 1.А, где указано направление тока. В транзисторе NPN, один ток течет от основания внутрь транзистора, а другой ток течет от коллектора к эмиттеру, а в PNP транзисторе всё наоборот. С функциональной точки зрения, разница между этими двумя типами транзисторов это напряжение на нагрузке. Как вы можете видеть на рисунке, транзистор NPN обеспечивает 0В когда он открыт, а PNP обеспечивает 12В. Вы позже поймете, почему это влияет на выбор транзистора.

Для простоты мы будем изучать только NPN транзисторы, но всё это применимо к PNP, принимая во внимание, что все токи меняются на противоположные.

Рисунок ниже показывает аналогию между переключателем (S1) и транзисторным ключом, где видно, что ток базы закрывает или открывает путь для тока от коллектора к эмиттеру:

Точно зная характеристики транзистора, от него можно получить максимальную отдачу. Основным параметром является коэффициент усиления транзистора по постоянному току, который обычно обозначается H fe или β. Также важно знать максимальный ток, мощность и напряжение транзистора. Эти параметры можно найти в документации на транзистор, и они помогут нам определить значение резистора на базе, о чем рассказано дальше.

Использование NPN транзистора как коммутатора

На рисунке показано включение NPN транзистора в качестве коммутатора. Вы встретите это включение очень часто при анализе различных электронных схем. Мы будем изучать, как запустить транзистор в выбранном режиме, рассчитать резистор базы, коэффициент усиления транзистора по току и сопротивление нагрузки. Я предлагаю самый простой и самый точный способ для этого.

1. Предположим, что транзистор находится в режиме насыщения: При этом математическая модель транзистора становится очень простой, и нам известно напряжение на точке V c . Мы найдем значение резистора базы, при котором всё будет правильно.

2. Определение тока насыщения коллектора: Напряжение между коллектором и эмиттером (V ce) взято из документации транзистора. Эмиттер подключен к GND, соответственно V ce = V c — 0 = V c . Когда мы узнали эту величину, мы можем рассчитать ток насыщения коллектора по формуле:

Иногда, сопротивления нагрузки R L неизвестно или не может быть точным, как сопротивление обмотки реле; В таком случае, достаточно знать, необходимый для запуска реле ток.
Убедитесь, что ток нагрузки не превышает максимальный ток коллектора транзистора.

3. Расчет необходимого тока базы: Зная ток коллектора, можно вычислить минимально необходимый ток базы для достижения этого тока коллектора, используя следующую формулу:

Из неё следует что:

4. Превышение допустимых значений: После того как вы рассчитали ток базы, и если он оказался ниже указанного в документации, то можно перегрузить транзистор, путем умножения расчетного тока базы например в 10 раз. Таким образом, транзисторный ключ будет намного более устойчивым. Другими словами, производительность транзистора уменьшится, если нагрузка увеличится. Будьте осторожны, старайтесь не превышать максимальный ток базы, указанный в документации.

5. Расчёт необходимого значения R b: Учитывая перегрузку в 10 раз, сопротивление R b может быть рассчитано по следующей формуле:

где V 1 является напряжением управления транзистором (см. рис 2.а)

Но если эмиттер подключен к земле, и напряжение база-эмиттер известно (около 0,7В у большинстве транзисторов), а также предполагая, что V 1 = 5V, формула может быть упрощена до следующего вида:

Видно, что ток базы умножается на 10 с учётом перегрузки.
Когда значение R b известно, транзистор «настроен» на работу в качестве переключателя, что также называется «режим насыщения и отсечки «, где «насыщение» — когда транзистор полностью открыт и проводит ток, а «отсечение» – когда закрыт и ток не проводит.

Примечание: Когда мы говорим , мы не говорим, что ток коллектора должен быть равным . Это просто означает, что ток коллектора транзистора может подниматься до этого уровня. Ток будет следовать законам Ома, как и любой электрический ток.

Расчет нагрузки

Когда мы считали, что транзистор находится в режиме насыщения, мы предполагали что некоторые его параметры не менялись. Это не совсем так. На самом деле эти параметры менялись в основном за счет увеличения тока коллектора, и поэтому он является более безопасным для перегрузки. В документации указано изменение параметров транзистора при перегрузке. Например, в таблице на рисунке 2.В показано два параметра которые значительно меняются:

H FE (β) меняется в зависимости от тока коллектора и напряжения V CEsat . Но V CEsat само меняется в зависимости от тока коллектора и базы, что показано в таблице дальше.

Расчет может быть очень сложным, так как все параметры тесно и сложно взаимосвязаны, поэтому лучше взять худшие значения. Т.е. наименьший H FE , крупнейший V CEsat и V CEsat .

Типичное применение транзисторного ключа

В современной электронике транзисторный ключ используется для контроля электромагнитных реле, которое потребляют до 200 мА. Если вы хотите управлять реле логической микросхемой или микроконтроллером то транзистор незаменим. На рисунке 3.A, сопротивления резистора базы рассчитывается в зависимости от необходимого для реле тока. Диод D1 защищает транзистор от импульсов, которые катушка генерирует при выключении.

2. Подключение транзистора с открытым коллектором:

Многие устройства, такие как семейство микроконтроллеров 8051 имеют порты с открытым коллектором. Сопротивление резистора базы внешнего транзистора рассчитывается, как описано в этой статье. Заметим, что порты могут быть более сложными, и часто используют полевые транзисторы вместо биполярных и называются выходами с открытым стоком, но всё остаётся точно таким же как на рисунке 3.B

3. Создание логического элемента ИЛИ-НЕ (NOR):

Иногда в схеме необходимо использовать один логический элемент, и вы не хотите использовать 14-контактную микросхему с 4 элементами либо из-за стоимости или местом на плате. Её можно заменить парой транзисторов. Отметим, что частотные характеристики таких элементов зависят от характеристик и типа транзисторов, но обычно ниже 100 кГц. Уменьшение выходного сопротивления (Ro) приведет к увеличению потребления энергии, но увеличит выходной ток.
Вам надо найти компромисс между этими параметрами.

На рисунке выше показан логический элемент ИЛИ-НЕ построенный с использованием 2х транзисторов 2N2222. Это может быть сделано на транзисторах PNP 2N2907, с незначительными изменениями. Вы просто должны учитывать, что все электрические токи тогда текут в противоположном направлении.

Поиск ошибок в транзисторных схемах

При возникновении проблемы в цепях, содержащих много транзисторов, может быть весьма проблематично узнать, какой из них неисправен, особенно когда они все впаяны. Я даю вам несколько советов, которые помогут вам найти проблему в такой схеме достаточно быстро:

1. Температура: Если транзистор сильно греется, вероятно, где-то есть проблема. Необязательно что проблема в горячем транзисторе. Обычно дефектный транзистор даже не нагревается. Это повышение температуры может быть вызвано другим транзистором, подключенным к нему.

2. Измерение V CE транзисторов: Если они все одного типа и все работают, то они должны иметь приблизительно одинаковое VCE. Поиск транзисторов, имеющих различные V CE это быстрый способ обнаружения дефектных транзисторов.

3. Измерение напряжения на резисторе базы: Напряжение на резисторе базы достаточно важно (если транзистор включен). Для 5 В устройства управления транзистором NPN, падения напряжения на резисторе должно быть более 3В. Если нет падения напряжения на резисторе, то либо транзистор, либо устройство управления транзистора имеют дефект. В обоих случаях ток базы равен 0.

PNP-транзистор является электронным прибором, в определенном смысле обратном NPN-транзистору. В этом типе конструкции транзистора его PN-переходы открываются напряжениями обратной полярности по отношению к NPN-типу. В условном обозначении прибора стрелка, которая также определяет вывод эмиттера, на этот раз указывает внутрь символа транзистора.

Конструкция прибора

Конструктивная схема транзистора PNP-типа состоит из двух областей полупроводникового материала p-типа по обе стороны от области материала n-типа, как показано на рисунке ниже.

Стрелка определяет эмиттер и общепринятое направление его тока («внутрь» для транзистора PNP).

PNP-транзистор имеет очень схожие характеристики со своим NPN-биполярным собратом, за исключением того, что направления токов и полярности напряжений в нем обратные для любой из возможных трех схем включения: с общей базой, с общим эмиттером и с общим коллектором.

Основные отличия двух типов биполярных транзисторов

Главным различием между ними считается то, что дырки являются основными носителями тока для транзисторов PNP, NPN-транзисторы имеют в этом качестве электроны. Поэтому полярности напряжений, питающих транзистор, меняются на обратные, а его входной ток вытекает из базы. В отличие от этого, у NPN-транзистора ток базы втекает в нее, как показано ниже на схеме включения приборов обоих типов с общей базой и общим эмиттером.

Принцип работы транзистора PNP-типа основан на использовании небольшого (как и у NPN-типа) базового тока и отрицательного (в отличие от NPN-типа) базового напряжения смещения для управления гораздо большим эмиттерно-коллекторным током. Другими словами, для транзистора PNP эмиттер является более положительным по отношению к базе, а также по отношению к коллектору.

Рассмотрим отличия PNP-типа на схеме включения с общей базой

Действительно, из нее можно увидеть, что ток коллектора I C (в случае транзистора NPN) вытекает из положительного полюса батареи B2, проходит по выводу коллектора, проникает внутрь него и должен далее выйти через вывод базы, чтобы вернуться к отрицательному полюсу батареи. Таким же образом, рассматривая цепь эмиттера, можно увидеть, как его ток от положительного полюса батареи B1 входит в транзистор по выводу базы и далее проникает в эмиттер.

По выводу базы, таким образом, проходит как ток коллектора I C , так и ток эмиттера I E . Поскольку они циркулируют по своим контурам в противоположных направлениях, то результирующий ток базы равен их разности и очень мал, так как I C немного меньше, чем I E . Но так как последний все же больше, то направление протекания разностного тока (тока базы) совпадает с I E , и поэтому биполярный транзистор PNP-типа имеет вытекающий из базы ток, а NPN-типа — втекающий.

Отличия PNP-типа на примере схемы включения с общим эмиттером

В этой новой схеме PN-переход база-эмиттер открыт напряжением батареи B1, а переход коллектор-база смещен в обратном направлении посредством напряжения батареи В2. Вывод эмиттера, таким образом, является общим для цепей базы и коллектора.

Полный ток эмиттера задается суммой двух токов I C и I B ; проходящих по выводу эмиттера в одном направлении. Таким образом, имеем I E = I C + I B .

В этой схеме ток базы I B просто «ответвляется» от тока эмиттера I E , также совпадая с ним по направлению. При этом транзистор PNP-типа по-прежнему имеет вытекающий из базы ток I B , а NPN-типа — втекающий.

В третьей из известных схем включения транзисторов, с общим коллектором, ситуация точно такая же. Поэтому мы ее не приводим в целях экономии места и времени читателей.

PNP-транзистор: подключение источников напряжения

Источник напряжения между базой и эмиттером (V BE) подключается отрицательным полюсом к базе и положительным к эмиттеру, потому что работа PNP-транзистора происходит при отрицательном смещении базы по отношению к эмиттеру.

Напряжение питания эмиттера также положительно по отношению к коллектору (V CE). Таким образом, у транзистора PNP-типа вывод эмиттера всегда более положителен по отношению как к базе, так и к коллектору.

Источники напряжения подключаются к PNP-транзистору, как показано на рисунке ниже.

На этот раз коллектор подключен к напряжению питания V CC через нагрузочный резистор, R L , который ограничивает максимальный ток, протекающий через прибор. Базовое напряжения V B , которое смещает ее в отрицательном направлении по отношению к эмиттеру, подано на нее через резистор R B , который снова используется для ограничения максимального тока базы.

Работа PNP-транзисторного каскада

Итак, чтобы вызвать протекание базового тока в PNP-транзисторе, база должна быть более отрицательной, чем эмиттер (ток должен покинуть базу) примерно на 0,7 вольт для кремниевого прибора или на 0,3 вольта для германиевого. Формулы, используемые для расчета базового резистора, базового тока или тока коллектора такие же, как те, которые используются для эквивалентного NPN-транзистора и представлены ниже.

Мы видим, что фундаментальным различием между NPN и PNP-транзистором является правильное смещение pn-переходов, поскольку направления токов и полярности напряжений в них всегда противоположны. Таким образом, для приведенной выше схеме: I C = I E — I B , так как ток должен вытекать из базы.

Как правило, PNP-транзистор можно заменить на NPN в большинстве электронных схем, разница лишь в полярности напряжения и направлении тока. Такие транзисторы также могут быть использованы в качестве переключающих устройств, и пример ключа на PNP-транзисторе показан ниже.

Характеристики транзистора

Выходные характеристики транзистора PNP-типа очень похожи на соответствующие кривые эквивалентного NPN-транзистора, за исключением того, что они повернуты на 180° с учетом реверса полярности напряжений и токов (токи базы и коллектора, PNP-транзистора отрицательны). Точно также, чтобы найти рабочие точки транзистора PNP-типа, его динамическая линия нагрузки может быть изображена в III-й четверти декартовой системы координат.

Типовые характеристики PNP-транзистора 2N3906 показаны на рисунке ниже.

Транзисторные пары в усилительных каскадах

Вы можете задаться вопросом, что за причина использовать PNP-транзисторы, когда есть много доступных NPN-транзисторов, которые могут быть использованы в качестве усилителей или твердотельных коммутаторов? Однако наличие двух различных типов транзисторов — NPN и PNP — дает большие преимущества при проектировании схем усилителей мощности. Такие усилители используют «комплементарные», или «согласованные” пары транзисторов (представляющие собой один PNP-транзистор и один NPN, соединенные вместе, как показано на рис. ниже) в выходном каскаде.

Два соответствующих NPN и PNP-транзистора с близкими характеристиками, идентичными друг другу, называются комплементарными. Например, TIP3055 (NPN-тип) и TIP2955 (PNP-тип) являются хорошим примером комплементарных кремниевых силовых транзисторов. Они оба имеют коэффициент усиления постоянного тока β=I C /I B согласованный в пределах 10% и большой ток коллектора около 15А, что делает их идеальными для устройств управления двигателями или роботизированных приложений.

Кроме того, усилители класса B используют согласованные пары транзисторов и в своих выходной мощных каскадах. В них NPN-транзистор проводит только положительную полуволну сигнала, а PNP-транзистор — только его отрицательную половину.

Это позволяет усилителю проводить требуемую мощность через громкоговоритель в обоих направлениях при заданной номинальной мощности и импедансе. В результате выходной ток, который обычно бывает порядка нескольких ампер, равномерно распределяется между двумя комплементарными транзисторами.

Транзисторные пары в схемах управления электродвигателями

Их применяют также в H-мостовых цепях управления реверсивными двигателями постоянного тока, позволяющих регулировать ток через двигатель равномерно в обоих направлениях его вращения.

H-мостовая цепь выше называется так потому, что базовая конфигурация ее четырех переключателей на транзисторах напоминает букву «H» с двигателем, расположенным на поперечной линии. Транзисторный H-мост, вероятно, является одним из наиболее часто используемых типов схемы управления реверсивным двигателем постоянного тока. Он использует «взаимодополняющие» пары транзисторов NPN- и PNP-типов в каждой ветви, работающих в качестве ключей при управлении двигателем.

Вход управления A обеспечивает работу мотора в одном направлении, в то время как вход B используется для обратного вращения.

Например, когда транзистор TR1 включен, а TR2 выключен, вход A подключен к напряжению питания (+ Vcc), и если транзистор TR3 выключен, а TR4 включен, то вход B подключен к 0 вольт (GND). Поэтому двигатель будет вращаться в одном направлении, соответствующем положительному потенциалу входа A и отрицательному входа B.

Если состояния ключей изменить так, чтобы TR1 был выключен, TR2 включен, TR3 включен, а TR4 выключен, ток двигателя будет протекать в противоположном направлении, что повлечет его реверсирование.

Используя противоположные уровни логической «1» или «0» на входах A и B, можно управлять направлением вращения мотора.

Определение типа транзисторов

Любые биполярные транзисторы можно представить состоящими в основном из двух диодов, соединенных вместе спина к спине.

Мы можем использовать эту аналогию, чтобы определить, относится ли транзистор к типу PNP или NPN путем тестирования его сопротивления между его тремя выводами. Тестируя каждую их пару в обоих направлениях с помощью мультиметра, после шести измерений получим следующий результат:

1. Эмиттер — База. Эти выводы должны действовать как обычный диод и проводить ток только в одном направлении.

2. Коллектор — База. Эти выводы также должны действовать как обычный диод и проводить ток только в одном направлении.

3. Эмиттер — Коллектор. Эти выводы не должен проводить в любом направлении.

Значения сопротивлений переходов транзисторов обоих типов

Тогда мы можем определить PNP-транзистор как исправный и закрытый. Небольшой выходной ток и отрицательное напряжение на его базе (B) по отношению к его эмиттеру (E) будет его открывать и позволит протекать значительно большему эмиттер-коллекторному току. Транзисторы PNP проводят при положительном потенциале эмиттера. Иными словами, биполярный PNP-транзистор будет проводить только в том случае, если выводы базы и коллектором являются отрицательным по отношению к эмиттеру.

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.

Многие считают, что транзистор усиливает входной сигнал. Спешу огорчить, — сами по себе, без внешнего источника питания, транзисторы ничего не усилят (закон сохранения энергии ещё никто не отменял). На транзисторе можно построить усилитель, но это лишь одно из его применений, и то, для получения усиленного сигнала нужна специальная схема, которая проектируется и рассчитывается под определённые условия, плюс обязательно источник питания.

Сам по себе транзистор может только управлять током.

Что нужно знать из самого важного? Транзисторы делятся на 2 большие группы: биполярные и полевые. Эти 2 группы отличаются по структуре и принципу действия, поэтому про каждую из этих групп мы поговорим отдельно.

Итак, первая группа — биполярные транзисторы .

Эти транзисторы состоят из трёх слоёв полупроводника и делятся по структуре на 2 типа: pnp и npn . Первый тип (pnp) иногда называют транзисторами прямой проводимости, а второй тип (npn) — транзисторами обратной проводимости.

Что означают эти буквы? Чем отличаются эти транзисторы? И почему именно двух проводимостей? Как обычно — истина где-то рядом. Всё гениальное — просто. N — negative (англ.) — отрицательный. P — positive (англ.) — положительный. Это обозначение типов проводимостей полупроводниковых слоёв из которых транзистор состоит. «Положительный» — слой полупроводника с «дырочной» проводимостью (в нём основные носители заряда имеют положительный знак), «отрицательный» — слой полупроводника с «электронной» проводимостью (в нём основные носители заряда имеют
отрицательный знак).

Структура и обозначение биполярных транзисторов на схемах показаны на рисунке справа. У каждого вывода имеется своё название. Э — эмиттер, К — коллектор, Б — база. Как на схеме узнать базовый вывод? Легко. Он обозначается площадкой, в которую упираются коллектор и эмиттер. А как узнать эмиттер? Тоже легко, — это вывод со стрелочкой. Оставшийся вывод — это коллектор. Стрелочка на эмиттере всегда показывает направление тока. Соответственно, для npn транзисторов — ток втекает через коллектор и базу, а вытекает из эмиттера, для pnp транзисторов наоборот, — ток втекает через эмиттер, а вытекает через коллектор и базу.

Тонем в теории глубже… Три слоя полупроводника образуют в транзисторе два pn-перехода. Один — между эмиттером и базой, его обычно называют эмиттерный, второй — между коллектором и базой, его обычно называют коллекторный.

На каждом из двух pn-переходов может быть прямое или обратное смещение, поэтому в работе транзистора выделяют четыре основных режима, в зависимости от смещения pn-переходов (помним да, что если на стороне с проводимостью p-типа напряжение больше, чем на стороне с проводимостью n-типа, то это прямое смещение pn-перехода, если всё наоборот, то обратное). Ниже, на рисунках, иллюстрирующих каждый режим, стрелочками показано направление от большего напряжения к меньшему (это не направление тока!). Так легче ориентироваться: если стрелочка направлена от «p» к «n» — это прямое смещение pn-перехода, если от «n» к «p» — это обратное смещение.

Режимы работы биполярного транзистора :

1) Если на эмиттерном pn-переходе прямое смещение, а на коллекторном — обратное, то транзистор находится в нормальном активном режиме (иногда говорят просто: «активный режим», — опуская слово нормальный). В этом режиме ток коллектора зависит от тока базы и связан с ним следующим соотношением: Iк=Iб*β. Активный режим используется при построении транзисторных усилителей.

2) Если на обоих переходах прямое смещение — транзистор находится в режиме насыщения . При этом ток коллектора перестаёт зависеть от тока базы в соответствии с указанной выше формулой (в которой был коэффициент β), он перестаёт увеличиваться, даже если продолжать увеличивать ток базы. В этом случае говорят, что транзистор полностью открыт или просто открыт. Чем глубже мы уходим в область насыщения — тем больше ломается зависимость Iк=Iб*β. Внешне это выглядит так, как будто коэффициент β уменьшается. Ещё скажу, что есть такое понятие, как коэффициент насыщения. Он определяется как отношение реального тока базы (того, который у вас есть в данный момент) к току базы в пограничном состоянии между активным режимом и насыщением.

3) Если у нас на обоих переходах обратное смещение — транзистор находится в режиме отсечки . При этом ток через него не течёт (за исключением очень маленьких токов утечки — обратных токов через pn-переходы). В этом случае говорят, что транзистор полностью закрыт или просто закрыт. Режимы насыщения и отсечки используются при построении транзисторных ключей.

4) Если на эмиттерном переходе обратное смещение, а на коллекторном — прямое, то транзистор попадает в инверсный активный режим . Этот режим является довольно экзотическим и используется редко. Несмотря на то, что на наших рисунках эмиттер не отличается от коллектора и по сути они должны быть равнозначны (посмотрите ещё раз на самый верхний рисунок, — на первый взгляд ничего не изменится, если поменять местами коллектор и эмиттер), на самом деле у них есть конструктивные отличия (например в размерах) и равнозначными они не являются. Именно из-за этой неравнозначности и существует разделение на «нормальный активный режим» и «инверсный активный режим».

Иногда ещё выделяют пятый, так называемый, «барьерный режим». В этом случае база транзистора закорочена с коллектором. По сути правильнее было бы говорить не о каком-то особом режиме, а об особом способе включения. Режим тут вполне обычный — близкий к пограничному состоянию между активным режимом и насыщением. Его можно получить и не только закорачивая базу с коллектором. В данном конкретном случае вся фишка в том, что при таком способе включения, как бы мы не меняли напряжение питания или нагрузку — транзистор всё равно останется в этом самом пограничном режиме. То есть транзистор в этом случае будет эквивалентен диоду.

Биполярный транзистор управляется током. То есть, для того, чтобы между коллектором и эмиттером мог протекать ток (по другому говоря, чтобы транзистор открылся), — должен протекать ток между эмиттером и базой (или между коллектором и базой — для инверсного режима). Более того, величина тока базы и максимально возможного тока через коллектор (при таком токе базы) связаны постоянным коэффициентом β (коэффициент передачи тока базы): I Б *β=I K .

Кроме параметра β используется ещё один коэффициент: коэффициент передачи эмиттерного тока (α). Он равен отношению тока коллектора к току эмиттера: α=Iк/Iэ. Значение этого коэффициента обычно близко к единице (чем ближе к единице — тем лучше). Коэффициенты α и β связаны между собой следующим соотношением: β=α/(1-α).

В отечественных справочниках часто вместо коэффициента β указывают коэффициент h 21Э (коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером), в забугорной литературе иногда вместо β можно встретить h FE . Ничего страшного, обычно можно считать, что все эти коэффициенты равны, а называют их зачастую просто «коэффициент усиления транзистора».

Что нам это даёт и зачем нам это надо? На рисунке слева изображены простейшие схемы. Они эквивалентны, но построены с участием транзисторов разных проводимостей. Также присутствуют: нагрузка, в виде лампочки накаливания, переменный резистор и постоянный резистор.

Смотрим на левую схему. Что там происходит? Представим себе, что ползунок переменного резистора в верхнем положении. При этом на базе транзистора напряжение равно напряжению на эмиттере, ток базы равен нулю, следовательно ток коллектора тоже равен нулю (I К =β*I Б) — транзистор закрыт, лампа не светится. Начинаем опускать ползунок вниз
— напряжение на нём начинает опускаться ниже, чем на эмиттере — появляется ток из эмиттера в базу (ток базы) и одновременно с этим — ток из эмиттера в коллектор (транзистор начнёт открываться). Лампа начинает светиться, но не в полный накал. Чем ниже мы будем перемещать ползунок переменного резистора — тем ярче будет гореть лампа.

И тут, внимание! Если мы начнём перемещать ползунок переменного резистора вверх — то транзистор начнёт закрываться, а токи из эмиттера в базу и из эмиттера в коллектор — начнут уменьшаться. На правой схеме всё то же самое, только с транзистором другой проводимости.

Рассмотренный режим работы транзистора как раз является активным. В чём суть? Ток управляет током? Именно, но фишка в том, что коэффициент β может измеряться десятками и
даже сотнями. То есть для того, чтобы сильно менять ток, протекающий из эмиттера в коллектор, нам достаточно лишь чуть-чуть изменять ток, протекающий из эмиттера в базу.

В активном режиме транзистор (с соответствующей обвязкой) используется в качестве усилителя.

Мы устали… отдохнём немного…

И снова вперёд!

Теперь разберёмся с работой транзистора в качестве ключа. Смотрим на левую схему. Пусть переключатель S будет замкнут в положении 1. При этом база транзистора через резистор R притянута к плюсу питания, поэтому ток между эмиттером и базой отсутствует и транзистор закрыт. Представим, что мы перевели переключатель S в положение 2. Напряжение на базе становится меньше, чем на эмиттере, — появляется ток между эмиттером и базой (его величина определяется сопротивлением R). Сразу возникает ток КЭ. Транзистор открывается, лампа загорается. Если мы снова вернём переключатель S в положение 1 — транзистор закроется, лампа погаснет. (на правой схеме всё то же самое, только транзистор другой проводимости)

В этом случае говорят, что транзистор работает в качестве ключа. В чём суть? Транзистор переключается между двумя состояниями — открытым и закрытым. Обычно при использовании транзистора в качестве ключа — стараются, чтобы в открытом состоянии транзистор был близок к насыщению (при этом падение напряжения между коллектором и эмиттером, а значит и потери на транзисторе, — минимальны).Для этого специальным образом рассчитывают ограничительный резистор в цепи базы. Состояний глубокого насыщения и глубокой отсечки обычно стараются избежать, потому что в этом случае увеличивается время переключения ключа из одного состояния в другое.

Небольшой пример расчётов. Представим себе, что мы управляем лампой накаливания 12В, 50мА через транзистор. Транзистор у нас работает в качестве ключа, поэтому в открытом состоянии должен быть близок к насыщению. Падение напряжения между коллектором и эмиттером учитывать не будем, поскольку для режима насыщения оно на порядок меньше напряжения питания. Так как через лампу течёт ток 50 мА, то нам нужно выбрать транзистор с максимальным током КЭ не менее 62,5 мА (обычно рекомендуют использовать компоненты на 75% от их максимальных параметров, это такой своеобразный запас). Открываем справочник и ищем подходящий p-n-p транзистор. Например КТ361. В нашем случае по току подходят с буквенными индексами «а, б, в, г», так как максимальное напряжение КЭ у них 20В, а у нас в задаче всего 12В.

Предположим, что использовать будем КТ361А, с коэффициентом усиления от 20 до 90. Так как нам нужно, чтобы транзистор гарантированно открылся полностью, — в расчёте будем использовать минимальный Кус=20. Теперь думаем. Какой минимальный ток должен течь между эмиттером и базой, чтобы через КЭ обеспечить ток 50 мА?

50 мА/ 20 раз = 2,5 мА

Токоограничивающий резистор какого номинала нужно поставить, чтобы пустить через БЭ ток 2,5 мА?

Тут всё просто. Закон Ома: I=U/R. Следовательно R=(12 В питания — 0,65 В потери на pn-переходе БЭ) / 0,0025 А = 4540 Ом. Так как 2,5 мА — это минимальный ток, который в нашем случае должен протекать из эмиттера в базу, то нужно выбрать из стандартного ряда ближайший резистор меньшего сопротивления. Например, с 5% отклонением это будет резистор 4,3 кОм.

Теперь о токе. Для зажигания лампы с номинальным током 50 мА нам нужно коммутировать ток всего 2,5 мА. И это при использовании ширпотребовского, копеечного транзистора, с низким Кус, разработанного 40 лет назад. Чувствуете разницу? Насколько можно уменьшить габариты выключателей (а значит и их стоимость) при использовании транзисторов.

Вернёмся опять к теории.

В рассмотренных выше примерах мы использовали только одну из схем включения транзистора. Всего же, в зависимости от того, куда мы подаём управляющий сигнал и откуда снимаем выходной сигнал (от того, какой электрод для этих сигналов является общим) выделяют 3 основных схемы включения биполярных транзисторов (ну, логично, да? — у транзистора 3 вывода, значит если делить схемы по принципу, что один из выводов общий, то всего может быть 3 схемы):

1) Схема с общим эмиттером .

Если считать, что входной ток — это ток базы, входное напряжение — это напряжение на переходе БЭ, выходной ток — ток коллектора и выходное напряжение — это напряжение между коллектором и эмиттером, то можно записать, что: Iвых/Iвх=Iк/Iб=β , Rвх=Uбэ/Iб.

Кроме того, так как Uвых=Eпит-Iк*R, то видно, что, во-первых, выходное напряжение легко можно сделать гораздо выше входного, а во-вторых, что выходное напряжение инвертировано по отношению ко входному (когда Uбэ=Uвх увеличивается и входной ток растёт — выходной ток также растёт, но Uкэ=Uвых при этом уменьшается).

Такая схема включения (для краткости её обозначают ОЭ) является наиболее распространённой, поскольку позволяет усилить как ток, так и напряжение, то есть позволяет получить максимальное усиление мощности. Замечу, что эта дополнительная мощность у усиленного сигнала берётся не из воздуха и не от самого транзистора, а от источника питания (Eпит), без которого транзистор ничего не сможет усилить и вообще никакого тока в выходной цепи не будет. (Я думаю, — мы позже, в отдельной статье, про то, как именно работают транзисторные усилители и как их рассчитывать, подробнее напишем).

2) Схема с общей базой .

Здесь входной ток — это ток эмиттера, входное напряжение — это напряжение на переходе БЭ, выходной ток — ток коллектора, а выходное напряжение — это напряжение на включенной в цепь коллектора нагрузке. Для этой схемы: Iвых≈Iвх, т.к. Iк≈Iэ, Rвх=Uбэ/Iэ.

Такая схема (ОБ) усиливает только напряжение и не усиливает ток. Сигнал в данном случае по фазе не сдвигается.

3) Схема с общим коллектором (эмиттерный повторитель).

Здесь входной ток — это ток базы, а входное напряжение подключено к переходу БЭ транзистора и нагрузке, выходной ток — ток эмиттера, а выходное напряжение — это напряжение на включенной в цепь эмиттера нагрузке. Для этой схемы: Iвых/Iвх=Iэ/Iб=(I К +I Б)/I Б =β+1, т.к. обычно коэффициент β достаточно большой, то иногда считают Iвых/Iвх≈β. Rвх=Uбэ/Iб+R. Uвых/Uвх=(Uбэ+Uвых)/Uвых≈1.

Как видим, такая схема (ОК) усиливает ток и не усиливает напряжение. Сигнал в данном случае по фазе не сдвигается. Кроме того, данная схема имеет самое большое входное сопротивление.

Оранжевыми стрелками на приведённых выше схемах показаны контура протекания токов, создаваемых источником питания выходной цепи (Епит) и самим входным сигналом (Uвх). Как видите, в схеме с ОБ ток, создаваемый Eпит, протекает не только через транзистор, но и через источник усиливаемого сигнала, а в схеме с ОК, наоборот, — ток, создаваемый входным сигналом, протекает не только через транзистор, но и через нагрузку (по этим приметам можно легко отличить одну схему включения от другой).

Ну и на последок поговорим о том, как проверить биполярный транзистор на исправность. В большинстве случаев о исправности транзистора можно судить по состоянию pn-переходов. Если рассматривать эти pn-переходы независимо друг от друга, то транзистор можно представить как совокупность двух диодов (как на рисунке слева). В общем-то взаимное влияние pn-переходов и делает транзистор транзистором, но при проверке можно с этим взаимным влиянием не считаться, поскольку напряжение к выводам транзистора мы прикладываем попарно (к двум выводам из трёх). Соответственно, проверить эти pn-переходы можно обычным мультиметром в режиме проверки диодов. При подключении красного щупа (+) к катоду диода, а чёрного к аноду — pn-переход будет закрыт (мультиметр показывает бесконечно большое сопротивление), если поменять щупы местами — pn-переход будет открыт (мультиметр показывает падение напряжения на открытом pn-переходе, обычно 0,6-0,8 В). При подключении щупов между коллектором и эмиттером мультиметр будет показывать бесконечно большое сопротивление, независимо от того какой щуп подключен к коллектору, а какой к эмиттеру.

Продолжение следует…

В свое время транзисторы пришли на смену электронным лампах. Это произошло благодаря тому, что они имеют меньшие габариты, высокую надежность и менее затратную стоимость производства. Сейчас, биполярные транзисторы являются основными элементами во всех усилительных схемах.

Представляет собой полупроводниковый элемент, имеющий трехслойную структуру, которая образует два электронно-дырочных перехода . Поэтому транзистор можно представить в виде двух встречно включенных диода . В зависимости от того, что будет являться основными носителями заряда, различают p-n-p и n-p-n транзисторы.

База – слой полупроводника, который является основой конструкции транзистора.

Эмиттером называется слой полупроводника, функция которого инжектирование носителей заряда в слой базы.

Коллектором называется слой полупроводника, функция которого собирать носители заряда прошедшие через базовый слой.

Как правило, эмиттер содержит намного большее количество основных зарядов, чем база. Это основное условие работы транзистора, потому что в этом случае, при прямом смещении эмиттерного перехода, ток будет обуславливаться основными носителями эмиттера. Эмиттер сможет осуществлять свою главную функцию – впрыск носителей в слой базы. Обратный ток эмиттера обычно стараются сделать как можно меньше. Увеличение основных носителей эмиттера достигается с помощью высокой концентрации примеси .

Базу делают как можно более тонкой . Это связано с временем жизни зарядов. Носители зарядов должны пересекать базу и как можно меньше рекомбинировать с основными носителями базы, для того чтобы достигнуть коллектора.

Для того чтобы коллектор мог наиболее полнее собирать носители прошедшие через базу его стараются сделать шире.

Принцип работы транзистора

Рассмотрим на примере p-n-p транзистора.

В отсутствие внешних напряжений, между слоями устанавливается разность потенциалов. На переходах устанавливаются потенциальные барьеры. Причем, если количество дырок в эмиттере и коллекторе одинаковое, тогда и потенциальные барьеры будут одинаковой ширины.

Для того чтобы транзистор работал правильно, эмиттерный переход должен быть смещен в прямом направлении, а коллекторный в обратном . Это будет соответствовать активному режиму работы транзистора. Для того чтобы осуществить такое подключение, необходимы два источника. Источник с напряжением Uэ подключается положительным полюсом к эмиттеру, а отрицательным к базе. Источник с напряжением Uк подключается отрицательным полюсом к коллектору, а положительным к базе. Причем Uэ

Под действием напряжения Uэ, эмиттерный переход смещается в прямом направлении. Как известно, при прямом смещении электронно-дырочного перехода, внешнее поле направлено противоположно полю перехода и поэтому уменьшает его. Через переход начинают проходить основные носители, в эмиттере это дырки 1-5, а в базе электроны 7-8. А так как количество дырок в эмиттере больше, чем электронов в базе, то эмиттерный ток обусловлен в основном ими.

Эмиттерный ток представляет собой сумму дырочной составляющей эмиттерного тока и электронной составляющей базы.

Так как полезной является только дырочная составляющая, то электронную стараются сделать как можно меньше. Качественной характеристикой эмиттерного перехода является коэффициент инжекции .

Коэффициент инжекции стараются приблизить к 1.

Дырки 1-5 перешедшие в базу скапливаются на границе эмиттерного перехода. Таким образом, создается высокая концентрация дырок возле эмиттерного и низкая концентрация возле коллекторного перехода, в следствии чего начинается диффузионное движение дырок от эмиттерного к коллекторному переходу. Но вблизи коллекторного перехода концентрация дырок остается равной нулю, потому что как только дырки достигают перехода, они ускоряются его внутренним полем и экстрагируются (втягиваются) в коллектор. Электроны же, отталкиваются этим полем.

Пока дырки пересекают базовый слой они рекомбинируют с электронами находящимися там, например, как дырка 5 и электрон 6. А так как дырки поступают постоянно, они создают избыточный положительный заряд, поэтому, должны поступать и электроны, которые втягиваются через вывод базы и образуют базовый ток Iбр. Это важное условие работы транзистора – концентрация дырок в базе должна быть приблизительно равна концентрации электронов. Другими словами должна обеспечиваться электронейтральность базы.

Количество дырок дошедших до коллектора, меньше количество дырок вышедших из эмиттера на величину рекомбинировавших дырок в базе. То есть, ток коллектора отличается от тока эмиттера на величину тока базы.

Отсюда появляется коэффициент переноса носителей, который также стараются приблизить к 1.

Коллекторный ток транзистора состоит из дырочной составляющей Iкр и обратного тока коллектора.

Обратный ток коллектора возникает в результате обратного смещения коллекторного перехода, поэтому он состоит из неосновных носителей дырки 9 и электрона 10. Именно потому, что обратный ток образован неосновными носителями, он зависит только от процесса термогенерации, то есть от температуры. Поэтому его часто называют тепловым током .

От величины теплового тока зависит качество транзистора, чем он меньше, тем транзистор качественнее.

Коллекторный ток связан с эмиттерным коэффициентом передачи тока .

Токи в транзисторе можно представить следующим образом

Сусанна Гукасовна Мадоян

создательница первого полупроводникового триода в СССР

Александр Нитусов
(по материалам интервью с С.Г. Мадоян)

Открывая в 2007-м году осенний форум Intel для разработчиков (IDF) в Сан-Франциско, старший её вице-президент и генеральный менеджер подразделения Digital Enterprise Group Патрик Гелсингер отметил[1], что этот год стал юбилейным не только для Intel (отметившей десятилетие IDF), но и для всей полупроводниковой отрасли: как признано международным сообществом, 60 лет назад американцы У. Шокли, В. Браттейн и Дж. Бэрдин, работавшие на фирме BELL Labs, изготовили первый транзистор.

Говоря точнее, они создали первое миниатюрное полупроводниковое лабораторное устройство обеспечивавшее «транзисторный эффект». Лишь спустя несколько лет, после ряда технических усовершенствований, оно было пущено в серийное производство и стало «тем самым транзистором». Этот же путь проделали подобные устройства и в других странах.

Разумеется, такие изобретения не делаются на пустом месте «из ничего», но появляются как результат длительной предшествующей работы многих учёных и экспериментаторов. Так теоретические основы, предопределившие появление именно этого прибора были сформированы научными достижениями и базировались на экспериментальных разработках советских и немецких учёных и инженеров в 1920-1930-е годы. Кстати, их роль упоминал и Дж. Бэрдин в своей нобелевской лекции, отмечая что американские создатели триода/транзистора «стояли на плечах гигантов».

Появление триода – «краеугольного камня микроэлектроники» именно в, защищённых океаном, экономически благополучных и технологически развитых США – своего рода историческая закономерность. Разразившаяся в Европе Вторая мировая война «милитаризировала» исследовательскую деятельность, деформировав её развитие и парализовав проекты не имевшие немедленного практического выхода. В послевоенной Германии экономическая ситуация также не способствовала научному прогрессу.

В СССР же работа затормозилась, но достаточно быстро возобновилась. Несмотря на огромный ущерб и потери, страна начала ускоренными темпами «навёрстывать упущенное» уже в конце войны, хотя и с понятным запозданием. Как известно, популярный на Западе, прогноз о том что «большевики будут восстанавливать свою страну десятилетиями» не сбылся. Возрождение хозяйства и науки шло буквально по следам отступавших нацистских армий. Так, например, летом 1944 в освобожденном, но ещё почти полностью разрушенном Киеве уже восстанавливались заводы и электростанции, из действующей армии отзывали учёных и инженеров для развития научных работ и уже отменялась мобилизация старшекурсников технических вузов – нужно было готовить специалистов. В 1946 в Киеве уже работали институты, а из Москвы откомандировывались академики для содействия возрождению Академий наук Украинской и Белорусской ССР. Вернулся в Киев из эвакуации и Вадим Лашкарев, ещё в 1939 открывший явление p-n перехода в полупроводниках, в 1952 создавший свои собственные транзисторы, а в 1960-е возглавивший Киевский институт электроники. В Москве же, работа шла ещё активнее.

Сусанна Гукасовна Мадоян

В 1948 в Московском Химико-технологическом институте (МХТИ) на кафедре «Технология электровакуумных и газоразрядных приборов» произошёл, казалось бы, заурядный случай. При распределении дипломных работ тема «Исследование материалов для кристаллического триода» досталась симпатичному, но застенчивому студенту стоявшему последним в списке группы. Испугавшись, что не справится, бедняга стал просить руководительницу группы дать ему что-нибудь другое. Та, вняв уговорам, подозвала оказавшуюся рядом девушку и сказала: «Сусанна, поменяйся с ним. Ты у нас девушка смелая, активная и с этим разберёшься». Так 22-летняя дипломница Сусанна Мадоян, сама того не ожидая, оказалась первым разработчиком транзисторов в СССР.

Вскоре её направили в подмосковный город Фрязино, в НИИ-160 (НИИ «Исток»), в лабораторию А.В. Красилова. Разумеется, никаких особых познаний о транзисторах (кроме общей теории полупроводников) у Сусанны не было – она собиралась исследовать люминофорные явления, однако Красилов оказался замечательным руководителем и постарался снабдить её всей доступной научной литературой. Правда эта «литература» ограничивалась несколькими выдержками из закрытых технических бюллетеней, в частности работой Кикоина, да ещё в 1948 г. в американском журнале Physical Review, в отделе «Письма» промелькнула небольшая статья об усилительном эффекте в точке пересечения металлических контактов и поверхности полупроводниковой пластинки. Никаких технических подробностей она не содержала.

Разумеется, не имелось и никаких материалов специально подготовленных для экспериментов. Исследователи раздобыли пластинку полупроводникового материала, вынутую из какого-то трофейного немецкого датчика, а затем Сусанна соорудила конструкцию из двух контактных пружинок, сделанных из бериллиевой бронзы, и двух стальных скобок. Эта контактная пара перемещалась взад-вперед по пластинке с помощью горизонтального винта, приводимого в движение отвёрткой, а вся миниатюрная экспериментальная установка по виду мало отличалась от обыкновенного реостата или потенциометра. Снимаемый сигнал подавался на «характерограф» – прибор подобный осциллографу, который настраивался другим лаборантом. И теоретические познания и практический опыт Сусанне приходилось приобретать в процессе работы. Передвигая контакты по пластинке можно было снимать характеристики и отыскивать точки дававшие лучшие показатели. Красилов периодически интересовался, получен ли усилительный эффект. Однако характеристики были очень нестабильными и после примерно получаса работы контакты приходилось переводить в какое-нибудь другое место. Тем не менее «усилительный (транзисторный) эффект» в конце концов был получен. В 1949 г. было зарегистрировано первое наблюдение «транзисторного эффекта» и, по сути дела, создание первого советского триода (слова «транзистор» тогда никто не знал), авторами которого и стали инженер А.В. Красилов и студентка-дипломница Сусанна Мадоян. Разумеется, это была лишь действующая экспериментальная установка; промышленный выпуск транзисторов начался позже, в 1950-е с изобретением плоскостного или «планарного» транзистора. Точно таким же образом шло развитие транзисторов и в Америке – логика науки одна для всех.

Путь к созданию технически более совершенных моделей был открыт. В том же 1949 году Сусанна Гукасовна Мадоян получила диплом специалиста по электронным приборам, которые и стали делом всей её научной и педагогической жизни.

Дальнейшее развитие советской электроники шло в ускоренном темпе и напоминало снежный ком. Сусанна Гукасовна убеждена в том, что основы успеха были во многом заложены трудами и научным провидением академика и адмирала Акселя Ивановича Берга, начавшего ещё в 1943 году мобилизацию всех имевшихся научных и технических резервов и наработок для скорейшего развития электронной техники в СССР. Это диктовалось как военной необходимостью – сам А.И. Берг был одним из создателей советской радиолокации, так и общим развитием науки. Опираясь на правительственные директивы, Берг начал исследовательские программы по электронике на «имевшихся площадках» – во Фрязино и в Москве в Институте 108. В 1947 г. в МХТИ была открыта специализированная кафедра «Технология Электровакуумных и Газоразрядных Приборов», на которую Сусанна Мадоян пришла в том же году. Разумеется, тогда она и не предполагала что её имя станет одной их знаменательных вех в истории отечественной (да наверное и мировой) электроники которой будет посвящена вся её последующая профессиональная жизнь.

Начало же биографии было совсем не лёгким.

Гукас Акопович Мадоян — отец Сусанны Гукасовны

Сусанна Гукасовна родилась 24 июня 1925 г. в городе Батуми в Грузии. Её отец – Гукас Акопович Мадоян происходил из деревни Гюлантуп Карского района уезда Эриванской губернии, входившего до первой мировой войны в состав Российской империи. В 1914 году его призвали в армию; воевал где-то в Белоруссии. К началу 1918 года их полк вернули в Гюмри, и он ждал возвращения домой, где оставались родители, пять братьев и сестер (кроме старшего брата, дослужившегося до унтер-офицерского звания) и многочисленная отцовская родня. Но это было время геноцида армян. Турки ворвались в их деревню, началась резня, его пятнадцатилетнего брата Арута закололи вместе с остальными молодыми мужчинами на глазах у матери, которая, не выдержав увиденного, умерла. Дед Сусанны, Акоп, остался один с четырьмя детьми. Старшей дочери было 18 лет, младшей – 9 лет, сыновьям 6 и 3 года. Они бежали ничего не захватив с собой – дед спасал детей. Как-то добрались до железной дороги и приехали в Гюмри. Дед остался на вокзале с младшим сыном, а остальных детей отправил искать приют и пропитание. Здесь им улыбнулась удача. По почти невероятной случайности они встретили на улице старшего брата – Гукаса (отца Сусанны Гукасовны), везшего на телеге хлеб в казармы. Он отдал им часть хлеба и велел ждать на том же месте. Доставив оставшийся хлеб в расположение части и доложив о случившемся командиру, Гукас вернулся к братьям и сестрам. Они все вместе пришли на вокзал и к своему ужасу нашли деда умершим, а малыша – младшего брата вцепившимся в его грудь. Пока полк отца стоял в Гюмри, детям позволяли жить рядом, в хлеву при казармах. Солдаты – сослуживцы отца – помогли им выжить, приносили еду. Затем полк перевели в Ереван, а младших детей забрали в работавший там американский детский дом. Старшая сестра отца осталась одна и два года скиталась перебиваясь «чем бог послал», но в 1920 г. снова нашла брата, уже в Ереване. К тому времени их полк расформировали, но ещё раньше затерялись следы младших братьев и сестры. Отец со старшей сестрой переехали в Батуми, где было легче найти работу и обустроиться. В Батуми отец встретил девушку Ашхен (Ашхен Хачатуровна Мурадян), с которой они вскоре и поженились. Она стала матерью Сусанны Гукасовны. Семья Ашхен бежала из отошедшего к Турции Карса, где её отец был церковным сторожем. Во время бегства из Карса она потеряла отца и брата, похоронила мать. Попав в Кировокан, случайно встретила на улице свою старшую сестру с мужем и с ними приехала в Батуми, где и встретилась с будущим мужем.

Много лет отец продолжал поиски младших братьев и сестры. Уже в конце 1920-х годов в Ереване нашлась его сестра, а ещё через несколько лет нашелся ещё один из братьев – Саркис Акопович Мадоян. Он жил в какой-то деревне у чужих людей и работал подпаском, а перед этим, в детдоме его обучили армянской и русской грамоте. Отец перевёз найденного брата к себе и он продолжил учебу, подготовился и поступил на рабфак в Тифлисе. Потом Саркис Мадоян стал инженером, строителем дорог. Именно он проектировал и построил в Спитаке первый каменный мост, единственный уцелевший после землетрясения в 1988 года, когда все новые мосты разрушились. Своего младшего брата – Зураба – отец так и не нашёл…

Отец, мать и дочь — 1970 г.

К счастью, семейная жизнь самих Гукаса и Ашхен сложилась удачно; они провели вместе все, отпущенные им судьбой, годы.

Сама Сусанна Гукасовна жила в Батуми до 19 лет. Посещала грузинский и русский детские сады. В 1932 г. мама отвела её в нулевой класс русской средней школы. Училась хорошо, но в начальных классах школы менялись несколько раз. Шла перестройка системы образования. Однако с пятого класса школы больше не менялись, занятия стабилизировались, и Сусанна стала отличницей. В 1943 году школы разделили на женские и мужские, а в 1944 г. она наконец получила аттестат. Шла война. Старое здание школьное здание превратили в госпиталь, а учителей и учеников перевели в менее приспособленное помещение. С аттестатом отличника она без экзаменов поступила в Московский химико-технологический институт им. Менделеева. Отец в то время служил в армии и продолжить учёбу помог его старый друг. Однако родных и знакомых в Москве не было. Жила в общежитии и на себе испытала все трудности военного быта с карточными рационами, темнотой, холодом и голодом. Учиться начала на факультете органической химии, а с шестого семестра перешла на спецфакультет, на только что открывшуюся новую кафедру. Соблазнило обещанное углубленное изучение математики и физики. Кафедра должна была выпускать специалистов по электронным приборам всех видов – в стране тогда начались интенсивные работы по развитию радиолокационной техники.

Вот таким образом, Сусанна Мадоян оказалась специалистом по физико-химическим процессам в электронных приборах. Свою дипломную работу, по теме «Исследование материалов для кристаллического триода», она выполняла в одном из закрытых институтов Министерства средств связи, где и создала первый в СССР образец прибора обеспечивавшего транзисторный эффект – т. е. лабораторный образец точечного триода.

Институт окончила в 1949 году и, получив диплом с отличием, была направлена на работу в тот же НИИ где делала дипломную работу.

Создание точечных транзисторов было началом её трудовой деятельности, однако вскоре пришлось переключиться на разработку и изготовление диодов для развивающейся вычислительной техники. В то время единственным полупроводниковым материалом, пригодным для создания приборов, был германий. Все приборы делались на лабораторных материалах. В конце 1952 года решено было заняться, так называемыми, плоскостными транзисторами. А в начале 1953 г. было принято специальное постановление правительства о развитии полупроводниковой электроники. В Москве был организован специальный НИИ по разработке полупроводниковых приборов, её лабораторию перевели туда и превратили в отдел по разработке полупроводниковых транзисторов. Сусанна Гукасовна руководила лабораторией плоскостных транзисторов, где много разрабатывала и внедряла их в производство. За десять лет создали маломощные транзисторы и транзисторы средней мощности р-n-р и n-р-n типов с различными характеристиками и назначением, изготавливавшиеся на многих серийных заводах и широко применявшиеся в военной и гражданской промышленности.

С.Г. Мадоян — кандидат технических наук — 1960 г.

Сусанна Мадоян — студентка-дипломница, 1948 г.

В конце 1960 года С.Г. Мадоян защитила диссертацию на степень кандидата технических наук и начала цикл новых работ по созданию СВЧ приборов – туннельных диодов, основанных не только на германии, но и на появившемся к тому времени новых полупроводниковых материалах – арсениде галлия и антимониде галлия. Однако в 1969 г. оставила полупроводниковую промышленность и занялась преподаванием – получила должность доцента кафедры «Полупроводниковые приборы» в Институте стали и сплавов. Там вела курс «Технология полупроводниковых приборов» и написала ряд учебных пособий, по лекционному курсу, по курсовому проектированию и лабораторному практикуму. Руководила работами аспирантов; девять из них защитили кандидатские диссертации.

О своей дипломной практике и последующей работе сама С.Г. Мадоян рассказывает следующее[2].

«Осенью 1948 года я выполняла дипломную работу в НИИ г. Фрязино. Она называлась «Исследование материалов для кристаллического триода». Руководил работой Александр Викторович Красилов. «Исследование материалов» – громко сказано – весь материал представлял собой маленькую пластину весом 20 мг, извлеченную из детектора фирмы «Сименс». Кристалл довольно скоро поизносился, так как после каждого эксперимента и просмотра характеристик приходилось его подшлифовывать, травить, и встал вопрос о том, что делать дальше. Про работы, которые велись в ГИРЕДМЕТе, мы тогда ничего не знали, я во всяком случае, но после недолгих поисков на складе нашли баночку двуокиси германия. Красилов сказал, вот, делайте что хотите. Я была профессиональным химиком и примерно знала что нужно делать, но, как и что получится, предвидеть было нельзя. Предприятие у нас было богато оборудованием, поэтому я начала с того, что выбрала водородную печку, в которой нужно было произвести восстановление этой двуокиси. О чистоте мы тогда не задумывались. Температуру плавления германия и его свойства я, конечно, знала, и, загрузив в печку половину белого порошка, я (мне разрешили работать, можно сказать, в вечернюю смену, потому что днём там шли свои работы), продежурив сколько-то часов у печки, достала черный порошок. Дальше его нужно было спекать, но как спекать и при какой температуре, я не знала. Однако и с этой задачей справились, а после спекания провела плавление, затем направленную кристаллизацию и получила плоский слепочек вроде кварцевой лодочки. Дальше встал вопрос о его механической обработке. Это мы тоже провели. Но дело в том, что и окиси у нас было немного и такими способами что-то производить было нельзя, тем более что мы тогда очень мало знали о полупроводниках. Книга Шокли ещё не появилась, единственное, что было в литературе это «Электропроводность полупроводников» Валькенштейна. Тем не менее, дипломную работу я сделала, написала отчёт и защитила».

Сусанна довольна, она — дипломированный специалист, 1949 г.

С.Г. Мадоян — 1950 г.

Так закончился этот год, потом 1949-й, и, когда я начала работать как дипломированный специалист, мы получили задание «быстро-быстро делать высоковольтные диоды». Нужно было как-то обеспечить себя материалом, и тут выяснилось, что задание на изыскание сырья и производство германия как металла получил ГИРЕДМЕТ. Тогда мы познакомились с научным руководителем ГИРЕДМЕТа Николаем Петровичем Сажиным, членкором академии наук и просто изумительным человеком. Производил он впечатление неизгладимое своей энергией, знаниями, умением разговаривать с любым человеком, каждому что-то дать, ну, подарить что ли своё, свой взгляд на мир, на работу, на людей. Он никогда не отказывался разговаривать даже с такими вот молодыми людьми, интересовался, как и что мы делаем, и показывал всё, что делали в ГИРЕДМЕТе. Можно сказать, что эта работа по созданию германия для производства приборов уже шла у нас как-то совместно, потому что мы были богаты оборудованием, а ГИРЕДМЕТ, к тому времени научился из сырья (а сырьем были воды коксующихся углей) производить порошок германия и проводить его спекание. Мы получали эти вот брусочки и дальше уже вели работы сами. Николай Петрович вместе со своими сотрудниками приезжал к нам во Фрязино посмотреть, что и как мы делаем, а потом они у себя завели водород, начали проводить плавление и направленную кристаллизацию и сделали установку для вытягивания кристаллов. Затем снова приехали посмотреть. Дело у них долго не налаживалось, но мы в то время не могли определить никаких требований к материалу; то есть мы примерно знали, что нам нужно, но только примерно. Поскольку материала не было, мы его не опробовали и не знали, что из какого материала получается. Поэтому у нас получались всякие неожиданные результаты. Единственное что мы определили точно уже в 1952 г., это то, что от ГИРЕДМЕТа нам нужно получать вот эти самые слиточки германия нелегированными с проводимостью p-типа, а уже дальше самим тянуть то ли монокристалл, то ли поликристалл. Поликристалл состоял из двух-трёх кристаллов, так что после механической обработки мы могли отбирать кусочки.

Но здесь мне хочется рассказать не столько о материале, сколько о самом Николае Петровиче. Человек он был, конечно, удивительный, очень энергичный и, кроме того, очень знающий, он много лет проработал, читал лекции в Менделеевском институте по получению, скажем так, редких металлов, хотя к тому времени уже было известно, какие это редкие металлы.

Он относился к работе, к сотрудникам и к нам, гостям, на самом высоком уровне, мы даже подружились, а его пример отлично действовал на сотрудников, вот поэтому сотрудники этой лаборатории, очень немногочисленной, которую возглавляла Наталья Матвеевна Эльхонес, стали как бы единой бригадой с нами в работе. Без них мы ничего бы не сделали и их работы тоже очень быстро продвигались благодаря требованиям, которые мы предъявляли, так как мы опробовали их работы – так вот и двигались потихонечку. Каждый этап работы обсуждался с Николаем Петровичем, его сотрудниками, в которых он принимал самое горячее участие, и было заметно, что он очень и волнуется и близко к сердцу принимает все, что происходило в этой сфере. А для химика же вся эта физика была совершенно внове: дырки, электроны, примеси, доноры и акцепторы – все это приходилось популярно объяснять. Как-то разговоры в кабинете Николая Петровича затянулись. Когда его сотрудники ушли и мы стали прощаться, он вдруг вскинул свою большую красивую голову с копной густых волос с проседью, весь такой большой, крепкий, подошел к стене на которой у него висела географическая карта Советского Союза, административная из тех карт к которым мы привыкли в школах и начал говорить о том, как он партизанил на Дальнем Востоке в гражданскую войну. Рассказывал и показывал по карте. Это было так интересно и увлекательно, что мы заслушались. И то же самое было, когда начались работы по созданию полупроводниковых соединений германия – тут уже лаборатория была другая, а Николай Петрович был прежний. Как он всех помнил, как он помнил всё что нужно, остается загадкой, потому что на нём в те годы лежала ещё и очень тяжёлая задача по созданию атомной промышленности. Над этим работала очень большая группа под его руководством, и я помню, как этот большой и сильный человек плакал, когда хоронили его ученика, плакал слезами, как самый обыкновенный человек. В общем, он оставил такой неизгладимый след и в памяти, и в работах. Если бы не Николай Петрович, то, как я сейчас понимаю, работы по созданию первого нормального полупроводникового материала, первых технических условий и внедрение его в производство затянулась бы на долгие годы, а так уже где-то к концу 1954-го, в 1955 году мы имели германий и могли начинать производство транзисторов. Ну, тогда и много диодов делалось на германии, но к диодам такие требования не предъявлялись ….

Другой человек, оказавший большое влияние на нашу работу, на наше понимание того, что мы делаем, что и как надо делать, был Николай Алексеевич Пенин, научный сотрудник из НИИ-108. Эту лабораторию курировал сам академик А.И. Берг, научной работой руководил профессор Калашников, создавший в Союзе первый нормальный систематический курс физики полупроводников и читавший лекции в университете.

Однако Николай Алексеевич Пенин нам был ближе просто потому, что он занимался непосредственно приборами и, будучи много старше и лучше подготовленным, очень хорошо разбирался, причём разбирался ещё до того, как прибор был сделан, знал, что нужно от него получить и как к этому двигаться. Он много времени уделял нам, беседы с ним велись подолгу, объяснял он очень хорошо. Он сделал первый плоскостной триод в СССР. В этой же лаборатории был сделан первый тянутый транзистор. Монокристалл с p-n переходами внутри делала Вера Григорьевна Алексеева, но она не любила рассказывать так, чтобы все было понятно, и после того как она мне рассказала, как она это сделала, мне пришлось с недоуменными вопросами обращаться к Сергею Григорьевичу Калашникову. Непонятно, говорю, как это получается. А он и говорит: «это не так получается, а вот так».

Вот такие разные были люди. Николай Алексеевич – очень обаятельный человек. Он до сих пор работает в ФИАНе старшим научным сотрудником, но тогда мы очень хотели заполучить его в качестве зам. директора по науке, потому что лучше него, действительно, в те годы никто не разбирался в полупроводниковых приборах. Это Маслову пришла в голову такая идея, что институту нужен научный руководитель. Желающих нашлось много, но, слава Богу, что Алексей Андреевич советовался с нами, стоит ли и надо ли приглашать того или другого претендента и каждый раз, когда заходила речь о том, что вот такой намечен, мы бурно протестовали и высказывали своё пожелание, что хотим Пенина и никого больше. К сожалению, Пенин не прошёл. Видно его не утверждали, в общем, я не знаю досконально эту историю, но мы ещё много лет оставались без научного руководителя. Правда должность эта была внесена в штат и научный руководитель у нас появился, но уже, наверное, в начале 1960-х.

С Яковом Андреевичем мы были знакомы давно, ещё по Фрязино, он у нас проходил практику в 1952 году. На него произвело впечатление то, что у нас ещё не было приборов на полупроводниковых элементах, и он решил посвятить свою дипломную работу созданию приёмника на полупроводниках. Ну, диодов у нас было много, а транзисторов ещё не было. Как он угадал, что они появятся к его дипломной работе, не знаю, но он пришёл в 1953 году и попросил дать транзистор, а у нас были только первые образцы, слабые, плохие. Нам нужно было набрать партию для предъявления комиссии, но отказать Якову Андреевичу было невозможно и не в наших, так сказать, правилах. И он получил, причём на выбор, то, что ему нужно было, и ещё раз приходил. В общем, отношения с ним поддерживались постоянно, он знал основных сотрудников наших, знал, как и чем мы занимаемся, кто на что способен. Приёмник свой он сделал, диссертацию защитил, закончил академию Жуковского и был направлен в НИИ-108, где и работал в лаборатории Калашникова.

Рассказ о людях, стоявших у истоков развития полупроводниковой электроники, был бы неполным, если не упомянуть о наших … как бы сказать… наблюдателях или советниках из министерства обороны. Это Виктор Исаакович Минц и Иосиф Григорьевич Бергельсон. С Минцем я познакомилась, когда делала дипломную работу, его тогда командировало министерство обороны, чтобы он при этом присутствовал и наблюдал. Но так как до войны он окончил три курса университета и специализировался, или хотел специализироваться, по кристаллографии, то его в большей степени увлекли работы по самому материалу. Процесс изготовления германия, кристаллов. И вот все эти вечерние дежурства по восстановлению, спеканию и плавке он добросовестно просиживал, а потом, при нашем переезде в Москву, он снова появился у нас. И уже в Москве, будучи непременным членом всех приёмочных комиссий, он всегда уделял больше времени изучению материалов, чем отстаиванию каких-то принципов.

Ну, мы знали, что он военный человек, у него поставлены задачи, он это чётко определял. Например: «вот это я не могу уступить, всё!», но его самого всегда интересовало, а что же мы делаем, как получается, какие перспективы. Он читал все наши отчёты, всю литературу и был очень приятным членом комиссии, потому что понимал – есть требования, которые невозможно выполнить, есть требования, которые невозможно совместить, и с ним все вопросы всегда нормально решались. Некоторые же заказчики хотели иметь в одном приборе всё сразу, не понимая что прибор делается на одном кристалле, свойства которого определяют все параметры. Его можно подобрать по какому-то одному значимому параметру, а уж все остальные будут по сопровождению. Минц все прекрасно понимал, потому что был человеком с широким образованием, очень добрым по натуре, начитанным, ироничным, прекрасным собеседником.

Иосиф Григорьевич Бергельсон у нас появился, во время сдачи комиссии первой работы. Об Иосифе Григорьевиче можно сказать очень много хорошего, человек с тяжёлой судьбой и человек, как говорится, старшего поколения, который уже до войны был сознательным. Я, к сожалению, ничего на знаю о его образовании, но знаю что это тоже был человек весьма понимающий и интересующийся делом. Начиналась НИР – НИР у нас, как правило, шли почти без присутствия военных, но когда мы заканчивали и был готов отчёт, Иосиф Григорьевич во многих случаях просто просил дать ему на прочтение. Мы иногда даже шли на то, чтобы он потихоньку клал этот черновик в свой портфель и уезжал читать к себе.

Бергельсон был начальником лаборатории ЦНИИ-22, в которой работали наши наблюдатели от министерства обороны. Они принимали у нас работы, участвовали во всех приёмках и в лаборатории тоже вели исследования различных случаев применения, различных свойств приборов. Они согласовывали с нами ТЗ на ОКР и, что самое главное, технические условия на приборы. Первые годы были очень тяжёлыми потому что на каждый прибор составлялись свои технические условия (ТУ) и их нужно было согласовывать по всем пунктам, по всем параметрам, а не только по параметрам того прибора, который был сделан. Проведение испытаний и их методику, а ещё встал вопрос о том, что нужно составить и согласовать общие ТУ на полупроводниковые приборы, и если какой-то из них будет иметь отклонения, тогда в технические условия на этот прибор включать только эти пункты, а все остальное будет идти по общим техническим условиям. Эта работа велась долго, лет пять или шесть и, в конце концов, технические условия были согласованы. Главная работа военных лежала на плечах Иосифа Григорьевича. Так сказать, дай Бог ему ещё здоровья….

Ну и чтобы картина была совсем полной, наверное, надо ещё рассказать о Игоре Павловиче Степаненко. Мы действительно делали приборы, но чтобы эти приборы пошли в применение, чтобы были заказчики, чтобы люди знали, что на них можно делать кто-то должен был исследовать их свойства, методы и способы применения, задавать какие-то рабочие условия, параметры. Этим занялся отдел № 4 под руководством Игоря Павловича Степаненко, руководившего кафедрой электроники в МИФИ. Надо сказать, что работа с самого начала была поставлена на высоком уровне. Игорь Павлович был очень серьезным человеком и сотрудники у него работали серьезные, и мы сами о своих приборах узнавали много того, чего раньше не знали. Кроме этого, тот же отдел занимался и методиками механических испытаний и создавал установки и методы. Игорь Павлович работал в постоянном контакте с нами.

К сожалению, он рано ушёл из жизни, очень приятный в общении человек, никогда не повышавший голоса, во всяком случае, не на своих сотрудников, никогда не сердившийся, всегда внимательный. Все разговоры с ним были очень деловыми, мы всегда приходили к каким-то результатам, всегда знали, что они делают, и он знал, что мы делаем. Такая вот была работа хорошая. Его заслуга в том, что очень быстро стало развиваться применение полупроводниковых приборов, потому что отдел выдавал по тому времени исчерпывающую информацию о возможностях приборов и условиях их применения. Для нас, разработчиков, особенно важной была работа по составлению справочных листов. Разговаривать с людьми, занимавшимися этим, было тяжёлой работой. Тяжёлой, в том смысле, что перед тем как составить справочный лист, нужно было очень сосредоточенно и досконально рассматривать все материалы представленные ими для ознакомления и согласования. У них возникали требования и к нам и к приборам: что ещё мы должны сделать и как, что чему-то соответствует, а чему-то не соответствует. Надо сказать, что эта работа проводилась на высоком уровне, а потом уже никто не мог так делать.

Как ни странно, после ухода Степаненко работы несколько развалились. При этом отдел всё время рос, а потом даже разделился на несколько отделов. Однако, по-видимому, начал срабатывать закон Паркинсона: институт в общем-то уже встал на ноги и появилось много сотрудников, заинтересованных не в самой работе, а в собственном устройстве и росте. Они хотели делать свои дела, а если только появлялась какая-нибудь яркая личность, то появлялась и интересная работа.

Сам Степаненко сохранял с нами связи ещё много лет. Они заключались в том, что он приглашал нас проводить семинары со своими студентами по новым типам приборов. Я дважды проводила такие семинары по туннельным диодам и генераторам Ганна. Он приглашал нас на научные семинары кафедры, на которых обсуждались какие-то вопросы или выступали интересные учёные. В общем, связь не прерывалась всю его жизнь.

Говоря о том времени, когда становилась на ноги полупроводниковая электроника, нельзя не сказать несколько слов о людях, занимавшихся измерениями, исследованиями и разработкой установок для определения параметров полупроводниковых материалов шедших в производство. Измерительную технику создавали для приборов Юра Каменецкий и Юлий Концевой. Юра Каменецкий работал с нами в одном отделе ещё во Фрязино, наши лаборатории помещались друг против друга и мы, конечно, знали друг друга в лицо, здоровались, улыбались, но в более близкие отношения как-то не вступали, кроме того, что он любил сжигать мои диоды.

Юра перешёл на работу к нам кажется в начале 1955 года. Мы очень нуждались в установках на которых можно было бы измерять параметры приборов. В лаборатории мы кое-как собирали установки из отдельных приборов и мерили то, что нам надо, но надо было заботиться и об опытном производстве – делать установки на которых измерения могли бы проводить не только инженерные работники, но и работники цехов и ОТК. Кроме того, установки должны были быть компактными, утверждёнными, соответствовать каким-то ТУ и прочее. И вся эта работа легла на плечи Юры Каменецкого. Много лет он очень успешно занимался этим и, конечно, это тоже способствовало ускорению разработок. Ну, Юра Каменецкий вообще всеобщий любимец, всегда жизнерадостный, всегда улыбающийся, всегда доброжелательный и при этом очень трудолюбивый, очень способный, умеющий быстро получать результаты, быстро оценивать то, что есть и что надо делать. Сначала измерительная лаборатория была в нашем отделе, потом выделилась в отдельный отдел, но наши хорошие отношения и постоянные связи с годами только укреплялись.

Юля Концевой появился на нашем горизонте несколько позже. До этого контроль входного материала осуществлялся весьма примитивно и, можно сказать, собственными силами. Появилась в 1954 году лаборатория Иглицына, но там появились и собственные интересы и только с приходом Концевого начались работы действительно направленные на ускорение и углубление исследования материалов по параметрам важным для наладки работ на заводах и проведения приёмки материалов в ОТК. Он освободил нас ото всего этого, больше не нужно было самим мерить сопротивление или ещё что-то и определять время жизни какими-то смехотворными способами. Юля всё это привёл в систему и в течение ряда лет разработал способы определения всех параметров, которые вообще могли бы пригодиться в производстве приборов, много нового сделал и в общем обеспечил этот фронт.

Самое трудное – рассказать об Александре Викторовиче Красилове, с которым я познакомилась осенью 1948 года, когда пришла к нему на преддипломную практику. Совершенно случайно, по распределению, не собираясь заниматься полупроводниками. То, что тогда было о них известно – купроксы, селен и кремниевые детекторы, не возбуждало интереса на фоне таких приборов, как электронно-лучевые трубки, газоразрядные приборы, клистроны, магнетроны, всё, чему нас обучали. Это было как-то не то, тем более что было известно, что детекторами в самых первых приёмниках, ещё дореволюционных, служили кристаллы, в основном феррита, и детектор представлял собой, так сказать, иголку. Её придавливали к этому кристаллу он какое-то время работал, потом надо было искать новую контактную точку, потому что сгорала старая, и никаких систематических сведений, кроме купроксов и селенов, и упоминаний о других приборах в книгах нельзя было найти.

Ну вот, пришла я на практику, мне дали статью об этом самом точечном транзисторе, как нашли этот эффект, что это такое. Это была единственная исходная литература, но я английского языка не знала, хорошо знала немецкий, и поэтому начала ускоренно учить английский для работы. В конце концов, прочла статью, а потом нашла какие-то другие сообщения, основанные на этом, в частности, «Экспресс-информацию». У нас в Союзе выпускался такой листок с обзором иностранной печати. Правда, туда ничего не вошло, но, так как обзор составлял академик, он высказал своё мнение и взгляды. Ну, и дал мне Александр Викторович детектор фирмы Сименс, из которого я должна была извлечь кристалл. Александр Викторович ещё до моего появления заказал такой манипулятор, на котором можно было установить кристалл, припаяв его к какому-нибудь металлическому болтику, и подвести два усика с двух сторон. Усики эти крепились, если мне память не изменяет, на пружинках, применяемых для настройки клистронов.

Рядом со мной Виктор Козлов в это же время делал характериограф, который мы использовали для просмотра вольт-амперных характеристик триода, – это было его дипломной работой. Таким образом, Александр Викторович подготовил всё для начала работы и даже стенд заказал в измерительном отделе. Правда изготовили его уже в начале 1950 года и он использовался Щиголем в его дипломной работе, а потом был благополучно перевезён в НИИ “Пульсар”.

Александр Викторович возглавил работу. О нём можно рассказывать много; человеком он был удивительным. Сын учителей, был воспитан, как полагалось в то время, до революции, поэтому в этом отношении все шло гладко. Все разговоры были только в нормальном тоне, в литературных выражениях, отличительные его черты тоже шли от воспитания. Он совершенно одинаково, внешне, во всяком случае, относился ко всем людям, с которыми сотрудничал. А вторая его, очень приятная для сотрудников особенность, – то, что он готов был слушать нас сколько угодно и без конца участвовать в обсуждениях. Однако в решении вопросов там, где он слабо разбирался, поскольку был по специальности радиотехником, никогда не мешал нам самим принимать решения и делать, что мы считаем нужным.

Наверное, поэтому мы себя чувствовали весьма ответственными за дело и старались тоже сделать всё как можно лучше, быстрее, во всяком случае, привыкли думать с первых же своих шагов. Что касалось его специальности, он, казалось бы, всё подготовил для работы, но вообще-то тоже не знал, что это за материал, как его обрабатывать, какие у него свойства, чем его травить, чем шлифовать. Это он узнавал вместе с нами. Вот так мы и работали всё время. Эти его черты привлекали к нему всех в “Пульсаре”. Я не знаю ни одного разработчика, который бы к нему не заходил, иногда для своих сотрудников у него не оставалось времени.

А.В. Красилов и С.Г. Мадоян

О том, как начинался НИИ “Пульсар”. 9 сентября 53 года из Фрязино в Москву, на Окружной проезд, дом 27, подъехал маленький голубой с белым автобус с будущими сотрудниками НИИ 35 во главе с Красиловым. В автобусе были Сергей Каусов, Наталья Кокореши, Николай Шпиро, Феликс Щиголь, Виктор Козлов, Ульяна Рейфисова, Натан Ройзин, Роза Ефремова и я. В Москве к нам присоединился Марк Самохвалов. По шаткому мостику через грязный ручей мы подкатили к деревянному зданию барачного типа, стоявшему на месте нынешнего главного входа. Каждый из нас вёз с собой самое дорогое, что нельзя было доверить багажу. У меня в сумочке было 19 штук сплавных германиевых транзисторов, подготовленные к работе пластины, кристаллы, кассеты, другая мелочь, а в руках я держала стеклянный вакуумный насос, уже залитый маслом и подготовленный прямо к вставке в вакуумную систему. Иначе нельзя было, мы ехали на пустое место и всё хозяйство везли с собой, так чтобы немедленно приступить к работе. В сентябре кончался первый НИР по созданию так называемых плоскостных триодов под названием «Плоскость» и предстояло предъявление работы к приёмке уже в конце сентября. За деревянным бараком высилось пятиэтажное здание из серого кирпича, в котором нам предстояло работать. А пока что мы прошли в отдел кадров, в это деревянное здание, и представились его начальнику, товарищу Мухе. Товарищ Муха оглядел нас и спросил: «А я что, вас всех должен принять на работу?» Получив утвердительный ответ, он раздал нам анкеты, и началось оформление. Мы их заполнили, что-то там ещё оформляли и прошли на четвёртый этаж серого здания, где нам показали комнаты, в которых можно расположиться. Кто в каких комнатах будет работать и где что будет стоять, мы обсудили в тот же день, потому что надо было расставлять уже прибывшее оборудование. На этом наш первый рабочий день кончился. На следующий и второй дни были приглашены стеклодувы, устанавливавшие наши вакуумные печи. Они варили стеклянные детали и собирали установки. Неделю спустя мы уже работали, поскольку всё нужное для работы привезли с собой. Сейчас не помню как мы оформляли отчёт, кажется его написали ещё во Фрязино и переслали по почте, как и все остальные рабочие бумаги.

В сентябре мы предъявили результаты. Правда, нужно было сделать ещё двадцатый транзистор чтобы партия была полной, но это не удалось. Комиссия тогда собралась очень представительная. В работе участвовали четыре организации: Фрязинский институт, НИИ 108 и два института Академии наук – ФИАН и Физико-технический (ленинградский). В комиссии работали все главные лица, ведшие работы: в комиссии мы увидели Наследова, Калашникова, кто-то ещё из академиков приезжал, и была большая группа людей, непосредственно ведущих работу. Бунцион Моисеевич Вул работал со своими молодыми сотрудниками, которые занимались полупроводниками, вернее полупроводниковыми приборами, и там же был Иосиф Григорьевич Бергельсон. Работы проводились в специально выделенной комнате тоже на четвёртом этаже, народу было действительно очень много и всё проходило очень бурно. Работавшие образцы представили, кажется только две организации – НИИ 108 и мы. Работа была принята, и было решено начать ОКР по созданию германиевых транзисторов и проводить её в новом НИИ 35, как нас тогда называли. Работать было очень тяжело, но мы все были молодые и особенно этого не чувствовали. Не было исходных материалов, мы ещё не знали что и как делать, и плохо представляли себе конструкцию корпуса прибора. Наш первый прибор вышел довольно нескладным, поскольку работая среди вакуумщиков во Фрязино, мы мыслили себе конструкции как-то иначе. Наши первые НИРовские образцы тоже были сделаны на стеклянных ножках с вваренными выводами, и очень трудно было понять, как эту конструкцию герметизировать. Конструкторов у нас не было, как, впрочем, и никакого оборудования. Не удивительно, что первая конструкция приборов была очень примитивной, безо всякой сварки. Была только закатка, и делать их было очень трудно. ОКРы тогда предъявлялись вместе с опытным участком, на котором мы в присутствии комиссии должны были делать опытную партию. Участок этот был, кажется, на втором этаже того же серого здания и первая ОКР благополучно окончилась. Мы сдали её комиссии и начали выпуск этих странных приборов.

К тому времени сотрудники прибыли к нам в основном из Фрязино; в НИИ 35 пришли: Беглецов, Гурвич, Татаренков, Кондрашов, Зворыкин, Глебов, Коварский и ещё кто-то, то есть у нас уже были люди знакомые с организацией производства и ведением дела. В самом отделе мы обзавелись своим небольшим конструкторским бюро во главе с Наумом Марковичем Осниным, все тогда были очень заинтересованы в работе. Были настроены работать столько, сколько надо и всё продвигалось довольно быстро. Неожиданной находкой для нас стал Геннадий Дроздов. Отделу нужна была механическая мастерская для изготовления оснастки, которая всё время разрабатывалась, и это было постоянной работой. Не знаю, откуда он пришёл к нам, ещё довольно молодой человек, но нам всем он очень помог. Он хорошо ко всем относился, мы к нему обращались с многими просьбами, даже с требованиями, и он набрал в мастерскую тоже очень хороших ребят, которые почему-то все заинтересовались транзистором и все хотели делать свои приёмники. Тогда же ещё не было готовых.

Итак, мы начали работать. Вскоре сменился директор, так как прежний достался нам в наследство вместе с магнитчиками. Он был, наверное, хороший человек, и, наверное, всё понимал, но как-то, то ли боялся с нами общаться, то ли не знал, о чем говорить… В общем, сближения не произошло, и в 1954 году у нас появился Алексей Андреевич Маслов. Сначала он работал в правительстве, в аппарате ЦК, а после смерти Сталина началась суматоха, кого-то переводили, кого-то приводили…, вот у нас и появился новый директор. Человек очень интересный, но с тяжёлым характером. Интересен он был тягой к знаниям. Маслов окончил энергетический институт, а так как дело только начиналось, он считал, что и ему можно начать новую жизнь и приступил очень активно не только к работе директора, но и создавал какие-то свои небольшие группы, решавшие отдельные вопросы. Ну, это дело двигалось не очень хорошо, а вот к своим работникам, разработчикам он относился очень хорошо, знания других и умение что-то делать он очень уважал. Он мог ворчать, сердиться, но постоянно следил за нашим ростом. Мы должны были проводить семинары, рассказывать о работе, докладывать о новых направлениях и даже представлять обзоры разных конференций, которые проходили и у нас, и за рубежом. На них мы, конечно, не бывали, но по материалам журналов готовили обзор, кто что сказал. Таким образом у нас возник научный семинар.

С.Г. Мадоян с мамой и сыном — 1963 г.

В то же время был учреждён Совет по полупроводникам. Где-то в январе 1954 года он собрался первый раз. Председателем совета был Абрам Федорович Иоффе, в Совет входили видные учёные и представители промышленности. Я помню, что на заседаниях этого совета, а нас всегда на них приглашали, присутствовал академик А.И. Берг, приезжал академик Минц, военные, в том числе И.Г. Бергельсон, и на заседаниях обсуждались пути развития новой отрасли промышленности, тогда никто не думал, что полупроводниковая электроника примет такие масштабы, что вскоре затмит почти всю электронную промышленность и займет в ней главенствующее положение«.

Ещё долго мы делали только германиевые приборы, потому что только они и получались. К разработке кремниевых приступили несколькими годами позже просто потому, что не было исходного материала, хотя сырья для кремния и неограниченное количество, но было необходимо сделать из него чистый кристалл, вытянуть монокристалл, в в НИИ 35 в этом направлении шли работы наравне с ГИРЕДМЕТом, а первый монокристалл, по моему, вытянули как раз в нашем институте, и сделал это Шмелев.

Только в 1955 году начались разработки новой конструкции транзистора, так называемого П6, который лег в основу всех дальнейших разработок, был стандартизован и производился уже на всех заводах, но сначала делали его у нас. К этому времени в институте были созданы новые отделы, лаборатории, большое конструкторское бюро, которое возглавлял Вячеслав Кондрашов из Фрязино. Оборудование-то для производства негде было взять, а требовалось и технологическое оборудование, и этот отдел проводил очень большие работы. Была создана лаборатория Иглицына по исследованию полупроводниковых приборов, основной её задачей было создание приборных измерительных способов для промышленного определения параметров материалов – тех параметров, которые нужны именно в работе по производству полупроводниковых приборов. Эти работы проводились долго, особо отличился на этом фронте Юля Концевой, и когда у нас уже по-настоящему заработало опытное производство, опытный завод то мы уже пользовались своими собственными методами и установками для измерения параметров полупроводниковых материалов.

Сначала опытное производство организовали в старом плавильном цехе магнитчиков, это здание существует до сих пор, я правда не знаю, что там делается, но тогда там организовали подобие цеха и начали выпускать транзисторы. В то же время уже было принято решение о том, чтобы включить в этот процесс завод „Светлана“ в Ленинграде и первые разработки после опробования у нас передавались на „Светлану“. Было заложено строительство центрального корпуса нашего института, которое завершилось где-то году в 1958. Его заселили, а потом началось строительство правого крыла, куда мы переехали к 1960 г. Одновременно велось строительство опытного завода, и тут уже действовал директор завода Николай Васильевич Беглецов, который вообще очень много сделал для развития и института, и завода. Он тоже был выходцем из Фрязино.

Примерно в 1960-м году началась передача работ на новые заводы. Тогда возникло много полупроводниковых заводов, но каким-то странным образом: в Таллине полупроводниковое производство организовали на бывшей спичечной фабрике, в Брянске – на базе старой макаронной фабрики – новую макаронную построили, а старую отдали под производство полупроводниковых приборов. В Риге под завод полупроводниковых приборов отвели здание физкультурного техникума. Так что, начальные работы везде были тяжёлые, я помню, что в первую командировку в Брянске я искала макаронный завод и попала на новую макаронную фабрику, там мне объяснили, что есть ещё вот старая фабрика, и на старой фабрике я чуть ногу не сломала, оступившись в луже, причём на полу в коридоре, который вёл в кабинет директора.

Тогда началось производство самого массового вида приборов – маломощных германиевых транзисторов и в Новгороде Великом, а потом уже стали строить новые заводы. Сначала места для развёртывания производства выбирались так, чтобы была готовая инфраструктура, в городах, в которых людям хотелось жить, туда можно было набирать работников, а потом полупроводниковые заводы стали строить, ну, например, в Запорожье, потому что мы использовали в основном женский труд на всех сборочных участках, а в Запорожье было много безработных женщин. Ну, вот таким образом мы расширялись и продвигались.

С.Г. Мадоян, А.В. Красилов — 1965 г.

О тех годах рассказывать довольно трудно, потому что летопись событий никто не вёл, а всё так бурно развивалось вширь и вглубь, что хорошего последовательного рассказа не получается, но за это время сформировалась очень хорошая школа разработчиков. Этому помогло то, что Александр Викторович начал читать лекции в МЭИ, открылась специальность на кафедре кабелей, создались группы по полупроводниковым приборам и ещё появилась кафедра Шалимова. Правда, мы мало брали студентов оттуда, больше студентов Александра Викторовича с первой практики, и потом они оставались работать у нас. Делалось это, естественно и по рекомендации Александра Викторовича, и путём некоторого отбора. С этими студентами обычно я знакомилась в процессе учёбы, поскольку я одно время была аспиранткой на кафедре, проводила занятия со студентами, кое-где подменяла преподавателей на время болезни, отпуска или когда нужна была помощь. Молодые ребята были хорошие, в большинстве своём способные, талантливые. Потом они составили костяк разработчиков „Пульсара“ и вывели его на положение флагмана полупроводниковой промышленности. Потом создавались и другие институты, и целые центры, но, конечно, обогнать „Пульсар“ по своему уровню мало кто мог».

Очень способствовал этому и наш первый директор Маслов. Хоть он и пришёл из ЦК КПСС, но он был человеком каких-то свободных взглядов и его отношение к работникам нисколько не зависело от того, член он партии или не член партии, или что он думает. Как он всегда умел лавировать в очень сложной ситуации в парткомах, как у него получалось, что беспартийных продвигали и утверждали новыми начальниками лабораторий я не знаю, но во всяком случае, он этот вопрос как-то решал. Когда в стране велась борьба с космополитами, отголоски её ещё долго ощущались повсюду, а он был совершенно свободным человеком в этом отношении. И потом, он очень любил разработчиков и, по-моему, просто где-то в душе завидовал. Он бы тоже хотел разрабатывать. Он проявлял такой интерес ко всяким нюансам, особенно в первые годы. Например, он ездил со мной на завод в Томилино. Там выпускались германиевые диоды, которые я разрабатывала ещё во Фрязино. Директор этого завода чем-то был недоволен, вызвал нас и Маслов сказал: «Всё, мы едем вместе». Очень внимательно слушал наши разговоры, ухмылялся чего-то, поддакивал, и главное понял, что это работа не из самых легких, особенно когда директор после каждого слова заявлял, что он ничего не понимает, а я должна ему объяснить, как это всё делается. Я, в конце концов, не выдержала и говорю: «Вы пригласите кого-нибудь, кто понимает». Это Маслову очень понравилось.

Вообще он очень любил своих сотрудников и как личную обиду воспринимал, когда кто-нибудь из них уходил, это он тяжёло переживал. Как мы потом узнавали, в разговорах с чужими он очень хорошо отзывался о своих работниках и даже иногда хвалил, чего, конечно, просто так он не делал никогда, он всегда хмурился и ворчал в основном. Но он очень помог тому, что в институте собралась такая большая и сильная группа молодых и «старых», хотя и с небольшой разницей в возрасте, специалистов, составивших костяк института и, собственно говоря, являющихся костяком до сих пор.

«Пульсар» был очень хорошим предприятием и, надеюсь, что останется им. Так уж ему на роду было написано”.

Примечания

1.www.pcweek.ru/themes/detail.php?ID=102444

2. Далее идет почти дословная запись рассказа Сусанны Гукасовны, с его подлинной стилистикой и незначительными редакторскими правками.

Статья помещена в музей 5.08.2009

Как собрать недорогую батарею 6Ah для шуруповёрта Ryobi из запчастей с Aliexpress (инструкция)

В этом обзоре я расскажу, как за небольшую сумму можно собрать полноценный 6Ah аккумулятор для техники Ryobi (по этой инструкции можно собрать аккумулятор для любого аккумуляторного инструмента от практически любого производителя). Плюсом такого метода конечно же является цена, ремонтопригодность и уверенность что на выходе мы получаем аккумулятор с честными характеристиками. А вот минусом будет то, что придется поработать руками, а также для сборки нужны подходящие инструменты. Но у меня есть и инструменты, и руки. Поэтому смело заказываем все необходимые запчасти, и приступаем к сборке.

Что нам понадобится для сборки:

• Корпус батареи с платой BMS (Выбираем подходящую под своего производителя)
• Аккумуляторы формата 18650. Тут каждый выбирает свой предпочитаемый вариант. У меня, например, был запас так называемых «шоколадок» Liitokala HG2, поэтому я использовала их. В моём случае потребуется 10шт аккумуляторов.
• Около метра медного провода. Я купила медный провод электрический ПВС 2х2.5 и сняв наружную изоляцию разделила его. (это самый простой способ получить провод подходящего сечения по доступной цене)
• Никелевая лента (полоса) для точечной сварки (у меня она уже была в запасе)

Инструменты необходимые для сборки:

• Паяльник, припой, кислота паяльная
• Точечный сварочный аппарат
• Нож, пассатижи, отвертка
• Мультиметр для проверки

Еще желательно иметь более-менее прямые руки и коврик для пайки, чтобы не испортить стол. Про вытяжку, хороший свет и приятную музыку говорить не буду. Тут каждый сам обустраивает своё рабочее место по своим потребностям.

Начну с корпуса для батареи. Его я заказала на Aliexpress. Покупала самый доступный по цене вариант (к сожалению, без минусов не обошлось). Комплект пришедший из Китая состоит из корпуса батареи, корпуса для правильной сборки аккумуляторов, платы BMS. Еще были несколько кусочков никелевой ленты и шурупы, но они на фото не попали:

Рассмотрим плату BMS.

Изготовлена она очень качественно. Есть нанесенное название RYO-P108. Ревизия 7 от 2018.08.22. Как можно заметить, плата построена на четырёх транзисторах qn3107-836-12k (datasheet) Также с обратной стороны есть термопара за контролем температуры батарей. В идеале её при сборке нужно будет намазать термопастой (но я естественно забыла это сделать)

Из минусов я бы отметила отсутствие инструкции по сборке в описании лота у продавца. Но в принципе по самой плате всё понятно, куда что подключать. Поэтому приступаем к сборке.

Первым делом нужно протестировать и собрать вместе 10 аккумуляторов 18650 подходящих по ёмкости. Разместить их в рамку и спаять с помощью контактной сварки (можно это делать и паяльником, но литий не любит излишний нагрев). 20 минут работы и сборка готова:

Затем подготавливаем провода и распаиваем их на BMS плате. Тут конечно работы чуток побольше. Но за час я справилась. Дольше всего времени занимает подгонка проводов, и их подготовка к пайке (аккуратно снять изоляцию, залудить, проложить, припаять)

Готовая плата с аккумуляторами выглядит вот так:

Теперь нужно проверить плату на работоспособность. ДО полной сборки. Проверяем мультиметром наличие напряжение на контактах, затем можно аккуратно подключить заготовку к инструменту и проверить на работу под нагрузкой. А затем так же аккуратно, подключить к зарядному устройству и проверить на зарядку. Если всё прошло успешно, можно делать окончательную сборку. Прикручиваем все винты, вставляем плату с батареями в корпус, закручиваем.

Вот так выглядит готовая батарея. Внешне конечно не оригинал, это заметно по общему виду и полному отсутствию каких-либо наклеек. Но нам надо ехать, а не шашечки.

Ну и теперь можно испытать батарею на инструменте. Сперва вставляем батарею в фонарик. Если что пойдет не так, в худшем случае я отделаюсь просто заменой лампочки. Но как можно увидеть, всё работает именно так, как нужно. Фонарик правда стал очень тяжёлым и по развесовке не очень удобным:

Ну после фонарика можно уже проверить батарею на шуруповёрте. У меня это Ryobi R18DD5-220S. Вставляем батарею, убеждаемся, что она подходит как родная. Всё крутится хорошо. Как вхолостую, так и под нагрузкой. Я попробовала закрутить пару длинных саморезов в доску, даже под нагрузкой нет потери мощности.

Правда и тут очень сильно поменялся общий вес и центр тяжести. Работать с тяжёлым аккумулятором сложнее. 

Заключение:

Если посмотреть цены на оригинальные батареи Ryobi 5-6Ah, то на сегодняшний день в среднем это около 100-110$. Мой же комплект для сборки обошелся мне в гораздо меньшую сумму. Корпус и плату BMS я купила за 13$, а 10 штук аккумуляторов 18650 Liitokala HG2 я покупала за 20$. Ну допустим еще пару долларов можно добавить за провод и никелевую ленту. Итого получаем 35$. Получается, что мой вариант дешевле оригинала почти в 4 раза. При этом, в случае если аккумуляторы выйдут из строя, я смогу отремонтировать батарею всего лишь по цене аккумуляторов. Единственный минус, о котором я упомянула выше, это кнопка индикации заряда в торце аккумулятора. В моём случае она не работает. Кнопка снаружи просто не достает до кнопки на плате. Можно конечно попробовать её переделать, но, если честно, не очень хочется разбирать батарею, да и мне кажется, что проверка заряда по этому индикатору не работает корректно. В любом случае батарею мы ставим на зарядку, когда видим, что инструмент потерял мощность. А так как у меня есть несколько оригинальных аккумуляторов, потеря заряда на одном единственном, не проблема. Пока один заряжается, могу использовать другой.

Кстати точно такие же корпуса с платой можно купить на Aliexpress и на другие шуруповерты, хоть на Dewalt, хоть на Milwaukee, хоть на Hilda. Ищем их на Aliexpress по запросу «Название» battery case. Обычно в этом случае среди десятков вариантов, всегда найдется именно то, что нам нужно.

 

 

 

Компания AMD уже разослала младшего конкурента Nvidia. В комплектном документе они сравнили RTX 3060 со своей новинкой, и результаты очень схожи. Конечно RX 6600 не может похвастаться хорошей производительностью трассировки лучей, но зато в чистой игре она вполне сопоставима с аналогом от Nvidia. А учитывая нынешние цены на видеокарты, можно предположить, что новинка AMD станет еще более доступной по сравнению с RTX 3060.

 

 

 

0:00 Приветствие
0:10 Финальные спецификации RX 6600 и тесты против RTX 3060
1:47 Процессоры и видеокарты AMD захватывают Steam
2:55 Цены на платы Z690 и примерная стоимость сборки на Alder Lake
4:29 Intel отправила на покой свой мощный CPU
5:42 Время успехов AMD заканчивается (Гелсингер Edition)
6:34 Доступные SSD от WD
7:16 Samsung занимает половину рынка дисплеев
8:04 Дэнуво вставили в онлайн проект Back 4 Blood
8:53 Far Cry 6 с упором в 1 поток или nextgen, который мы заслужили

 

 

 

 

 

 

Содержание:

00:00 – Приветствие и вступление
01:12 – Что не так с ОЗУ и SSD от AMD Radeon?
04:52 – Неужели всё настолько плохо?
06:31 – Почему не стоит всё это покупать?

 

 

 

 

 

 

Камера ZTE Blade V30 и V30 Vita — https://drive.google.com/drive/folder…— оригиналы фото и видео

 

 

 

Содержание:

00:00 — обзор ZTE Blade V30 и V30 Vita начинается!
00:50 — характеристики (NFC!)
01:35 — демонстрация в руках и конструкция
02:11 — экран
03:08 — дизайн, цвета, материалы
03:28 — камера — примеры фото
05:06 — железо и троттлинг
06:14 — игра Brawl Stars
06:26 — игра Tacticool
06:40 — игра Call of Duty Mobile
07:02 — игра Genshin Impact на V30
07:17 — розыгрыш смартфона
07:46 — цена и где купить
08:33 — выводы

 

 

 

Рабочие лошадки с NFC и 5000 мАч! Обзор ZTE Blade V30 и ZTE Blade V30 Vita. Тесты, примеры фото и видео, ощущения, автономность и тд. Все — в нашем обзоре ЗТЕ Блейд В30 и ЗТЕ Блейд В30 Вита!

 

 

 

 

 

 

 

Смотрим топовый Android-смартфон vivo X70 Pro+. Это флагманский и самый мощный смарт китайской компании на процессоре Snapdragon 888 Plus в 2021 году.

 

 

 

 

 

 

 

Свежая информация говорит, что конкуренты Nvidia от компании Intel выйдут позже. Самая топовая видеокарт, которая бросит вызов RTX 3070 появится где то во втором квартале и возглавит линейку Arc Alchemist. Из прошлых утечек известно, что топовый чип DG2 на 512 блоков будет максимальной конфигурацией серии Intel Arc и сможет соперничать с предтоповыми видеокартами Nvidia. Хотя финальная производительность еще не известна, да и к тому времени уже могут появиться ускорители Super.

 

 

 

0:00 Приветствие
0:10 12900K помог установить рекорд разгона DDR5
1:13 Европейские цены 12-го поколения Intel
2:05 Свежая дорожная карта с мобильными Alder Lake
2:55 Десктопные Arc Alchemist выйдут позже
4:11 Ryzen Threadripper 5000 задержатся до следующего года
5:03 Игровые ПК продолжат дорожать, а мониторы упадут
6:39 SanMax Technologies показала первые DDR5 для ноутбуков
7:32 Обновленный Media Player для Windows 11
8:14 SSD выходят из строя примерно так же как HDD

 

 

 

 

 

 

 

Сегодня расскажу вам занимательную историю о том, как «Рамблер» имея преимущество во всем, в начале своего существования остались к сегодняшнему дню – почти ни с чем, а «Яндекс» отобрали лидерство «Рамблера». Что стало этому причиной и как развивались события вы узнаете из самого сюжета, как и то, за счет чего Google догнал и обогнал национальные поисковики.

 

 

 

00:00 О чем сегодня пойдет речь
01:16 Начало проектов 1996-1998 годы
03:07 Инвесторы как польза и как корень зла
09:48 Один дизайнер на всех
10:58 Крах на взлете
16:05 Как iXBT сбежал от Рамблера
17:02 Рамблер тормозит, а Google отказывает Яндексу
18:18 Смена лидера
25:23 Яндекс сбежал из России, а Google пришел
29:51 Обострение конкуренции: Chrome и Android – оружие против Яндекс
34:16 Яндекс браузер и Я.Телефон – пытаются наверстать упущенное
35:30 Персонализированный поиск
36:57 Очередная смена лидера
38:38 Больше, чем поиск

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

00:00 – Вступление и краткий анонс новостей!
01:13 – Ryzen Raphael на Zen 4 и на AM5 задерживаются
06:10 – Ryzen Threadripper 5000 не выйдут в этом году!
09:12 – Изучаем свежую дорожную карту от Intel
13:03 – Рекорд i9-12900K и цены Alder Lake на Amazon
16:10 – Дешевые мониторы и отказоустойчивость SSD

 

 

 

 

 

 

 

По старым традициям новые процессоры Intel уже пошли в продажу. На коробках от Core i9 12900K будет изображена кремниевая пластина, но это будет касаться только финальных образцов в боксовой версии. Упаковка младшего Core i5 12600K выглядит абсолютно обычно и мало чем отличается от прошлого поколения процессоров Intel. А по словам одного из производителей оборудования для создания чипов закон Мура жив и к 2030 году мы увидим 300 миллиардов транзисторов.

 

 

0:00 Приветствие
0:10 Продажи топового Core i9 12900K и новые коробки
1:33 Чип Intel призванный стать аналогом мозга
3:58 RX 6600 без XT плоха в майнинге
4:48 ASML говорит, что закон Мура жив и рассказала про техпроцессы
6:28 К Windows 11 не готовы половина ПК
7:19 Новые логотипы USB
8:02 Президент Сальвадора завез асики на электростанцию
8:33 Guardians of the Galaxy до 8K с DLSS, лучами и HDR
9:08 Sony купила Bluepoint Games

 

 

 

 

Описание транзисторов

— как работают транзисторы

Узнайте о транзисторах — одном из самых важных устройств, которые когда-либо были изобретены. В этой статье мы подробно узнаем, как они работают.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство YouTube.

Что такое транзистор

Транзисторы

Транзисторы бывают разных форм и размеров. Есть два типа сети: биполярная и с полевым эффектом. В этой статье мы в основном сосредоточимся на биполярной версии.Транзисторы — это небольшие электронные компоненты, выполняющие две основные функции. Он может действовать как переключатель цепей управления, а также они могут усиливать сигналы.

Маленькие транзисторы малой мощности заключены в пластмассовый корпус для защиты внутренних частей. Но транзисторы более высокой мощности будут иметь частично металлический корпус, который используется для отвода выделяемого тепла, так как со временем это приведет к повреждению компонентов. Обычно мы находим эти транзисторы в металлическом корпусе прикрепленными к радиатору, который помогает отводить нежелательное тепло.

Mosfet

Например, внутри этого настольного источника питания постоянного тока у нас есть несколько МОП-транзисторов, которые прикреплены к большим радиаторам. Без радиатора компоненты быстро нагреваются до 45 градусов Цельсия (или 113 ° F) при токе всего 1,2 А. По мере увеличения силы тока они станут намного горячее. Но для электронных схем с небольшими токами мы можем просто использовать транзисторы с полимерным корпусом, которые не требуют радиатора.

Номер детали

На корпусе транзистора мы находим текст, который сообщает нам номер детали, который мы можем использовать, чтобы найти техническое описание производителя.Каждый транзистор рассчитан на работу с определенным напряжением и током, поэтому важно проверять эти таблицы.

3 контакта

Теперь с транзистором у нас есть 3 контакта, обозначенные E, B и C. Это обозначает эмиттер, базу и коллектор. Обычно у этих транзисторов с полимерным корпусом с плоской кромкой левый вывод является эмиттером, средний — базой, а правая сторона — коллектором. Однако не все транзисторы используют эту конфигурацию, поэтому обязательно проверьте данные производителя.

Почему мы используем транзисторы?

Мы знаем, что если мы подключим лампочку к батарее, она загорится.Мы можем установить выключатель в схему и управлять светом, отключив подачу питания. Но для этого требуется, чтобы человек вручную управлял переключателем. Итак, как мы можем это автоматизировать? Для этого мы используем транзистор. Этот транзистор блокирует прохождение тока, поэтому свет не горит. Но если мы подадим небольшое напряжение на базовый вывод посередине, это заставит транзистор запускаться, позволяя току течь в главной цепи, поэтому загорается свет. Затем мы можем поместить переключатель на управляющий штифт, чтобы управлять им удаленно, или мы можем разместить на нем датчик, чтобы автоматизировать управление.

Как правило, нам нужно подать минимум 0,6 — 0,7 В на вывод базы, чтобы транзистор включился. Например, эта простая транзисторная схема имеет красный светодиод с напряжением питания 9 В на главной цепи. Базовый вывод подключается к источнику питания постоянного тока. Принципиальная схема выглядит так.

Когда напряжение питания на выводе базы составляет 0,5 В, транзистор выключен, поэтому светодиод также не горит. При 0,6 В транзистор включен, но не полностью, светодиод тусклый, потому что транзистор еще не пропускает полный ток через главную цепь.Тогда при 0,7 В светодиод ярче, потому что транзистор пропускает почти полный ток, а при 0,8 В светодиод имеет полную яркость, транзистор полностью открыт.

Итак, что происходит, мы используем небольшое напряжение и ток, чтобы контролировать большее напряжение и ток.

Мы видели, что небольшое изменение напряжения на выводе базы вызывает большое изменение в главной цепи. Следовательно, если мы подаем сигнал на вывод базы, транзистор действует как усилитель.Мы могли бы подключить микрофон, который изменяет сигнал напряжения на базовом выводе, и это усилит громкоговоритель в основной цепи, чтобы сформировать очень простой усилитель.

Обычно в базовом выводе очень небольшой ток, возможно, всего 1 миллиампер или даже меньше. Коллектор имеет гораздо более высокий ток, например 100 миллиампер. Отношение между этими двумя величинами известно как текущий коэффициент усиления и использует символ бета (β). Мы можем найти соотношение в паспорте производителя.

В этом примере ток коллектора составляет 100 миллиампер, а базовый ток — 1 миллиампер, поэтому отношение 100, деленное на 1, дает нам 100.Мы можем изменить эту формулу, чтобы найти токи.

Транзисторы NPN и PNP

У нас есть два основных типа биполярных транзисторов: NPN и PNP. Два транзистора выглядят почти одинаково, поэтому нам нужно проверить номер детали, чтобы определить, какой из них.

С транзистором NPN у нас есть главная цепь и цепь управления. Оба подключены к плюсу батареи. Основная цепь выключена, пока мы не нажмем переключатель на цепи управления. Мы видим, что ток течет по обоим проводам к транзистору.Мы можем удалить основную цепь, и светодиод схемы управления будет по-прежнему включаться при нажатии переключателя, поскольку ток возвращается к батарее через транзистор.

Пример

В этом упрощенном примере, когда переключатель нажат, на основной штифт течет 5 миллиампер. На коллекторный штифт поступает 20 миллиампер, а из эмиттера — 25 миллиампер. Таким образом, ток объединяется в транзисторе.

С транзистором PNP у нас снова есть главная цепь и цепь управления.Но теперь эмиттер подключен к плюсу батареи. Основная цепь выключена, пока мы не нажмем переключатель на цепи управления. С помощью этого типа мы можем видеть, что часть тока вытекает из вывода базы и возвращается к батарее, остальная часть тока течет через транзистор, через главный светодиод и обратно к батарее. Если мы удалим главную цепь, светодиод цепи управления все равно будет гореть.

В этом примере, когда переключатель нажат, в эмиттер втекает 25 миллиампер, из коллектора выходит 20 миллиампер, а из базы — 5 миллиампер.Таким образом, ток в транзисторе делится.

Транзисторы

показаны на электрических чертежах подобными символами. Стрелка находится на выводе эмиттера. Стрелка указывает в направлении обычного тока, поэтому мы знаем, как подключить их к нашим цепям.

Как работает транзистор

Чтобы понять, как работает транзистор, мы хотим, чтобы вы сначала представили воду, текущую по трубе. Он свободно течет по трубе, пока мы не заблокируем ее диском.Теперь, если мы подключим меньшую трубу к основной и поместим в эту маленькую трубу поворотный затвор, мы сможем перемещать диск с помощью шкива. Чем дальше открывается калитка; тем больше воды может течь в основной трубе. Распашная калитка немного тяжелая, поэтому небольшого количества воды будет недостаточно, чтобы ее открыть. Чтобы ворота открылись, требуется определенное количество воды. Чем больше воды протекает в этой маленькой трубе, тем дальше открывается клапан и пропускает все больше и больше воды в основную трубу.По сути, так работает транзистор NPN.

Возможно, вы уже знаете, что при разработке электронных схем мы используем обычный ток. Итак, в этой схеме NPN-транзистора мы предполагаем, что ток течет от положительного полюса батареи к контактам коллектора и базы, а затем выходит из контакта эмиттера. Мы всегда используем это направление для проектирования наших схем.

Однако на самом деле происходит не это. На самом деле электроны текут от отрицательного полюса батареи к положительному.Это было доказано Джозефом Томпсоном, который провел несколько экспериментов по обнаружению электрона, а также доказал, что он движется в противоположном направлении. Таким образом, в действительности электроны перетекают с отрицательного полюса в эмиттер, а затем выходят из коллекторов и выводов базы. Мы называем это электронным потоком.

Помните, мы всегда проектируем схемы, используя традиционный метод измерения тока. Но ученые и инженеры знают, что именно поток электронов работает.

Кстати, мы также подробно рассмотрели, как работает аккумулятор в нашей предыдущей статье, проверьте ЗДЕСЬ.

Итак, мы знаем, что электричество — это поток электронов по проводу. Медный провод — это проводник, а резина — изолятор. Электроны могут легко проходить через медь, но не через резиновый изолятор.

Если мы посмотрим на базовую модель атома для металлического проводника, у нас есть ядро ​​в центре, и оно окружено множеством орбитальных оболочек, удерживающих электроны. Каждая оболочка содержит максимальное количество электронов, и электрон должен иметь определенное количество энергии, чтобы попасть в каждую оболочку.Электроны, расположенные дальше всего от ядра, обладают наибольшей энергией. Самая внешняя оболочка известна как балансовая оболочка, проводник имеет от 1 до 3 электронов в своей балансовой оболочке. Электроны удерживаются на месте ядром, но есть еще одна оболочка, известная как зона проводимости. Если электрон может достичь этого, он может вырваться из атома и перейти к другим атомам. У атома металла, такого как медь, оболочка и зона проводимости перекрываются, поэтому электронам очень легко перемещаться.

Самая внешняя оболочка упакована изолятором. Для электрона очень мало места, или нет места. Ядро плотно захватывает электроны, а зона проводимости находится далеко, поэтому электроны не могут добраться до нее, чтобы убежать. Следовательно, электричество не может проходить через этот материал.

Однако есть еще один материал, известный как полупроводник. Кремний — это пример полупроводника. В этом материале в оболочке слишком много электронов, чтобы он мог быть проводником, поэтому он действует как изолятор.Но поскольку зона проводимости довольно близка, если мы предоставим некоторую внешнюю энергию, некоторые электроны получат достаточно энергии, чтобы совершить прыжок в зону проводимости и стать свободными. Следовательно, этот материал может действовать как изолятор, так и как проводник.

Чистый кремний почти не имеет свободных электронов, поэтому инженеры добавляют в кремний небольшое количество другого материала, который изменяет его электрические свойства. Мы называем это легированием P-типа и N-типа. Мы объединяем эти материалы, чтобы сформировать соединение P-N.Мы можем соединить их вместе, чтобы сформировать транзистор NPN или PNP.

Внутри транзистора находятся коллекторный штырь и эмиттерный штырь. Между ними в транзисторе NPN есть два слоя материала N-типа и один слой P-типа. Базовый провод подключается к слою типа P. В транзисторе PNP это просто настроено противоположным образом. Все это покрыто смолой для защиты внутренних материалов.

Давайте представим, что кремний еще не легирован, так что внутри находится чистый кремний.Каждый атом кремния окружен 4 другими атомами кремния. Каждый атом хочет 8 электронов в своей валентной оболочке. Но атомы кремния имеют только 4 электрона в своей валентной оболочке. Таким образом, они украдкой делятся электроном со своим соседним атомом, чтобы получить желаемую восьмерку. Это известно как ковалентное связывание. Когда мы добавляем материал N-типа, такой как фосфор, он займет положение некоторых атомов кремния. Атомы фосфора имеют в своей валентной оболочке 5 электронов. Итак, поскольку атомы кремния делятся электронами, чтобы получить желаемые 8, им не нужен этот дополнительный, а это означает, что теперь в материале есть дополнительные электроны, и они могут свободно перемещаться.

При легировании P-типа мы добавляем такой материал, как алюминий или алюминий-мин-мкм, у этого атома всего 3 электрона в его валентной оболочке. Следовательно, он не может предоставить своим четырем соседям электрон, которым они могут поделиться, поэтому одному из них придется обойтись без него. Это означает, что была создана дыра, в которой электрон может сидеть и занимать.

Теперь у нас есть два легированных куска кремния, в одном слишком много электронов, а в другом их недостаточно. Два материала соединяются, образуя PN-соединение, на этом стыке мы получаем так называемую область истощения.В этой области часть избыточных электронов со стороны n-типа переместится, чтобы занять дырку со стороны p-типа. Эта миграция образует барьер со скоплением электронов и дырок на противоположных сторонах.

Электроны заряжены отрицательно, поэтому дырки считаются заряженными положительно. Таким образом, это накопление приводит к образованию слегка отрицательно заряженной области и слегка положительно заряженной области. Это создает электрическое поле и предотвращает перемещение большего количества электронов.Разность потенциалов в этой области обычно составляет около 0,7 В.

Когда мы подключаем источник напряжения к обоим концам, а положительный полюс соединен с материалом P-типа, это создаст прямое смещение, и электроны начнут течь. Источник напряжения должен быть выше барьера 0,7 В, иначе электроны не смогут совершить прыжок.

Когда мы меняем местами источник питания так, чтобы положительный вывод был подключен к материалу N-типа, электроны, удерживаемые в барьере, будут оттянуты обратно к положительному выводу, а отверстия будут оттянуты обратно к отрицательному выводу.Это вызвало обратную предвзятость.

В транзисторе NPN есть два слоя материала N-типа, поэтому у нас есть два перехода и, следовательно, два барьера. Таким образом, обычно через него не может протекать ток.

Материал эмиттера N-типа сильно легирован, поэтому здесь много лишних электронов. База P-типа слегка легирована, поэтому здесь есть несколько отверстий. Коллектор N-типа умеренно легирован, поэтому здесь есть несколько лишних электронов.

Если мы подключили батарею между базой и эмиттером, с плюсом, подключенным к слою P-типа, это создаст прямое смещение.Прямое смещение вызывает коллапс барьера до тех пор, пока напряжение составляет не менее 0,7 вольт. Таким образом, барьер уменьшается, и электроны устремляются, заполняя пространство внутри материала P-типа. Некоторые из этих электронов займут отверстие и будут притягиваться к положительной клемме батареи. Слой P-типа тонкий и специально слегка легирован, поэтому вероятность попадания электронов в дырку мала. Остальные останутся свободно перемещаться по материалу. Следовательно, только небольшой ток будет вытекать из базового штифта, оставляя избыток электронов в материале P-типа.

Если мы затем подключим другую батарею между эмиттером и коллектором, с плюсом, подключенным к коллектору. Отрицательно заряженные электроны внутри коллектора будут притягиваться к положительному выводу, что вызывает обратное смещение. Если вы помните, при обратном смещении электроны и дырки барьера вытягиваются обратно.

Итак, электроны на стороне P-типа барьера притягиваются к стороне N-типа, а отверстия на стороне N-типа притягиваются обратно к стороне P-типа.В материале типа P уже есть избыточное количество электронов, поэтому они будут двигаться, чтобы занять эти отверстия, и некоторые из них будут перетянуты, потому что напряжение этой батареи больше, поэтому притяжение намного выше. Когда эти электроны протягиваются, они перетекают в батарею, поэтому через переход обратного смещения возникает ток.

Более высокое напряжение на выводе базы полностью открывает транзистор, что означает больший ток и большее количество электронов, перемещающихся в слой P-типа, и, следовательно, большее количество электронов тянется через обратное смещение.Мы также видим, что на стороне эмиттера транзистора течет больше электронов, чем на стороне коллектора.

---

---

Ваше полное руководство по их использованию в электронике

Здесь вы найдете полное руководство по транзисторам.

В этом руководстве по транзисторам я расскажу вам об основах транзисторов, различных типах, наиболее популярных частях и способах их использования в схемах.

Это часть нашей серии «Основы», посвященной диодам и транзисторам.

Что такое транзистор?

Давайте начнем с простого для понимания определения транзистора. Чтобы дать определение транзистору, мы хотим взглянуть на общую картину и на то, как она вписывается в электронику.

Мы можем определить это следующим образом:

транзистор = электронное устройство, которое может использоваться для переключения или усиления электрической энергии

# 1 Уроки: из транзисторов получаются отличные переключатели и усилители, и два основных типа из них:

Биполярные переходные транзисторы (BJT) — вы используете ток для управления

полевых транзисторов (FET) — вы используете напряжение для управления

.

Транзистор — это фундаментальный строительный блок современной электроники.Когда он был изобретен, он привел к электронной революции, которая открыла новую эру технологий.

Транзисторный радиоприемник был одним из первых, кто произвел революцию в этой технологии. Размер радиоприемника резко уменьшился, поскольку больше не нужно было использовать электронные лампы

Без транзистора не существовало бы современной электроники.

Кто изобрел транзистор?

Вы можете спросить: а когда же был изобретен транзистор? В отношении изобретения транзистора есть три важных даты:

1927 — Юлиус Лилиенфельд запатентовал полевой транзистор, но не смог произвести его в то время из-за ограничений технологии.

1947 — Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн изобрели транзистор с точечным контактом в компании Bell Telephone Laboratories, Inc.

1956 — Нобелевская премия по физике присуждена Шокли, Бардину и Браттейну за транзистор.

Что делает транзистор?

Две основные функции транзистора — усилитель и переключатель, работают как с отдельными транзисторами, так и с их комбинациями.

Соединение нескольких транзисторов с другими электрическими компонентами, такими как резисторы и диоды, может даже создать логические вентили.

Далее мы рассмотрим каждый из них более подробно

Транзисторный усилитель

Каждый раз, когда вы хотите использовать немного чего-то, чтобы получить еще больше, это называется усилением.

Рассмотрим аналогию с механическим рычагом. Когда вам нужно выполнить механическую работу над чем-то, если вы добавите рычаги воздействия, вы сможете усилить свою работу.

Физика транзисторов позволяет нам использовать напряжение или ток для управления передачей электрической энергии в транзисторе.

В результате мы можем использовать небольшое напряжение или ток для управления гораздо большим напряжением или током. Это то, что мы называем усилителем.

Мы рассмотрим это более подробно, когда рассмотрим различные типы транзисторов позже.

Транзисторный переключатель

Одна из лучших особенностей транзисторов, которые позволяют использовать современную цифровую электронику, заключается в том, что транзистор может действовать как переключатель.

Когда вы включаете выключатель света в своем доме, вы делаете небольшую механическую работу руками, которая позволяет электричеству течь через ваши лампочки.

Использование транзистора в качестве переключателя, подобного выключателю света, позволяет нам использовать напряжение или ток для его включения или выключения, что затем позволяет току течь через другую часть схемы.

Соединение множества разных переключателей вместе в различных комбинациях позволяет нам создавать всевозможные различные логические вентили, которые мы рассмотрим далее.

Транзисторный вентиль

Типичный логический вентиль в наши дни имеет несколько транзисторов, а также другие компоненты. Создание логических вентилей в схемах претерпело долгую эволюцию по мере того, как производственные технологии становились все лучше и лучше.

Транзисторные логические вентили в наши дни обычно изготавливаются из полевых МОП-транзисторов, а точнее — из КМОП. Мы рассмотрим их подробно позже.

Транзисторный вентиль И, например, может быть выполнен как минимум с двумя транзисторами. Чтобы увидеть, как другие вентили могут быть сделаны из транзисторов, ознакомьтесь с этим замечательным средством.

С годами развития транзисторы становятся все меньше и меньше. Например, еще в 1971 году транзисторы были 10 микрометров.

По состоянию на 2014 год они составляют 14 нанометров с ожидаемыми 10 нанометрами к 2017 году.Если посчитать, то всего за 46 лет размер уменьшится примерно на 1000 человек.

Имейте в виду, что это то, что можно производить. Есть группы исследований и разработок, которые достигли размера транзисторов в 1 нанометр. Это самый маленький из известных транзисторов на 2017 год.

Уменьшение размера транзистора позволяет размещать все больше и больше транзисторов в таких устройствах, как центральные процессоры (ЦП) в компьютерах.

Общая тенденция уменьшения размера компонентов, ведущая к удвоению количества, которое вы можете разместить в устройстве, известна как закон Мура.Всегда интересно увидеть количество транзисторов в устройствах за разные годы.

Например, количество транзисторов современных процессоров Intel исчисляется миллиардами и продолжает расти. Популярный процессор i7 содержит около 1,75 миллиарда транзисторов.

Кроме того, способ оптимизации количества транзисторов, используемых в затворах, называется логикой проходных транзисторов.Технология всегда расширяет границы, позволяя получить больше при меньшем размере и меньшем количестве компонентов. Это приводит к тому, что в одном и том же физическом пространстве помещается больше возможностей.

Символ транзистора

Итак, как выглядит схема транзистора? Давайте разберемся.

Чтобы упростить задачу, мы рассмотрим 6 различных типов транзисторов, с которыми вы чаще всего сталкиваетесь.

Символ транзистора NPN и символ транзистора PNP являются наиболее распространенными. Они являются частью биполярной семьи.

Также будет включать N-канальный JFET и P-канальный JFET, которые представляют собой полевые транзисторы с переходным затвором.

И, наконец, что не менее важно, у нас есть полевые МОП-транзисторы с N-каналом и P-каналом, которые представляют собой металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы.

Обратите внимание на то, что на схеме для NMOS и PMOS (MOSFET) пунктирная линия в середине означает, что они находятся в расширенном режиме. Если бы они были прямыми линиями без тире, это были бы транзисторы с режимом истощения.

Мы рассмотрим каждый из этих типов транзисторов более подробно. Вот символы для каждого из них:

Обратите внимание, что направление стрелки на символах обычно указывает на n-тип по сравнению с p-типом.

Распиновка транзистора

Как видно из символьной диаграммы, у нас есть несколько разных выводов для каждого типа транзистора.

Для биполярного транзистора три основных контакта — это база (B), коллектор (C) и эмиттер (E).

В то время как для полевых транзисторов (JFETs и MOSFET), контакты являются нашими Source (S), Gate (G) и Drain (D).

Мы рассмотрим, что эти контакты делают в следующем разделе.

Как работает транзистор?

Мы рассмотрели, что такое транзисторы, что они делают, и какие символы мы используем для них в схемах. Теперь давайте посмотрим, как работает транзистор более подробно

Мы рассмотрим некоторые основы работы с транзисторами, а затем покажем вам режимы работы каждого типа.

Вся цель транзистора состоит в том, чтобы позволить вам использовать немного электрической энергии для управления гораздо большим количеством электрической энергии.

Мы можем сделать это либо в двоичном режиме (включен или выключен), как в переключателе, либо мы можем использовать полный диапазон работы транзистора и создать усилитель.

С учетом сказанного, есть два основных транзистора типы, которые работают по-разному. Мы собираемся поддерживать теорию на высоком уровне, чтобы вы могли использовать ее на практике в электронике.

Если вас интересует вся физика, лежащая в основе этого, есть целые области изучения полупроводников и множество книг, которые вы можете изучить.Помните, что люди делают карьеру из этого материала.

Биполярный переходной транзистор

Первый тип называется биполярным переходным транзистором (БЮТ). Биполярный транзистор использует как электронные, так и дырочные носители, как и диоды.

Дырки и носители создаются полупроводниковыми материалами, известными как P-тип (дырки) и N-тип (электроны).

Материалы как N-типа, так и P-типа ведут себя определенным образом, и, если их сложить вместе, можно получить еще более интересные эффекты.

Типичный диод обычно представляет собой материал N-типа и P-типа вместе. В то время как BJT — это их три вместе.Транзисторы бывают как типа NPN, так и PNP.

Например, NPN — это именно то, как оно названо, где есть сэндвич из материалов N-типа, P-типа и N-типа, соединенных вместе.

В свое время германиевые транзисторы были обычным способом изготовления биполярных транзисторов.Однако сейчас кремниевые транзисторы стали нормой.

Несколько ключевых моментов, касающихся BJT, заключаются в том, что hfe (иногда называемый бета) — это быстрый индикатор способности транзистора к усилению, также известный как усиление постоянного тока.

Кроме того, насыщение транзистора просто означает, что больше тока через базу не даст больше тока через коллектор и эмиттер.

Теперь давайте посмотрим на транзисторы NPN и PNP, чтобы лучше понять, как они работают.

Транзистор NPN

NPN — это именно то, как его называют, где есть сэндвич из материалов N-типа, P-типа и N-типа, соединенных вместе.Пример конструкции можно увидеть ниже.

Конструкция этого устройства устроена так, что ток обычно не течет между двумя материалами N-типа, потому что материал P-типа разделяет их.

Что интересно, так это то, что когда мы манипулируем материалом P-типа током, мы можем создать мост между двумя материалами N-типа, который позволяет току течь между ними.

Например, для типичного одиночного NPN , если мы подадим на базу около 0,7 Вольт, то ток будет течь через базу к эмиттеру.

Это, в свою очередь, позволит току легче проходить через материал P-типа. Это позволяет току течь от коллектора к эмиттеру в качестве конечного результата. Это позволяет манипулировать материалами.

Основы, которые вам необходимо знать здесь на высоком уровне, следующие:

Для BJT NPN, когда ток течет от базы к эмиттеру, он включает транзистор и позволяет гораздо больше. ток течет от коллектора к эмиттеру.

Вот почему мы часто называем BJT устройствами с управляемым током.

NPN Operation

Теперь давайте рассмотрим несколько общих способов работы с NPN. Мы знаем, что контакты — это база (B), коллектор (C) и эмиттер (E).

• Cut Off («off»): Emitter> Base
• Saturation («on»): Emitter Collector
• Forward Active («пропорционально»): Emitter
• Reverse Active («отрицательный пропорциональный»): Emitter> Base> Collector

Для этих различных режимов переключатель будет использовать режимы отсечки и насыщения.

Усилитель будет использовать прямой активный режим, в котором ток от коллектора к эмиттеру пропорционален току от базы к эмиттеру.

Обратный активный режим — это когда ток течет от эмиттера к коллектору, что является обратным нормальному активному режиму. Этот режим используется нечасто.

Ключевым моментом здесь является то, что напряжение между базой и эмиттером (Vbe), обычно около 0,7 В, является одним из основных ингредиентов для включения NPN.

Конечно, поведение NPN намного сложнее, но это это общий вынос.

Транзистор PNP

Аналогичным образом, PNP имеют порядок материалов P-типа, N-типа и P-типа, как показано ниже.

PNP похожи на NPN, но направление тока другое.

Основная идея этого устройства заключается в том, что два материала P-типа разделены между собой N-типом, что означает, что ток не будет нормально течь между двумя материалами P-типа.

Однако, когда мы добавляем ток в смесь, мы можем управлять материалом N-типа, чтобы он действовал как мост между материалами P-типа, позволяя току течь.

Вот наш главный вывод:

Для BJT PNP, когда ток течет от эмиттера к базе, гораздо больше тока может течь от эмиттера к коллектору.

Работа PNP

Далее мы рассмотрим различные способы работы PNP. Мы помним, что контакты — это база (B), коллектор (C) и эмиттер (E).

• Cut Off («off»): эмиттер Collector
• Saturation («on»): Emitter> Base
• Forward Active («пропорционально»): Emitter> Base> Collector
• Reverse Active («отрицательный пропорциональный»): излучатель <база <коллектор

PNP аналогичен NPN, но токи меняются местами.Использование NPN гораздо более распространено, но иногда вы можете встретить PNP.

Часто NPN и PNP используются вместе, чтобы получить более сложное поведение схемы. Хорошим примером является схема двухтактного усилителя.

Опять же, PNP немного сложнее, но для большинства схем это все, что вам нужно знать

Полевой транзистор

Что может быть круче, чем манипулирование материалом с помощью тока? Вместо этого манипулируем напряжением! Именно это мы и делаем с полевыми транзисторами (FET).

Полевые транзисторы

позволяют нам использовать электрическое поле для управления электропроводностью канала в них, который управляет переключателем.

Давайте подробнее рассмотрим два основных типа полевых транзисторов.

JFET-транзистор

Переходный полевой транзистор (JFET) — очень простое устройство.

Основная идея состоит в том, что полевой транзистор JFET обычно проводит ток между источником и стоком, если на затвор не подается напряжение.

Это означает, что JFET обычно включен, пока напряжение на затворе не отключит его.

Напряжение создает электрическое поле, которое имеет эффект «защемления» канала, по которому течет ток. Так же, как если бы вы зажали садовый шланг, чтобы вода не протекала через него.

Здесь есть два аромата, где для канала может использоваться материал N-типа или P-типа. Тип материала будет определять, какое напряжение необходимо приложить к затвору.

N-канальный JFET

Типичная конструкция n-канального JFET представлена ​​ниже.

Основные сведения о N-канальном JFET:

• Напряжение между источником и стоком вызывает протекание тока. Чем больше напряжение, тем больше ток будет протекать до определенного момента. В режиме насыщения ток остается неизменным при увеличении напряжения от стока до источника, Vds.
• Подача напряжения на затвор и источник ограничит общий ток от источника до стока в зависимости от величины напряжения. Как только напряжение затвора к источнику достигает напряжения отсечки, ток не течет от источника к стоку.Это отключает устройство.
  

Чтобы разобраться в этом, посмотрите эту потрясающую визуализацию.

P-Channel JFET

Напротив, типичная конструкция JFET с p-каналом показана ниже.

P-канальный JFET работает очень похоже на N-канальный JFET, за исключением того, что токи и напряжения меняются местами.

МОП-транзистор

Гораздо более популярной формой полевого транзистора является металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор (МОП-транзистор).Иногда люди для краткости называют их МОП-транзисторами.

Как мы увидим, часть имени MOS происходит от структуры транзистора, что упрощает запоминание его общей функции.

MOSFET обычно выключен до тех пор, пока напряжение на затворе не включит транзистор и позволяет току течь между источником и стоком.

Они обычно используются в цифровой электронике и процессорах.

Существует две формы полевого МОП-транзистора. Это N-канал (NMOS) и P-канал (PMOS).Давайте теперь подробно рассмотрим различия.

NMOS-транзистор

Для NMOS у нас есть простая структура, в которой исток и сток представляют собой материал N-типа, и они разделены материалом P-типа. Поверх разделения находится оксидный слой, а поверх него — металлический слой, который является воротами.

Вы можете увидеть эту структуру ниже.

По сути, всякий раз, когда на Воротах Источника присутствует напряжение (Vgs), создаваемое электрическое поле воздействует на материал P-типа, образуя канал между двумя другими материалами N-типа, которые являются Источником и Стоком.

Это напряжение создает канал и позволяет току течь по нему между Источником и Стоком.

Далее давайте более подробно рассмотрим различные режимы работы для режима расширения NMOS.

Основными переменными являются Vgs (напряжение от затвора до источника), Vth (пороговое напряжение Vgs), Vds (напряжение от стока до источника) и Vds-sat (напряжение насыщения Vds).

• Отсечка: Vgs
• Омический: Vgs> Vth и Vds
• Насыщение : Vgs> Vth и Vds> Vds-sat, канал полностью сформирован, увеличение Vds не вызывает увеличения тока

Здесь можно найти отличную визуализацию для этих режимов.В таблице данных для вашей части NMOS должно быть несколько графиков, отображающих ток стока (Id) в зависимости от Vds, с линиями, представляющими разные Vgs.

Отличным примером сильноточного NMOS является IRLML6344TRPBF.

Если вы откроете таблицу данных для этой части, вы увидите, что для этого требуется, чтобы напряжение Vgs было выше 1,1 вольт (Vth). Кривая показывает нам, что для разных уровней Vgs выше этого порогового напряжения мы получаем разные кривые тока стока.

В большинстве случаев напряжение Vds-sat составляет около 1 В, и именно здесь кривые переходят в плоскую линию.

Для CMOS, когда напряжение на затворе высокое, транзистор включен, а когда напряжение на затворе низкое, транзистор выключен.

Транзистор PMOS

Для PMOS он очень похож на NMOS, за исключением того, что материалы типа N и P поменяны местами. Вы можете увидеть структуру ниже.

PMOS работает очень похоже на NMOS, за исключением того, что некоторые вещи работают наоборот. Давайте посмотрим на разные режимы.

Основными переменными являются Vgs (напряжение от затвора до источника), Vth (пороговое напряжение Vgs), Vds (напряжение от стока до источника) и Vds-sat (напряжение насыщения Vds).

• Отсечка: Vgs> -Vth, ток не течет от источника к стоку
• Омический: Vgs <-Vth и -Vds> -Vds-sat, канал формируется на основе Vgs, -Vds, становясь более отрицательным, вызывает больший ток линейно
• Насыщенность: Vgs <-Vth и -Vds <-Vds-sat, канал полностью сформирован, -Vds становится более отрицательным, не вызывает больше тока

Вот основной момент:

Для PMOS, когда напряжение на затворе высокое, транзистор выключен, а когда напряжение на затворе низкое, транзистор включен.

CMOS транзистор

Что происходит, когда вы объединяете NMOS и PMOS в одной детали? Вы получаете очень удобный компонент.

Фактически, комплементарная MOS (CMOS) лежит в основе процессоров, SRAM и логических микросхем. Использование КМОП дает множество технических преимуществ, подробности см. Здесь

Упаковка транзисторов

Транзисторы выпускаются в различных вариантах корпусов, включая сквозное отверстие, поверхностный монтаж и монтаж на шасси.

В большинстве конструкций электроники используется поверхностный монтаж.Однако любители часто используют варианты со сквозным отверстием.

Для более высокого рассеивания мощности может потребоваться установка через отверстие или монтаж на шасси для отвода тепла от схемы

Распространенным корпусом со сквозными отверстиями является TO-92, который имеет пластиковый корпус с тремя выводами. Популярным корпусом для поверхностного монтажа является SOT-23, который также имеет 3 контакта.

Самые популярные транзисторы

Транзистор Дарлингтона

Допустим, вам нужен усилитель или переключатель тока NPN, но найденные вами одиночные транзисторы просто не имеют достаточно высокого коэффициента усиления (hfe), чтобы вывести с вашего слаботочного входа на высокий выходной ток.

Мы знаем, что мы можем усилить ток одним транзистором, тогда почему мы не можем сделать это дважды, чтобы получить еще больше?

Ответ — мы можем.Многочисленные транзисторы вызывают несколько ступеней усиления, которые умножаются друг на друга, что дает нам гораздо больший общий коэффициент усиления.

Это так же просто, как соединить два коллектора NPN вместе и подключить эмиттер первого к основанию второго.

Символ Дарлингтона показан ниже, чтобы проиллюстрировать эту установку.

Оказывается, это очень мощный аппарат. Конечно, мы могли бы создать его с двумя дискретными транзисторами, но он сэкономит намного больше места, если будет выполнен на той же интегральной схеме.

Например, с FZT605TA мы могли бы использовать 1 миллиампер для управления первым транзистором, который усиливается для управления вторым транзистором и позволяет нам управлять током, протекающим от коллектора к эмиттеру, более 1 ампер.

Это усиление более чем в 1000 раз!

Силовой транзистор

Когда мы говорим силовой транзистор, мы обычно подразумеваем транзисторы, которые могут обрабатывать более 1 А на выходной стороне.Это означает, что для BJT, тока коллектора и эмиттера, а также для полевых транзисторов, ток источника и стока имеет максимальное значение более 1 Ампер.

Некоторые вещи, на которые следует обратить внимание при поиске такого транзистора, — это его внутреннее сопротивление и максимальное тепловыделение.

Кроме того, если вы имеете дело с большим количеством тепла, есть ли у него упаковка, позволяющая подключить его к радиатору?

Корпус TO220 — это знаменитый корпус со сквозными отверстиями, в котором есть хорошая металлическая посадочная площадка и отверстие для винта для установки различных радиаторов.

Серия транзисторов TIP является популярным вариантом BJT в этом классе деталей. Вот несколько отличных примеров:

Транзистор TIP31 — ток коллектора макс = 3 А, hfe = 10, максимальная мощность = 2 Вт, л чернил

Транзистор TIP120 — ток коллектора макс = 5 ампер, hfe = 1000, максимальная мощность = 2 Вт, ссылка

Если вам нужен силовой полевой транзистор, то популярным выбором будет IRLML6344TRPBF. Он имеет максимальный ток стока 5 А и максимальную мощность 1,3 Вт. FET — это расширенный режим NMOS.

Фототранзистор

Если вы хотите преобразовать фотоны в ток, наиболее распространенным способом является использование фотодиода. Однако иногда диод не производит большого тока из-за количества света, которому он подвергается.

Поскольку мы уже знаем, что из транзисторов получаются отличные усилители тока, почему бы не использовать транзистор, чтобы довести выходной ток до желаемого уровня?

Здесь явно два варианта.

1. Как разработчик схем, мы могли бы использовать фотодиод с транзистором, чтобы получить более высокий выходной ток диода.Их часто называют схемами усилителя фототока.

2. Другой вариант заключается в том, что для специализированных случаев производители фактически делают отдельные детали (например, PT15-21B / TR8), в которых просто вырезано окно, чтобы подвергать транзистор фотонам, которые напрямую воздействуют на транзистор в детали. . Он также известен как оптический транзистор.

В зависимости от ситуации вы можете выбрать, какой из них использовать, исходя из ваших требований.

Есть некоторые фототранзисторы, предлагаемые в диапазоне видимого света.Чаще они предназначены для инфракрасного диапазона спектра. Таким образом, они невидимы для человеческого глаза. Скорее всего, ваш ТВ-приемник для вашего пульта дистанционного управления использует один из них. В противном случае вы всегда можете использовать фотодиод и транзистор вместе, чтобы усилить ток с фотодиода.

Оказывается, Sharp выпустила отличное приложение для этих типов схем, которое охватывает все различные варианты.Вы можете найти его здесь: SMA99017

Оптоизоляторы

Кроме того, оптоизоляторы (также известные как оптопары) — это части, которые работают за счет встроенных в корпус светодиода и фототранзистора.

См. Например, FOD817. Таким образом, вы получаете настоящую электрическую изоляцию, так как внутренние компоненты взаимодействуют только с помощью фотонов.

Photointerruptor

С механической стороны, если вам нужен способ обнаружить что-то в движении, которое может точно пройти через прорезь в материале , то фотопрерыватель — это изящное маленькое устройство.

Он работает таким же образом, имея светодиод и фототранзистор, так что ваша схема может определять, когда свет между ними прерывается, а когда нет. GP1S094HCZ0F — отличный тому пример.

2n2222 Транзистор

На протяжении многих лет одним из самых популярных транзисторов для малых токов и малой мощности был транзистор 2n2222. Его также часто называют 2n2222a. Эта часть является BJT NPN.

Вот типичные характеристики 2n2222a:

• Максимальный ток коллектора = 0.8 А
• Максимальная мощность = 0,5 Вт
• Коэффициент усиления постоянного тока = 100
• Пробой между коллектором и эмиттером = 40 В

Деталь до сих пор очень популярна. Большинство людей выбирают вариант в пластиковом корпусе, поскольку он намного экономичнее. Эта версия известна как Pn2222a, а примером является PN2222ABU.

2n3055 Транзистор

Если вам нужен сильноточный транзистор, то 2n3055 — отличный вариант. Это BJT NPN, и он поставляется в мощной упаковке TO-3.

Вот типичные характеристики 2 n30 55:

• Максимальный ток коллектора = 15 А
• Максимальная мощность = 115 Вт
• Коэффициент усиления постоянного тока = 20
• Пробой коллектора к эмиттеру = 60 В

Транзистор 2n3904

Другой чрезвычайно популярный слаботочный транзистор — 2n3904. Это также BJT NPN.

Этот транзистор — один из лучших вариантов для усилителей тока цепи общего назначения, если он соответствует вашим требованиям.

Вот типичные характеристики транзистора 3904:

• Максимальный ток коллектора = 0,2 А
• Максимальная мощность = 0,625 Вт
• Коэффициент усиления постоянного тока = 100
• Пробой коллектора к эмиттеру = 40 Вольт

Деталь предлагается в пластиковом корпусе TO-92, что делает ее очень экономичной для большинства применений, где требуются детали со сквозными отверстиями. Любители часто выбирают этот транзистор.

2n4401 Транзистор

Если вам нужен транзистор общего назначения, но требуется немного больше тока, чем у 2n3904, то 2n4401 — хороший выбор.

Вот типичные характеристики для 2n4401:

• Максимальный ток коллектора = 0,6 А
• Максимальная мощность = 0,625 Вт
• Коэффициент усиления постоянного тока = 100
• Разрыв между коллектором и эмиттером = 40 В

BC547 Транзистор

Еще один популярный слаботочный транзистор — BC547.Это также BJT NPN. Он известен своим сверхвысоким коэффициентом усиления по току.

Вот типичные характеристики BC547:

• Максимальный ток коллектора = 0,1 А
• Максимальная мощность = 0,5 Вт
• Коэффициент усиления постоянного тока = 420
• Пробой между коллектором и эмиттером = 45 В

Использование транзисторов

Теперь, когда мы ознакомились с большей частью теории и различными частями, давайте рассмотрим некоторые полезные схемы транзисторов.

Прежде чем мы перейдем к некоторым учебным пособиям по транзисторам, давайте рассмотрим очень базовую концепцию, которую важно знать дальше.

Смещение транзистора

Проще говоря, смещение транзистора устанавливает уровни напряжения и / или тока на оптимальную точку так, чтобы транзистор должным образом усиливал сигнал переменного тока по своему вкусу.

Очевидно, это во многом зависит от используемого транзистора, а также от окружающей цепи и напряжений.

Лучший совет — внимательно изучить техническое описание транзистора, так как там можно найти все напряжения и токи для различных режимов.

В таблицах данных также обычно есть несколько отличных примеров схем, которые вы можете использовать в качестве справочника для своего проекта

Следующий совет — использовать программное обеспечение типа SPICE для моделирования вашей схемы. Удивительно, чему вы можете научиться, когда можете быстро преодолеть массовые отказы с молниеносной скоростью с помощью программного обеспечения для моделирования.

Следующее лучшее решение — смонтировать схему и поиграть. Вы можете пойти на больший риск, если имеете дело с дешевыми запчастями на случай, если что-то взорвется.Однако, если вы имеете дело с дорогими деталями, которые трудно заменить, сначала выполните описанные выше действия. использование транзистора — вариант.

Суть заключается в том, что вы используете транзистор для тяжелой работы с током.

Есть несколько способов сделать это:

1. Emitter F ollower — один из наиболее распространенных, также известный как обычный коллектор, см. Пример
2. Common Emitter — см. Пример
3. Push Pull — см. Пример

Для простых усилителей лучше всего использовать транзистор.Если вам нужно более продвинутое усиление, вам действительно стоит подумать об использовании операционного усилителя. Таким образом вы сможете лучше контролировать полосу пропускания и уровень шума в цепи.

Если вы этого еще не знали, операционные усилители в основном состоят из транзисторов. В S pa rkfun есть отличная статья, в которой они познакомят вас с самыми основными схемами усиления, а в конечном итоге все это соберут вместе и покажут основы внутреннего устройства операционного усилителя.

Есть причина, по которой операционные усилители имеют много транзисторов. в них, чтобы контролировать все маленькие эффекты.Не бойтесь использовать операционный усилитель по назначению.

Операционный усилитель общего назначения будет стоить столько же, сколько один или два транзистора, так зачем создавать сложную схему усилителя из транзисторов, если можно просто взять операционный усилитель и получить гораздо лучший результат.

Транзисторный переключатель NPN

Часто у нас есть процессор или микроконтроллер с цифровым выводом, который может подавать только около 10–20 мА (проверьте свое техническое описание). Следовательно, мы не можем напрямую управлять чем-либо с большим током.

Транзистор — отличный буфер, который мы можем использовать для усиления тока для управления вещами. Например, вентилятор, обогреватель или другое устройство со средним или большим током. BJT NPN является популярным выбором для таких ситуаций.

Пример конструкции

В следующей схеме транзистора NPN мы используем NPN для обработки высокого тока вентилятора, при этом позволяя нам управлять вентилятором с помощью слаботочного цифрового вывода.

В этом примере мы используем BJT в качестве переключателя NPN, поскольку два рабочих состояния либо включены, либо выключены.

На схеме видно, что распиновка транзистора NPN такова, что база подключена к управляющему сигналу с помощью резистора, коллектор подключен к нижнему концу вентилятора, а эмиттер подключен к земле.

Выбор транзистора

Итак, как выбрать подходящий транзистор для работы? В этом случае мы рассмотрим несколько ключевых характеристик, и нам нужно снизить номинальные характеристики, выбрав для нашего транзистора значения 2x-3x.

• Максимальный ток от коллектора к эмиттеру должен быть в 2–3 раза больше тока через вентилятор.Пример: если вентилятор потребляет 0,15 А, NPN должен иметь ток коллектора (Ic) max более 0,3 А
• ВЧ должно быть достаточно высоким, чтобы, по крайней мере, быть током через вентилятор, деленным на ток с нашего цифрового вывода. Пример: если наш вентилятор потребляет 0,15 А, и мы можем подавать 0,01 А через наш цифровой вывод, тогда hfe должно быть больше 15 (0,15 / 0,01)
• Максимальное напряжение пробоя коллектора NPN-эмиттер (Vce) должно быть в 2 раза больше. -3x напряжение питания для нашего вентилятора. Пример: если у нас есть вентилятор на 12 В, то нам нужно максимальное напряжение 24 В или больше

Это основные вещи, на которые следует обращать внимание при выборе транзистора для этой схемы.Имейте в виду, что в разработку этой схемы было вложено гораздо больше, над чем кто-то давно работал.

Когда мы смотрим на доступные детали, мы обнаруживаем, что PN2222ABU отвечает всем нашим требованиям. Он имеет Ic = 1 А макс., Vce = 40 В макс. И hfe = 50 мин при Ic = 0,15 А.

Чтобы получить дополнительную маржу, мы можем разделить hFE на 2, что станет 25. Это больше, чем наши требуемые 15, что мы и хотим.

Это означает, что нам, вероятно, сойдет с рук 0.006 А базового тока для управления током коллектора 0,15 А (0,15 / 25). Мы планируем использовать базовый ток 0,01 А, что еще больше переведет нас в режим насыщения.

Что делать, если ваш вентилятор или нагрузка потребляют намного больший ток, чем в нашем примере? Возможно, вам понадобится более мощный NPN. TIP120 — это чудовище с минимальным hFE 1000 на многих токах коллектора. Это также не намного дороже, чем наш предыдущий выбор.

Выбор резистора

Для пытливых умов, чтобы выбрать правильное значение резистора, R1, нам нужно заглянуть в лист данных транзистора и увидеть максимальное напряжение между базой и эмиттером, Vbe.Для этого транзистора его 1,2 Вольт.

Затем, какой бы логический уровень мы ни использовали, мы можем рассчитать резистор. Например:

3.3 Вольтовая логика — 0.6 Вольт Vbe = 2.7 В

Теперь мы берем:

2.7 В / 0,01 А Базовый ток = 270 Ом для R1

Это ограничивает ток с нашего цифрового вывода до 0,01 А макс. 0,6 Vbe, а ток составляет 0,008 ампер мин при 1,2 Vbe. Мы должны быть в насыщении NPN для обоих из них.

Выбор диода

Диод присутствует из-за индуктивной нагрузки вентилятора.Диод не нужен, если нагрузка представляет собой нагреватель, светодиод или другую резистивную нагрузку.

Типичным диодом для D1 в этой ситуации является 1N4001. Он имеет прямой ток 1 А и максимальное обратное смещение 50 В.

Транзистор hFE

При выборе правильного транзистора hFE:

Большинство интернет-источников имеют практическое правило рассматривать каждый транзистор как имеющий значение 10. Выбери из.

Какой нормальный путь выбрать для определения того, имеет ли транзистор достаточно высокое hfe и какой базовый ток требуется, — это посмотреть в таблице данных.

Вы хотите найти кривые насыщения, сопоставить максимальный ток коллектора для вашей схемы и определить базовый ток, который переводит транзистор в режим полного насыщения. Кривая будет похожа на хоккейную клюшку.

Насыщение означает, что больший базовый ток не дает больше коллекторного тока на кривой.Пройдите немного дальше по кривой после того, как она выровнена ровно. Это золотая середина.

В некоторых таблицах данных нет этих кривых, поэтому вам придется полагаться на таблицу, которая сообщает вам hFE при определенных токах коллектора. Это типичный сценарий.

Попытайтесь сопоставить ток коллектора вашей схемы в таблице, а затем выберите минимальное значение hFE. В целях безопасности вы можете разделить hFE на 2, чтобы получить достаточный запас на ошибку.

Многие люди здесь ошибаются и получают ток коллектора из таблицы, который не соответствует их схеме, поэтому hfe, которое они используют, неверно .

Затем соберите и протестируйте свою схему, чтобы убедиться, что она работает правильно. Попробуйте поменять местами несколько транзисторов с одинаковым номером детали, чтобы убедиться, что все они работают.Схема должна работать, а транзистор не должен нагреваться.

Если для вашей схемы требуется, чтобы вы подавали ток через транзистор (вместо потребляемого тока для NPN), вы можете вместо этого сделать схему переключения транзистора PNP. Хотя это не так часто, как использование NPN в этой ситуации. .

Тестирование транзисторов

Время от времени вам может потребоваться убедиться, что часть транзистора работает правильно.

Оказывается, довольно легко проверить транзистор, если вы можете изолировать часть от цепи. Далее мы рассмотрим некоторые методы:

Как проверить транзистор

Есть два основных способа проверить транзистор, и мы рассмотрим их оба. Важно удалить транзистор из схемы.

Если он находится в цепи, эти тесты, вероятно, не будут работать эффективно

Ручной метод мультиметра

Большинство современных мультиметров имеют режим проверки диодов.Иногда это сочетается с измерением сопротивления или это может быть отдельный режим регулятора. Ниже приведен пример счетчика Craftsman. Обратите внимание на символы диодов, кнопку и режим регулятора.

Чтобы проверить транзистор, нам нужно удалить его из схемы. В противном случае тест может быть неточным.

Чтобы измерить наш транзистор, мы делаем эти 4 шага:

1. Мы переводим нашу ручку-селектор в режим измерения диодов. В зависимости от нашего измерителя нам может потребоваться дополнительно нажать кнопку режима вверху, чтобы перейти от звукового сигнала к диодному режиму.Визуальный дисплей должен сообщить нам, в каком режиме мы находимся.

2. Для NPN поместите красный датчик на вывод Base, а черный датчик на вывод эмиттера. Обычно вы должны измерять от 0,4 до 1 В в зависимости от транзистора.

3. Для PNP поместите красный щуп на вывод эмиттера, а черный щуп на вывод основания. Обычно вы должны измерять от 0,4 до 1 В в зависимости от транзистора.

4. Как для NPN, так и для PNP поместите один датчик на коллектор, а другой датчик на излучатель.Здесь вы не должны получить достоверное прочтение. Поменяйте местами датчики, и снова вы не должны получить правильные показания.

Если транзистор проходит эти шаги, это хорошо. Если нет, то это плохо.

Автоматический метод мультиметра

В этом методе мы воспользуемся преимуществами тестера транзисторов, встроенного во многие мультиметры. Конечно, вам понадобится мультиметр, поддерживающий эту возможность.

Этот тест предназначен для деталей со сквозным отверстием. Если ваша деталь монтируется на поверхность, вам понадобится тестовые провода для подключения вашей детали к измерителю.

Если в вашем глюкометре есть эта функция, то где-то на элементах управления вы найдете несколько отверстий с прорезями с метками для NPN и PNP. См. Пример ниже для счетчика мастера.

Этот тест состоит из трех этапов:

1. Сначала переместите ручку переключателя в раздел, обозначенный «hFE». Это переводит измеритель в транзисторный режим.

2. Затем обратите внимание, что отверстия помечены внизу для разных выводов NPN и PNP. Вам просто нужно совместить эти отверстия с выводами детали.Есть две строки, одна для NPN и одна для PNP.

3. Если наш транзистор вставлен правильно, измерение hFE должно соответствовать техническим характеристикам нашей детали. Мы можем найти это в таблице данных транзистора.

Если измеренное значение hFE соответствует нашему ожидаемому hFE, то транзистор в порядке. Если нет, то это плохо. Надеюсь, это было полезно для вас.

Если у вас есть какие-либо вопросы или забавные истории о транзисторах, дайте мне знать об этом в комментариях ниже!

4 лучших транзистора для хранения в комплекте деталей

Если вашему проекту нужен транзистор, есть множество вариантов.Что заставляет ответить на вопрос «Какой транзистор мне использовать или купить?» непростая задача. Не бойтесь, прежде чем пробираться сквозь спецификацию за спецификацией, рассмотрите один из этих четырех транзисторов общего назначения. В ящике с инструментами каждого инженера-электронщика должно быть несколько таких инструментов.

Транзисторы — один из самых универсальных дискретных компонентов в электронике. В цифровых схемах они включаются и выключаются, а в аналоговых схемах они используются для усиления сигналов. В большинстве проектов они используются для включения нагрузки, которая убила бы вывод ввода-вывода микроконтроллера или микропроцессора.Для большинства схем можно использовать либо BJT, либо MOSFET, в зависимости от тока нагрузки, который необходимо переключить.

[Edit Note] Ян (комментарий ниже) указывает, что есть европейские эквиваленты, которые могут быть более доступными для тех, кто находится в этой части мира. Для NPN проверьте BC547, для PNP — BC557.

Вот еще несколько подробностей по каждому из них.

Лучшие транзисторы: БЮЦ

Биполярные транзисторы

поставляются в небольших корпусах, могут управляться напрямую с помощью выводов ввода-вывода и стоят ОЧЕНЬ дешево.Есть два варианта: NPN и PNP. Эти маленькие ребята — рабочие лошадки для большинства схем управления для приложений с малым током. В 3-контактном корпусе в стиле TO-92 вы обычно найдете детали со сквозным отверстием.

# 1 NPN — 2N3904

Чаще всего NPN-транзисторы можно встретить в схемах переключателей низкого уровня. Эта конфигурация означает, что все, что вы хотите контролировать, подключено между «высоким» напряжением и коллектором транзистора. Прочтите этот пост для получения дополнительной информации о low-side vs.переключатели верхнего плеча.

Обычно я использую транзистор 2N3904. Вы можете легко переключать большие нагрузки, например, более 12 вольт, с максимальным номиналом этого транзистора в 40 вольт. Его номинальный ток составляет всего 200 мА, но этого достаточно для большинства реле.

2N3904 от Mouser

№ 2 ПНП — 2Н3906

Для цепей переключателя верхнего плеча необходим BJT типа PNP. В цепи высокого напряжения нагрузка находится между коллектором транзистора и землей цепи. Его эмиттер подключается к «высоковольтному».«Поскольку я рекомендовал 2N3904 для NPN, я предлагаю его дополнение: 2n3906. Как и NPN, он имеет такое же максимальное напряжение и ток: 40 В и 200 мА. Прочтите этот пост для получения дополнительной информации о переключателях низкого и высокого уровня.

2N3906 от Mouser

# 3 Питание — TIP120

Одним из преимуществ BJT является то, что они легко управляются от вывода ввода-вывода Arduino или Raspberry Pi. Когда они сконфигурированы как «пара Дарлингтона», они могут обеспечивать значительно более высокие токи, чем одиночные транзисторы.TIP120 — это пара Дарлингтона, которая может выдерживать до 5 ампер в корпусе TO-220. Иногда можно увидеть тот же корпус, который используется для линейных регуляторов LM7805. Если вы хотите получить такой большой ток, не забудьте радиатор!

TIP120 от Mouser

Лучшие транзисторы: МОП-транзисторы

Когда вам нужно управлять током в много ампер, полевые МОП-транзисторы — это просто фантастика. Однако большинство из них не работают на «логических уровнях», то есть им обычно требуется от 10 до 15 вольт для их правильного включения.Такое высокое напряжение трудно достичь 5-вольтовому контакту ввода-вывода Arduino, не говоря уже о Beaglebone или Raspberry Pi.

Если вы новичок в MOSFET, ознакомьтесь с моим видеоуроком по MOSFET (прокрутите вниз) и этой статьей о развенчании мифов о MOSFET.

# 4 N-канал (логический уровень) — FQP30N06L

Эти «рабочие лошадки» транзисторы имеют максимальное значение 60 В и 30 А. Не в миллиамперах. Амперы! (Хотя вам понадобится радиатор!) Они стоят почти в 2 раза больше, чем стоит TIP120, но они обеспечивают намного больший ток.Лучшая часть? Имея Vgs-threshold, совместимый с «логическим уровнем», Arduino может легко управлять ими с помощью своего выходного вывода 5,0 В. Благодаря этим свойствам я держу под рукой стопку FQP30N06.

FQP30N06L от Mouser

FPQ30N06L с Amazon

Заключение

Эти четыре транзистора общего назначения предназначены для широкого диапазона применений. Наличие пары каждого из них в коробке пригодится практически для любого проекта. Оставьте комментарий ниже, какие транзисторы вы держите под рукой.

Обновление : я добавил небольшое примечание о европейских альтернативах для NPN и PNP BJT.

Типы транзисторов: работа и их применение

Транзистор является активным компонентом и используется во всех электронных схемах. Они используются как усилители и коммутационные аппараты. В качестве усилителей они используются в каскадах высокого и низкого уровня, частотных каскадах, генераторах, модуляторах, детекторах и в любой цепи, которая должна выполнять определенную функцию.В цифровых схемах они используются как переключатели. Во всем мире существует огромное количество производителей, которые производят полупроводники (транзисторы являются членами этого семейства устройств), поэтому существует ровно тысячи различных типов. Существуют транзисторы малой, средней и большой мощности, для работы с высокими и низкими частотами, для работы с очень высоким током и / или высоким напряжением. В этой статье дается обзор того, что такое транзистор, различных типов транзисторов и их применения.

Что такое транзистор

Транзистор электронный. Это сделано через полупроводник p- и n-типа. Когда полупроводник помещается в центр между полупроводниками одного типа, такое устройство называется транзисторами. Можно сказать, что транзистор — это комбинация двух диодов, это соединение спина к спине. Транзистор — это устройство, которое регулирует ток или напряжение и действует как кнопка или затвор для электронных сигналов.

Типы транзисторов

Транзисторы состоят из трех слоев полупроводникового устройства, каждый из которых способен перемещать ток.Полупроводник — это такой материал, как германий и кремний, который проводит электричество «полуэнтузиазмом». Это где-то между настоящим проводником, таким как медь, и изолятором (похожим на провода в пластиковой оболочке).

Символ транзистора

Показана схематическая форма транзисторов n-p-n и p-n-p. Внутрисхемная форма соединения используется. Символ стрелки определяет ток эмиттера. В соединении n-p-n мы идентифицируем поток электронов в эмиттер.Это означает, что из эмиттера течет консервативный ток, как показано исходящей стрелкой. Точно так же можно видеть, что для соединения p-n-p консервативный ток течет в эмиттер, как показано направленной внутрь стрелкой на рисунке.

Транзисторы PNP и NPN

Существует так много типов транзисторов, каждый из которых различается по своим характеристикам, и каждый имеет свои преимущества и недостатки. Некоторые типы транзисторов используются в основном для коммутации. Другие могут использоваться как для переключения, так и для усиления.Тем не менее, другие транзисторы находятся в особой группе, например фототранзисторы, которые реагируют на количество падающего на них света, создавая ток, протекающий через них. Ниже приведен список различных типов транзисторов; мы рассмотрим характеристики, которые создают их каждую до

Каковы два основных типа транзисторов?

Транзисторы подразделяются на два типа, такие как BJT и полевые транзисторы.

Биполярный переходной транзистор (BJT)

Биполярные транзисторы

— это транзисторы, состоящие из трех областей: базы, коллектора и эмиттера.Транзисторы с биполярным соединением, различные полевые транзисторы, являются устройствами с регулируемым током. Небольшой ток, поступающий в базовую область транзистора, вызывает гораздо больший ток, протекающий от эмиттера к области коллектора. Биполярные переходные транзисторы бывают двух основных типов: NPN и PNP. NPN-транзистор — это транзистор, в котором большинство носителей тока — электроны.

Электроны, протекающие от эмиттера к коллектору, составляют основу большей части тока, протекающего через транзистор.Остальные типы зарядов, дырки, составляют меньшинство. Транзисторы PNP — наоборот. В транзисторах PNP большинство дырок носителей тока. Биполярные транзисторы доступны двух типов: PNP и NPN

. Контакты биполярного переходного транзистора

Транзистор PNP

Этот транзистор представляет собой еще один вид BJT — транзисторов с биполярным переходом и содержит два полупроводниковых материала p-типа. Эти материалы разделены тонким полупроводниковым слоем n-типа. В этих транзисторах основными носителями заряда являются дырки, а неосновными носителями заряда являются электроны.

В этом транзисторе символ стрелки указывает на обычный ток. Направление тока в этом транзисторе — от вывода эмиттера к выводу коллектора. Этот транзистор будет включен, когда клемма базы переместится в низкий уровень по сравнению с клеммой эмиттера. Транзистор PNP с символом показан ниже.

NPN транзистор

NPN также является одним из видов BJT (биполярных транзисторов) и включает в себя два полупроводниковых материала n-типа, разделенных тонким полупроводниковым слоем p-типа.В транзисторе NPN основными носителями заряда являются электроны, а неосновными носителями заряда — дырки. Электроны, протекающие от вывода эмиттера к выводу коллектора, будут формировать ток в выводе базы транзистора.

В транзисторе меньшая величина тока, подаваемого на вывод базы, может вызвать подачу большого количества тока от вывода эмиттера к коллектору. В настоящее время обычно используются BJT-транзисторы, так как подвижность электронов выше, чем подвижность дырок.Ниже показан NPN-транзистор с символом.

Полевой транзистор

Полевые транзисторы

состоят из 3 областей: затвора, истока и стока. Различные биполярные транзисторы, полевые транзисторы — это устройства, управляемые напряжением. Напряжение, подаваемое на затвор, управляет током, протекающим от истока к стоку транзистора. Полевые транзисторы имеют очень высокий входной импеданс, от нескольких мегаомов (МОм) до гораздо больших значений.

Из-за этого высокого входного импеданса через них проходит очень небольшой ток.(Согласно закону Ома, на ток обратно пропорционально влияет значение импеданса цепи. Если импеданс высокий, ток очень низкий.) Таким образом, оба полевых транзистора потребляют очень небольшой ток от источника питания схемы.

Полевые транзисторы

Таким образом, это идеальный вариант, поскольку они не нарушают работу силовых элементов исходной схемы, к которым они подключены. Они не приведут к перегрузке источника питания. Недостатком полевых транзисторов является то, что они не обеспечивают такое усиление, которое можно получить от биполярных транзисторов.

Биполярные транзисторы

лучше в том, что они обеспечивают большее усиление, хотя полевые транзисторы лучше в том, что они вызывают меньшую нагрузку, дешевле и проще в производстве. Полевые транзисторы бывают двух основных типов: полевые транзисторы JFET и полевые МОП-транзисторы. JFET и MOSFET очень похожи, но MOSFET имеют даже более высокие значения входного импеданса, чем JFET. Это вызывает еще меньшую нагрузку в цепи. Полевые транзисторы делятся на два типа, а именно JFET и MOSFET.

JFET

JFET расшифровывается как Junction-Field-Effect Transistor.Это простой, а также первый тип полевых транзисторов, которые используются в качестве резисторов, усилителей, переключателей и т. Д. Это устройство, управляемое напряжением, и в нем не используется ток смещения. Как только напряжение приложено между выводами затвора и истока, оно управляет током между истоком и стоком транзистора JFET.

Переходный полевой транзистор (JUGFET или JFET) не имеет PN-переходов, но вместо него имеет узкую часть из полупроводникового материала с высоким удельным сопротивлением, образующую «канал» кремния N-типа или P-типа для протекания большинства носителей. через два омических электрических соединения на обоих концах, которые обычно называются стоком и источником соответственно.

Соединительные полевые транзисторы

Существуют две основные конфигурации соединительных полевых транзисторов: N-канальный JFET и P-канальный JFET. Канал N-канального JFET легирован донорными примесями, что означает, что ток через канал отрицательный (отсюда и термин N-канал) в форме электронов. Эти транзисторы доступны как в P-канальном, так и в N-канальном исполнении.

МОП-транзистор

MOSFET или полевой транзистор металл-оксид-полупроводник наиболее часто используется среди всех типов транзисторов.Как следует из названия, он включает в себя вывод металлических ворот. Этот транзистор включает в себя четыре вывода, таких как исток, сток, затвор и подложка или корпус.

MOSFET

По сравнению с BJT и JFET, полевые МОП-транзисторы имеют ряд преимуществ, так как они обеспечивают высокий импеданс i / p, а также низкий импеданс o / p. МОП-транзисторы в основном используются в схемах малой мощности, особенно при разработке микросхем. Эти транзисторы доступны в двух типах, таких как истощение и усиление. Кроме того, эти типы подразделяются на типы с P-каналом и N-каналом.

Основные характеристики FET включают следующее.

• Он униполярен, потому что за передачу ответственны носители заряда, такие как электроны или дырки.
• В полевом транзисторе входной ток будет протекать из-за обратного смещения. Следовательно, входной импеданс этого транзистора высокий.
• Когда напряжение o / p полевого транзистора регулируется входным напряжением затвора, этот транзистор называется устройством, управляемым напряжением.
• На токопроводящей дорожке переходов нет. Таким образом, полевые транзисторы имеют меньше шума по сравнению с биполярными транзисторами.
• Определение коэффициента усиления может быть выполнено с помощью крутизны, поскольку это отношение тока изменения o / p к изменению входного напряжения
• Низкое сопротивление полевого транзистора.

Преимущества полевого транзистора

К преимуществам полевого транзистора по сравнению с BJT можно отнести следующее.

• FET — это униполярное устройство, тогда как BJT — биполярное устройство
• FET — это устройство, управляемое напряжением, тогда как BJT — это устройство, управляемое током
• Сопротивление i / p полевого транзистора высокое, тогда как у BJT низкое
• Низкий уровень шума полевого транзистора по сравнению с BJT
• У полевого транзистора термическая стабильность высокая, а у биполярного транзистора — низкая.
• Характеристика усиления полевого транзистора может быть выполнена через крутизну, тогда как в BJT с усилением по напряжению

Применение полевого транзистора

Применения полевого транзистора включают следующее.

• Эти транзисторы используются в различных схемах для уменьшения эффекта нагрузки.
• Они используются в нескольких схемах, например, в генераторах фазового сдвига, вольтметрах и буферных усилителях.

Клеммы полевого транзистора

FET имеет три вывода, такие как исток, затвор и сток, которые не похожи на выводы BJT.В FET терминал источника аналогичен терминалу эмиттера BJT, тогда как терминал ворот аналогичен базовому терминалу, а терминал стока — терминалу коллектора.

Терминал источника

• В полевом транзисторе вывод истока — это тот вывод, через который носители заряда входят в канал.
• Это похоже на вывод эмиттера BJT
• Терминал источника может быть обозначен буквой «S».
• Поток тока через канал на клемме источника можно указать как IS.
  Выходной терминал
• В полевом транзисторе клемма затвора играет важную роль в управлении потоком тока по каналу.
• Поток тока можно контролировать через клемму затвора, подав на нее внешнее напряжение.
Клемма затвора
• представляет собой смесь двух клемм, которые связаны внутри и сильно легированы. Проводимость канала можно модулировать через терминал Gate.
• Это похоже на базовый терминал BJT
• Терминал ворот может быть обозначен буквой «G».
• Поток тока через канал на выводе ворот можно указать как IG.

Сливной терминал

• В полевом транзисторе вывод стока — это тот вывод, через который несущие покидают канал.
• Это аналог клеммы коллектора в биполярном переходном транзисторе.
• Напряжение от стока к источнику обозначено как VDS.
• Дренажный терминал может быть обозначен как D.
• Поток тока, движущийся от канала на сливном терминале, можно указать как ID.

Различные типы транзисторов

Существуют различные типы транзисторов в зависимости от их функции, такие как малосигнальный, малый коммутирующий, силовой, высокочастотный, фототранзистор, UJT. Некоторые виды транзисторов в основном используются для усиления, в противном случае — для переключения.

Типы транзисторов с малым сигналом

Малосигнальные транзисторы используются в основном для усиления сигналов низкого уровня, но могут также хорошо работать в качестве переключателей. Эти транзисторы доступны через значение hFE, которое указывает, как транзистор усиливает входные сигналы.Диапазон типичных значений hFE составляет от 10 до 500, включая диапазон максимального тока коллектора (Ic) от 80 мА до 600 мА.

Эти транзисторы доступны в двух формах, таких как PNP и NPN. Наибольшие рабочие частоты этого транзистора имеют от 1 до 300 МГц. Эти транзисторы используются при усилении небольших сигналов, таких как несколько вольт, и просто, когда используется ток миллиампер. Силовой транзистор применим, когда используется большое напряжение, а также ток.

Типы малых коммутации транзисторов

Малые переключающие транзисторы

используются как переключатели, а также как усилители.Типичные значения hFE для этих транзисторов находятся в диапазоне от 10 до 200, включая наименьший номинальный ток коллектора, который находится в диапазоне от 10 мА до 1000 мА. Эти транзисторы доступны в двух формах, таких как PNP и NPN

.

Эти транзисторы не способны к усилению слабого сигнала транзисторов, которое может включать до 500 усилений. Таким образом, это сделает транзисторы более удобными для переключения, хотя их можно использовать в качестве усилителей для обеспечения усиления. Если вам потребуется дополнительное усиление, эти транзисторы будут лучше работать как усилители.

Силовые транзисторы

Эти транзисторы применимы там, где используется большая мощность. Вывод коллектора этого транзистора соединен с металлическим выводом базы, поэтому он работает как радиатор, отводящий избыточную мощность. Диапазон типичных номинальных мощностей в основном колеблется от примерно 10 Вт до 300 Вт, включая номинальные частоты от 1 МГц до 100 МГц.

Силовой транзистор

Максимальный ток коллектора находится в диапазоне от 1 до 100 А.Силовые транзисторы доступны в формах PNP и NPN, тогда как транзисторы Дарлингтона доступны в формах PNP или NPN.

Высокочастотные типы транзисторов

Высокочастотные транзисторы

используются особенно для небольших сигналов, которые работают на высоких частотах, и используются в приложениях для высокоскоростной коммутации. Эти транзисторы применимы в высокочастотных сигналах и должны иметь возможность включения / выключения на чрезвычайно высоких скоростях.

Применение высокочастотных транзисторов в основном включает усилители HF, UHF, VHF, MATV и CATV, а также генераторы.Диапазон максимальной номинальной частоты составляет около 2000 МГц, а максимальный ток коллектора находится в диапазоне от 10 мА до 600 мА. Их можно получить как в формах PNP, так и в NPN.

Фототранзистор

Эти транзисторы светочувствительны, и общий тип этого транзистора выглядит как биполярный транзистор, в котором вывод базы этого транзистора удален, а также заменен через светочувствительную область. Вот почему фототранзистор включает просто две клеммы вместо трех.Как только внешняя область остается в тени, устройство будет выключено.

Фототранзистор

В основном нет протекания тока от областей коллектора к эмиттеру. Но всякий раз, когда светочувствительная область подвергается воздействию дневного света, может быть произведено небольшое количество базового тока для управления гораздо большим током коллектора к эмиттеру.

Подобно обычным транзисторам, это могут быть как полевые транзисторы, так и биполярные транзисторы. Полевые транзисторы — это светочувствительные транзисторы, в отличие от фотобиполярных транзисторов. В фотобиполярных транзисторах свет используется для создания напряжения затвора, которое в основном используется для управления током сток-исток.Они очень чувствительны к изменениям света, а также более деликатны по сравнению с биполярными фототранзисторами.

Однопереходные типы транзисторов

Однопереходные транзисторы (UJT) включают в себя трехпроводные транзисторы, которые работают полностью как электрические переключатели, поэтому они не используются как усилители. Как правило, транзисторы работают как коммутатор, а также как усилитель. Однако UJT не дает никакого усиления из-за своей конструкции. Таким образом, он не предназначен для обеспечения достаточного напряжения в противном случае тока.

Выводы этих транзисторов: B1, B2 и вывод эмиттера. Работа этого транзистора проста. Когда напряжение существует между его эмиттерным или базовым выводом, будет небольшой ток от B2 к B1.

Однопереходный транзистор

Управляющие провода в других типах транзисторов будут обеспечивать небольшой дополнительный ток, тогда как в UJT все наоборот. Первичным источником транзистора является его эмиттерный ток. Прохождение тока от B2 к B1 — это просто небольшая часть всего комбинированного тока, что означает, что UJT не подходят для усиления, но подходят для переключения.

Биполярный транзистор с гетеропереходом (HBT)

Биполярные транзисторы с гетеропереходом (HBT) AlgaAs / GaAs используются для цифровых и аналоговых микроволновых приложений с частотами вплоть до Ku-диапазона. HBT могут обеспечивать более высокую скорость переключения, чем кремниевые биполярные транзисторы, в основном из-за пониженного сопротивления базы и емкости между коллектором и подложкой. Обработка HBT требует менее сложной литографии, чем полевые транзисторы GaAs, поэтому производство HBT бесценно и может обеспечить лучший литографический выход.

Эта технология также может обеспечить более высокое напряжение пробоя и более простое согласование широкополосного импеданса, чем полевые транзисторы на основе GaAs. При оценке Si-транзисторов с биполярным переходом (BJT), HBT демонстрируют лучшее представление с точки зрения эффективности инжекции эмиттера, сопротивления базы, емкости база-эмиттер и частоты среза. Они также обладают хорошей линейностью, низким фазовым шумом и высоким КПД. HBT используются как в прибыльных, так и в высоконадежных приложениях, таких как усилители мощности в мобильных телефонах и лазерные драйверы.

Транзистор Дарлингтона

Транзистор Дарлингтона, который иногда называют «парой Дарлингтона», представляет собой схему транзистора, состоящую из двух транзисторов. Его изобрел Сидни Дарлингтон. Он похож на транзистор, но имеет гораздо более высокую способность к увеличению тока. Схема может состоять из двух дискретных транзисторов или находиться внутри интегральной схемы.

Параметр hfe для транзистора Дарлингтона — это взаимное умножение hfe каждого транзистора. Схема полезна в усилителях звука или в датчике, который измеряет очень небольшой ток, который проходит через воду.Он настолько чувствителен, что может улавливать ток через кожу. Если вы подключите его к куску металла, вы можете построить сенсорную кнопку.

Транзистор Дарлингтона

Транзистор Шоттки

Транзистор Шоттки представляет собой комбинацию транзистора и диода Шоттки, которая предотвращает насыщение транзистора за счет отклонения крайнего входного тока. Его также называют транзистором с зажимом Шоттки.

Транзистор с несколькими эмиттерами

Транзистор с несколькими эмиттерами — это специализированный биполярный транзистор, часто используемый в качестве входов логических вентилей NAND транзисторной логики (TTL).Входные сигналы подаются на излучатели. Ток коллектора перестает течь просто, если все эмиттеры управляются логическим высоким напряжением, таким образом выполняя логический процесс NAND с использованием одного транзистора. Транзисторы с несколькими эмиттерами заменяют диоды DTL и позволяют сократить время переключения и рассеиваемую мощность.

МОП-транзистор с двойным затвором

Одной из разновидностей полевого МОП-транзистора, который особенно популярен в нескольких ВЧ-приложениях, является МОП-транзистор с двойным затвором. МОП-транзистор с двойным затвором используется во многих ВЧ и других приложениях, где требуются два управляющих затвора последовательно.МОП-транзистор с двумя затворами по сути является формой МОП-транзистора, в котором два затвора построены по длине канала один за другим.

Таким образом, оба затвора влияют на уровень тока, протекающего между истоком и стоком. Фактически, работу двухзатворного полевого МОП-транзистора можно рассматривать как то же самое, что и двух последовательно соединенных полевых МОП-транзисторов. Оба затвора влияют на общую работу полевого МОП-транзистора и, следовательно, на выходной сигнал. МОП-транзистор с двойным затвором может использоваться во многих приложениях, включая ВЧ-смесители / умножители, ВЧ-усилители, усилители с регулировкой усиления и т.п.

Лавинный транзистор

Лавинный транзистор — это транзистор с биполярным переходом, предназначенный для обработки в области характеристик напряжения коллектор-ток / коллектор-эмиттер за пределами напряжения пробоя коллектор-эмиттер, называемой областью лавинного пробоя. Эта область характеризуется лавинным пробоем, подобным разряду Таунсенда для газов, и отрицательным дифференциальным сопротивлением. Работа в области лавинного пробоя называется лавинной работой: она дает лавинным транзисторам возможность коммутировать очень высокие токи с временем нарастания и спада менее наносекунд (время перехода).

Транзисторы, специально не предназначенные для этой цели, могут иметь достаточно стабильные лавинные свойства; Например, 82% образцов высокоскоростного переключателя 2N2369 на 15 В, изготовленных за 12-летний период, были способны генерировать импульсы лавинного пробоя с временем нарастания 350 пс или меньше, используя источник питания 90 В, как пишет Джим Уильямс. .

Диффузионный транзистор

Диффузионный транзистор — это транзистор с биполярным переходом (BJT), образованный диффузией примесей в полупроводниковую подложку.Процесс диффузии был реализован позже, чем процессы соединения сплавов и выращивания соединений для изготовления BJT. Bell Labs разработала первый прототип диффузионных транзисторов в 1954 году. Первоначальные диффузионные транзисторы были транзисторами с диффузной базой.

У этих транзисторов все еще были эмиттеры из сплава, а иногда и коллекторы из сплава, как в более ранних транзисторах с переходом из сплава. В подложку распылялась только основа. Иногда коллектор производился из подложки, но в транзисторах, таких как диффузионные транзисторы из микролегированного сплава Philco, подложка составляла основную часть.

Применение типов транзисторов

Соответствующее применение силовых полупроводников требует понимания их максимальных номинальных и электрических характеристик, информация, которая представлена ​​в техническом описании устройства. Хорошая практика проектирования использует пределы таблицы, а не информацию, полученную из небольших партий образцов. Рейтинг — это максимальное или минимальное значение, ограничивающее возможности устройства. Действия с превышением номинального значения могут привести к необратимой деградации или отказу устройства.Максимальные рейтинги означают экстремальные возможности устройства. Их нельзя использовать в качестве конструктивных обстоятельств.

Характеристика — это мера производительности устройства в отдельных условиях эксплуатации, выраженная минимальными, характеристическими и / или максимальными значениями или отображаемая графически.

Таким образом, это все о том, что такое транзистор, а также о различных типах транзисторов и их применениях. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию или реализуете проекты в области электротехники и электроники, пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже.Вот вам вопрос, какова основная функция транзистора?

различных типов транзисторов и их работа

Поскольку наш мозг состоит из 100 миллиардов клеток, называемых нейронами, которые используются для мысли и запоминания вещей. Как и у компьютера, есть миллиарды крошечных клеток мозга с именем , транзисторы, . Он состоит из экстракта химического элемента из песка, называемого кремнием. Транзисторы радикально меняют теорию электроники, поскольку она была разработана более полувека назад Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли.

Итак, мы расскажем, как они работают или что они из себя представляют на самом деле?

Что такое транзисторы?

Эти устройства изготовлены из полупроводникового материала, который обычно используется для усиления или переключения, его также можно использовать для управления потоком напряжения и тока. Он также используется для усиления входных сигналов в выходной сигнал экстента. Транзистор обычно представляет собой твердотельное электронное устройство, состоящее из полупроводниковых материалов.Электронная циркуляция тока может быть изменена добавлением электронов. Этот процесс приводит к изменениям напряжения, которые пропорционально влияют на многие изменения выходного тока, вызывая усиление. Не все, но большинство электронных устройств содержат один или несколько типов транзисторов. Некоторые транзисторы размещаются индивидуально или обычно в интегральных схемах, которые различаются в зависимости от их состояния применения.

«Транзистор представляет собой компонент типа насекомого на трех лапах, который размещается по отдельности в некоторых устройствах, но в компьютерах он упакован внутри миллионами цифр в небольших микрочипах»

Из чего состоит транзистор?

Транзистор состоит из трех слоев полупроводника, способных удерживать ток.Электропроводящие материалы, такие как кремний и германий, обладают способностью переносить электричество между проводниками и изолятором, заключенным в пластиковые провода. Полупроводниковые материалы обрабатываются с помощью некоторой химической процедуры, называемой легированием полупроводника. Если кремний легирован мышьяком, фосфором и сурьмой, он получит некоторые дополнительные носители заряда, то есть электроны, известные как N-типа или отрицательный полупроводник , тогда как если кремний легирован другими примесями, такими как бор, галлий, алюминий, он получит меньше носителей заряда i.е., дырки, известны как P-типа или положительный полупроводник .

Как работает транзистор?

Рабочая концепция — это основная часть понимания того, как использовать транзистор или как он работает? В транзисторе есть три клеммы:

• База: Дает базу электродам транзистора.

• Излучатель : Излучаемые им носители заряда.

• Коллекционер : Носители заряда, собранные этим.

Если транзистор имеет тип NPN , нам нужно приложить напряжение 0,7 В для его запуска, и когда напряжение, приложенное к выводу базы, транзистор включается, что является условием прямого смещения , и ток начинает течь через коллектор до эмиттер (также называемый областью насыщения). Когда транзистор находится в состоянии обратного смещения или вывод базы заземлен или на нем отсутствует напряжение, транзистор остается в состоянии ВЫКЛ и не позволяет току течь от коллектора к эмиттеру (также называемая областью отсечки).

Если транзистор относится к типу PNP , он обычно находится в состоянии ВКЛ, но не следует говорить о том, что он включен, пока базовый вывод не будет идеально заземлен. После заземления вывода базы транзистор перейдет в состояние обратного смещения или будет включен. Поскольку питание подается на вывод базы, он перестает проводить ток от коллектора к эмиттеру, и транзистор, как утверждается, находится в состоянии ВЫКЛ или с прямым смещением .

Для защиты транзистора мы последовательно подключаем к нему сопротивление, для нахождения значения этого сопротивления мы используем следующую формулу:

R _B = V _BE / I _B

Различные типы транзисторов:

В основном мы можем разделить транзисторы на две категории: Bipolar Junction Transistor (BJT) и Field Effect Transistor (FET) .Далее мы можем разделить его, как показано ниже:

Биполярный переходной транзистор (BJT)

Транзистор с биполярным переходом состоит из легированного полупроводника с тремя выводами: базой, эмиттером и коллектором. В этой процедуре участвуют как дырки, так и электроны. Большой ток, проходящий через коллектор к эмиттеру, переключается путем изменения небольшого тока от базы к выводам эмиттера. Они также называются устройствами , управляемыми по току, . NPN и PNP — две основные части BJT, как мы обсуждали ранее. Биполярный транзистор включается путем подачи входного сигнала на базу, потому что у него самый низкий импеданс для всех транзисторов. Коэффициент усиления также самый высокий для всех транзисторов.

Типы BJT следующие:

1. NPN транзистор :

В средней области NPN-транзистора, т.е. база p-типа, а две внешние области, то есть эмиттер и коллектор, имеют n-тип.

В прямом активном режиме транзистор NPN смещен. При использовании источника постоянного тока Vbb переход база-эмиттер будет смещен в прямом направлении. Следовательно, на этом переходе область истощения будет уменьшена. Переход коллектор-база имеет обратное смещение, область истощения перехода коллектор-база будет увеличена. Основными носителями заряда для эмиттера n-типа являются электроны. Переход база-эмиттер смещен в прямом направлении, поэтому электроны движутся к области базы.Следовательно, это вызывает ток эмиттера Ie . Базовая область тонкая и слегка легирована дырками, образуется электронно-дырочная комбинация, и некоторые электроны остаются в базовой области. Это вызывает очень малый базовый ток Ib . Коллекторный переход базы смещен в обратном направлении к дыркам в базовой области и электронам в области коллектора, но смещен вперед к электронам в базовой области. Оставшиеся электроны базовой области, притянутые клеммой коллектора, вызывают ток коллектора Ic. Узнайте больше о транзисторе NPN здесь.

2. Транзистор PNP :

В средней области PNP-транзистора, т. Е. База имеет n-тип, а две внешние области, т. Е. Коллектор и эмиттер, имеют p-тип.

Как мы обсуждали выше, в транзисторе NPN он также работает в активном режиме. Большинство носителей заряда — это дырки для эмиттера p-типа.Для этих отверстий переход базового эмиттера будет смещен вперед и перемещается в базовую область. Это вызывает ток эмиттера Ie . Базовая область тонкая и слабо легирована электронами, образуется электронно-дырочная комбинация, и некоторые дырки остаются в базовой области. Это вызывает очень малый базовый ток Ib . Коллекторный переход базы смещен в обратном направлении к отверстиям в области основания и отверстиям в области коллектора, но смещен вперед к отверстиям в области основания. Оставшиеся отверстия базовой области, притянутые клеммой коллектора, вызывают ток коллектора Ic.Узнайте больше о транзисторе PNP здесь.

Каковы конфигурации транзисторов?

Как правило, существует три типа конфигураций, и их описание в отношении усиления выглядит следующим образом:

Конфигурация с общей базой (CB) : Нет усиления по току, но есть усиление по напряжению.

Общий коллектор (CC) Конфигурация : Он имеет усиление по току, но без усиления по напряжению.

Конфигурация с общим эмиттером (CE) : У него есть усиление по току и по напряжению.

Общая база транзистора (CB) Конфигурация:

В этой схеме база размещена как общая для входа и выхода. У него низкий входной импеданс (50-500 Ом). Он имеет высокое выходное сопротивление (1-10 МОм). Напряжение измеряется относительно клемм базы. Таким образом, входное напряжение и ток будут Vbe & Ie, а выходное напряжение и ток будут Vcb & Ic.

• Коэффициент усиления по току будет меньше единицы, т. Е. alpha (dc) = Ic / Ie
• Повышение напряжения будет высоким.
• Прирост мощности будет средним.

Конфигурация транзистора с общим эмиттером (CE):

В этой схеме эмиттер размещен общим как для входа, так и для выхода. Входной сигнал подается между базой и эмиттером, а выходной сигнал — между коллектором и эмиттером. Vbb и Vcc — напряжения. Он имеет высокое входное сопротивление, то есть (500-5000 Ом). У него низкий выходной импеданс, то есть (50-500 кОм).

• Коэффициент усиления по току будет высоким (98), т.е. beta (dc) = Ic / Ie
• Увеличение мощности до 37 дБ.
• Выходной сигнал будет сдвинут по фазе на 180 градусов.

Общий коллектор транзистора Конфигурация:

В этой схеме коллектор размещен общим как для входа, так и для выхода. Это также известно как эмиттер-повторитель. Он имеет высокое входное сопротивление (150-600 кОм) и низкое выходное сопротивление (100-1000 Ом).

• Текущее усиление будет высоким (99).
• Коэффициент усиления по напряжению будет меньше единицы.
• Прирост мощности будет средним.

Полевой транзистор (FET):

Полевой транзистор содержит три области, такие как исток, затвор и сток. Их называют устройствами, управляемыми напряжением, , поскольку они контролируют уровень напряжения. Для управления электрическим поведением можно выбрать внешнее электрическое поле, поэтому оно называется полевыми транзисторами .В этом случае ток протекает из-за основных носителей заряда, то есть электронов, поэтому он также известен как однополярный транзистор . Он имеет в основном высокий входной импеданс в мегаомах и низкочастотную проводимость между стоком и истоком, управляемую электрическим полем. Полевые транзисторы высокоэффективны, надежны и дешевле.

Полевые транзисторы

бывают двух типов: полевые транзисторы (JFET), и Металлооксидные полевые транзисторы (MOSFET). Ток проходит между двумя каналами, обозначенными как n-канал и p-канал .

Соединительный полевой транзистор (JFET)

Переходный полевой транзистор не имеет PN перехода, но вместо полупроводниковых материалов с высоким удельным сопротивлением они образуют кремниевые каналы n и p типа для потока основных носителей заряда с двумя выводами, либо стоком, либо истоком. В n-канале протекание тока отрицательное, тогда как в p-канале протекание тока положительное.

Работа JFET :

В JFET есть два типа каналов, которые называются: n-канальный JFET и p-канальный JFET

.

N-канальный полевой транзистор:

Здесь мы должны обсудить принцип работы n-канального JFET для двух следующих условий:

Во-первых, когда Vgs = 0,

Подайте небольшое положительное напряжение на клемму стока, где Vds положительно.Из-за этого приложенного напряжения Vds электроны текут от истока к стоку, вызывая ток стока Id . Канал между стоком и истоком действует как сопротивление. Пусть n-канал однороден. Различные уровни напряжения устанавливаются током стока Id и перемещаются от истока к стоку. Напряжения самые высокие на выводе стока и самые низкие на выводе истока. Дренаж имеет обратное смещение, поэтому слой истощения здесь шире.

Vds увеличивается, Vgs = 0 В

Слой истощения увеличивается, ширина канала уменьшается.Vds увеличивается на уровне, где соприкасаются две области истощения, это состояние, известное как процесс отсечки – отсечки, вызывает напряжение отсечки В (пик).

Здесь Id pinched –off падает до 0 MA, а Id достигает уровня насыщения. Id с Vgs = 0 , известный как ток насыщения сток-исток (Idss). Vds увеличился до Vp , где Id тока остается прежним, а JFET действует как источник постоянного тока.

Второй, когда Vgs не равно 0,

Применить отрицательные значения Vgs и Vds различаются.Ширина обедненной области увеличивается, канал сужается и сопротивление увеличивается. Протекает меньший ток стока и достигает уровня насыщения. Из-за отрицательного Vgs уровень насыщения уменьшается, Id уменьшается. Напряжение отсечки постоянно падает. Поэтому его называют устройством, управляемым напряжением.

Характеристики JFET:

Характеристики различных регионов показаны следующим образом:

Омическая область : Vgs = 0, слой обеднения небольшой.

Область отсечения : Также известна как область отсечки, поскольку сопротивление канала является максимальным.

Насыщенность или активная область : Управляется напряжением затвора-истока, где напряжение стока-истока меньше.

Область пробоя : Высокое напряжение между стоком и истоком вызывает пробой в резистивном канале.

П-канальный полевой транзистор:

p-канальный JFET работает так же, как n-канальный JFET, но возникли некоторые исключения: i.Т. е. из-за дыр ток в канале положительный, и необходимо изменить полярность напряжения смещения.

Ток утечки в активной области:

Id = Idss [1-Vgs / Vp]

Сопротивление дренажного канала истока: Rds = дельта Vds / дельта Id

Металлооксидный полевой транзистор (MOSFET):

Металлооксидный полевой транзистор также известен как полевой транзистор, управляемый напряжением.Здесь затворные электроны оксида металла электрически изолированы от n-канала и p-канала тонким слоем диоксида кремния, называемым стеклом.

Ток между стоком и истоком прямо пропорционален входному напряжению .

Это устройство с тремя выводами: затвор, сток и исток. Существует два типа полевых МОП-транзисторов по функционированию каналов, т. Е. P-канальный MOSFET и n-канальный MOSFET.

Металлооксидные полевые транзисторы бывают двух видов: i.е., тип истощения и тип улучшения.

Тип истощения: Требуется Vgs, т. Е. Напряжение затвор-исток для выключения, а режим истощения равен нормально замкнутому переключателю.

Vgs = 0, если Vgs положительно, электронов больше, а если Vgs отрицательно, электронов меньше.

Тип расширения : Требуется Vgs, т. Е. Напряжение затвора-истока для включения и режим улучшения равен нормально разомкнутому переключателю.

Здесь дополнительная клемма — это подложка , используемая для заземления.

Напряжение истока затвора (Vgs) больше порогового напряжения (Vth)

Режимы смещения для транзисторов: Смещение

может быть выполнено двумя способами, то есть смещением вперед и смещением назад , тогда как в зависимости от смещения существует четыре различных схемы смещения, а именно:

Смещение фиксированного основания и смещение фиксированного сопротивления :

На рисунке резистор базы Rb подключен между базой и Vcc.Переход база-эмиттер смещен в прямом направлении из-за падения напряжения Rb, которое приводит к потоку Ib через него. Здесь Ib получено из:

Ib = (Vcc-Vbe) / Rb 

Это приводит к коэффициенту стабильности (бета +1), который приводит к низкой термической стабильности. Здесь выражения напряжений и токов, т. Е.

Vb = Vbe = Vcc-IbRb
Vc = Vcc-IcRc = Vcc-Vce

Ic = бета Ib
Ie = Ic 

Смещение обратной связи коллектора:

На этом рисунке резистор базы Rb подключен через коллектор и вывод базы транзистора.Следовательно, базовое напряжение Vb и напряжение коллектора Vc подобны друг другу на этот

.

Vb = Vc-IbRb

Где,
Vb = Vcc- (Ib + Ic) Rc 

По этим уравнениям Ic уменьшает Vc , что уменьшает Ib , автоматически уменьшая Ic .

Здесь коэффициент (бета +1) будет меньше единицы, а Ib приведет к уменьшению усиления усилителя.

Итак, напряжения и токи можно представить как —

Vb = Vbe
Ic = бета Ib

Т.е. почти равно Ib 

Смещение двойной обратной связи:

На этом рисунке это модифицированная форма схемы базирования обратной связи коллектора.Поскольку в нем есть дополнительный контур R1, повышающий стабильность. Следовательно, увеличение сопротивления базы приводит к вариациям бета, то есть усиления.

Сейчас,

I1 = 0,1 Ic
Vc = Vcc- (Ic + I (Rb) Rc
Vb = Vbe = I1R1 = Vc- (I1 + Ib) Rb

Ic = бета Ib

Т.е. практически равно Ic 

Фиксированное смещение с эмиттерным резистором:

На этом рисунке это то же самое, что и схема фиксированного смещения, но к ней подключен дополнительный эмиттерный резистор Re. Ic увеличивается из-за температуры, Ie также увеличивается, что снова увеличивает падение напряжения на Re.Это приводит к снижению Vc, уменьшает Ib, что возвращает iC к его нормальному значению. Коэффициент усиления по напряжению уменьшается из-за присутствия Re.

Сейчас,

Ve = Ie Re
Vc = Vcc - Ic Rc
Vb = Vbe + Ve
Ic = бета Ib

Т.е. практически равно Ic 

Смещение эмиттера:

На этом рисунке показаны два напряжения питания Vcc и Vee, равные, но противоположные по полярности. Здесь Vee смещен в прямом направлении к переходу база-эмиттер с помощью Re, а Vcc смещен в обратном направлении к переходу коллектор-база.

Сейчас,

Ve = -Vee + Ie Re
Vc = Vcc- Ic Rc
Vb = Vbe + Ve
Ic = бета Ib

Т.е. почти равно Ib

Где, Re >> Rb / beta

Vee >> Vbe 

Что дает стабильную рабочую точку.

Смещение обратной связи эмиттера:

На этом рисунке он использует как коллектор в качестве обратной связи, так и обратную связь эмиттера для большей стабильности. Из-за протекания эмиттерного тока Ie на эмиттерном резисторе Re происходит падение напряжения, поэтому базовый переход эмиттера будет иметь прямое смещение.Здесь температура повышается, Ic увеличивается, т. Е. Тоже увеличивается. Это приводит к падению напряжения на Re, напряжение коллектора Vc уменьшается, и Ib также уменьшается. В результате будет уменьшено усиление на выходе. Выражения могут быть представлены как:

Irb = 0,1 Ic = Ib + I1
Ve = IeRe = 0,1 В постоянного тока
Vc = Vcc- (Ic + Irb) Rc
Vb = Vbe + Ve = I  1  R1 = Vc- (I  1  + Ib0Rb)
Ic = бета Ib

Т.е. практически равно I  c  

Смещение делителя напряжения:

На этом рисунке для смещения транзистора используются резисторы R1 и R2 в форме делителя напряжения.Напряжение на R2 будет равно базовому, поскольку оно смещает в прямом направлении переход база-эмиттер. Здесь I2 = 10Ib.

Это сделано для того, чтобы не учитывать ток делителя напряжения и изменить значение бета.

Ib = Vcc R2 / R1 + R2

Ve = Ie Re

Vb = I2 R2 = Vbe + Ve 

Ic сопротивляется изменениям как бета, так и Vbe, что приводит к коэффициенту стабильности 1. В этом случае Ic увеличивается с увеличением температуры, т.е. увеличивается с увеличением напряжения эмиттера Ve, что уменьшает базу напряжение Vbe. Это приводит к уменьшению базового тока ib и ic до его фактических значений.

Применение транзисторов

• Транзисторы для большинства деталей используются в электронике, такой как усилители напряжения и мощности.
• Используется в качестве переключателей во многих схемах.
• Используется при создании цифровых логических схем, т. Е. И, НЕ и т. Д.
• Транзисторы вставлены во все, то есть в плиты к компьютерам.
• Используется в микропроцессоре как микросхема, внутри которой интегрированы миллиарды транзисторов.
• Раньше они использовались в радиоприемниках, телефонном оборудовании, слуховых головках и т. Д.
• Также они раньше применялись в электронных лампах больших размеров.
• Они также используются в микрофонах для преобразования звуковых сигналов в электрические.

Do You Know Your Bipolar Transistors ?, август 1973 г. Популярная электроника

Август 1973 г. Популярная электроника Оглавление Воск, ностальгирующий по истории ранней электроники.См. Статьи из Популярная электроника, опубликовано с октября 1954 года по апрель 1985 года. Настоящим подтверждаются все авторские права.

Г-н Лотар Стерн, Motorola Semi, опубликовал серию из трех частей по теории транзисторов в журнале Popular Electronics . журнала в 1973 году. Это часть 1 (вот Часть 2). В то время транзисторы в значительной степени заменили вакуум. трубки во всех новых электронных продуктах — если не считать электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) в телевизорах и некоторых приложениях с высоким энергопотреблением.В техникумах все еще преподавали насчет электронных ламп, так как все еще оставалось много устаревшего оборудования, которое требовало необходимо сохранить, и основное внимание переключилось на теорию транзисторов. 1973 год, когда мне исполнилось 15 лет, как раз в то время, когда я начал серьезно вникать в электрическая и электронная сферы как возможное призвание. Я отчетливо помню был сбит с толку и изумлен, когда мне впервые в классе ВВС США сказали, что PN-переход, поддерживающий довольно постоянное напряжение (~ 0.7 В для кремния) независимо тока через него — в заданном рабочем диапазоне.

Вот часть 1, Часть 2 и Часть 3 (спасибо Джеффу, KE5KQJ, за предоставление копию части 3).

Знаете ли вы свои биполярные транзисторы? — Часть 1

Часть 1 серии из трех статей по базовой теории транзисторов

Лотар Стерн, Motorola Semiconductor Products Inc.

Рис. 1 — Прямые и обратные характеристики типового переходной диод.

Транзистор — самый универсальный компонент семейства полупроводников. Его наиболее важной характеристикой является усиление тока и / или напряжения. Из-за эта возможность является сердцем большинства твердотельных электронных схем, включающих усиление и переключение сигналов.

Типы транзисторов. Существует две разновидности транзисторов: униполярные. транзисторы, обычно называемые полевыми транзисторами (FET), и биполярные транзисторы.Полевой транзистор был изобретен примерно в 1930 году, но не использовался в коммерческих целях. в то время. Биполярный транзистор был изобретен примерно в 1948 году и быстро стал популярным. практичный продукт. Полевой транзистор был наконец разработан как коммерческий продукт в начале 1960-х, через много лет после того, как биполярный транзистор уже утвердился. Полевые транзисторы, особенно полевые МОП-транзисторы, в настоящее время широко используются в малошумящих входных касках для телевидения и FM и приобретают все большее значение в цифровых элементах. Однако в этой статье мы буду обсуждать только биполяры.

Основы транзисторов. Базовый элемент любого биполярного транзистора. представляет собой pn переход или диод, образованный химическим объединением слоя полупроводника, легированного p-примесью материал со слоем n-легированного материала. Когда соединение смещено вперед (p слой положительный, n слой отрицательный), ток через устройство быстро увеличивается по мере увеличения напряжения. Когда соединение смещено в обратном направлении, увеличение напряжение вызывает только очень небольшое количество тока утечки, пока обратное напряжение становится достаточно высоким, чтобы вызвать «пробой» соединения.(См. Рис. 1.)

Транзистор образован путем размещения очень тонкого слоя материала с примесью n-типа между два слоя p-легированного материала (pnp-транзистор) или тонкий слой p-легированного материала между двумя слоями n-легированного материала (npn-транзистор). Характеристики эта трехслойная двухслойная структура достигается за счет изменения толщины и удельные сопротивления и геометрии трех слоев.

Теоретически npn-транзистор должен работать на более высоких частотах, чем pnp-устройство, потому что электроны (основные носители тока npn-устройства) мобильнее дыр (основные нынешние носители pnp-устройств).На практике, однако оба типа имеют схожие характеристики. Основное отличие в том, что pnp транзисторы работают с отрицательным напряжением на коллекторном элементе, в то время как npn-транзисторы работают с положительным коллекторным напряжением. Это позволяет иметь дополнительные схемы, которые часто обеспечивают улучшенные характеристики по сравнению с цепями с одной полярностью который может быть реализован только с одним типом транзистора.

Три слоя биполярного транзистора (рис.2) эмиттер, база и коллекционер. Эмиттер представляет текущий источник, где текущий перевозчики исходят. База — это элемент управления, а коллектор — это элемент. через который носители тока передаются во внешнюю цепь.

Рис. 2 — Ток в транзисторе.

Рис. 3 — Три основные схемы транзисторов и их характеристика параметры.

Рис.4 — Характеристики схемы с общим эмиттером, показывающие вход и выход.

Во время работы переход коллектор-база всегда смещен в обратном направлении. Если эмиттер-база переход смещен в прямом направлении, ток эмиттер-база высокий, как и в любом прямом смещенный диодный переход. Однако вместо того, чтобы истекать, большая часть этого тока рассеивается. через очень тонкую базовую область и пересекает переход коллектор-база, с только небольшая часть вытекает из основного свинца.Это действие порождает два часто используемые выражения для усиления тока в транзисторе. Первый, а, это отношение I _C / I _E , когда переход база-эмиттер смещен в прямом направлении и обычно называется усилением по току общей базы. Всегда чуть меньше чем единица (обычно от 0,95 до 0,998). Второе выражение усиления — это β, отношение I _C / I _B , называется усилением по току с общим эмиттером. Оно может быть довольно высоким, в зависимости от значения α, поскольку β = α / (1-α).Таким образом, если α = 0,95, β ≈ 20; и если α = 0,99, β ≈ 100.

Схемы конфигурации. Существует три основных конфигурации транзисторных схем: общий эмиттер, общая база и общий коллектор. Они принципиально различаются способ подачи сигнала на транзистор и места подключения нагрузки. На рисунке 3 показаны эти основные схемы. Поскольку схема с общим эмиттером на сегодняшний день наиболее распространенные, большинство технических паспортов характеризуют транзистор с точки зрения этого схема.

На рисунке 4 показаны характеристики типичного транзистора с общим эмиттером. схема. Кривая входной цепи в квадранте III показывает, что напряжение база-эмиттер (V _BE ) менее примерно 0,5 В (для кремния; для германия, около 0,2 вольт) практически не пропускает ток базы или коллектора, тем самым сохраняя транзистор отключился. Выше 0,5 В I _B резко возрастает, ограничиваясь только омическое сопротивление базовой области.Поскольку последний очень маленький, очень небольшой рост V _BE (сверх порогового напряжения) вызывает большое повышение в I _B и I _C , как видно в квадранте II. Из такого сюжета Коэффициент усиления транзистора по току, I _C / I _B , может быть установлен. это Также очевидно, что значительная нелинейность существует в I _C / I _B кривые. Это указывает на то, что искажения для больших выходных сигналов могут быть довольно высокими.

Коллекторные кривые в квадранте I являются наиболее значимыми.Они показывают, например, что максимальное напряжение коллектора обратного смещения, которое может быть приложено до пробоя коллекторно-базовой развязки — БВ _{, генеральный директор} . Минимальное напряжение коллектора необходимо для поддержания обратного смещения коллекторного перехода, тем самым поддерживая транзистор действие, это V _{CE (sat)} . Таким образом, максимальное отклонение напряжения составляет BV _CEO . — V _{CE (сб)} .

Когда транзистор отключен (I _B = 0), остаточный ток, I _CEO ,, течет в коллекторном контуре.Этот ток утечки можно несколько уменьшить (но не до нуля) путем приложения обратного смещения к эмиттерному переходу. Предельное значение, с обратным смещением, приложенным к переходу эмиттер-база, составляет I _CBO . Этот эквивалентен току утечки коллектор-база, когда эмиттер разомкнут.

Ток коллектора быстро увеличивается, когда база находится под напряжением. Максимальный I _C это то, что может повредить внутреннюю структуру транзистора. Это значение коллектора ток указан как максимальный рейтинг в технических паспортах.Таким образом, выходной ток мог диапазон от I _{C (макс.} ) до I _CEO (или I _CBO в случае обратного смещения), но обычно I _C ограничивается значением, намного меньшим, чем I _{C (макс.} ).

Рассеиваемая мощность, P _D , является результатом V _CE и I _C и это вызывает нагрев коллекторного перехода. За пределами критической температуры перехода, T _{J (max)} , возможно повреждение устройства.Таким образом, рейтинг P _{D (max)} транзистора ограничивает максимальное значение V _CE и I _C , которое может быть применяется одновременно. Расчетная точка P _{D (max)} — параболическая кривая на графике V _CE / I _C . Должна быть выбрана линия нагрузки XQY. для предотвращения устойчивой работы справа от локуса.

Из вышесказанного очевидно, что когда напряжение между базой и эмиттер меньше примерно 0.5 В, ток идет очень мало через транзистор. Между коллектором и эмиттером, следовательно, транзистор представляет собой очень высокое сопротивление или разомкнутый переключатель. Когда V _BE поднят выше порогового напряжения внутреннее сопротивление транзистора падает до очень маленькое значение, так что устройство приближается к замкнутому переключателю. Как показано в Рис. 4, требуется изменение только 7 мА I _B вдоль грузовой линии XQY. чтобы заставить V _CE измениться с V _CC на V _{CE (sat)} , что есть, от разомкнутого переключателя к замкнутому переключателю.Это действие переключателя выполняется a V _BE всего несколько десятых вольт.

(продолжение следует.)

Опубликовано: 28 августа, 2017

Тест транзисторов

для идентификации клемм, типа и состояния. — Все о технике

Как выполнить тест транзистора для определения клемм, типа (NPN или PNP) и состояния (хорошее или плохое)

Как мы знаем, транзистор является наиболее часто используемым компонентом в любом проекте, схеме или устройстве, но вы не можете использовать его до испытания транзистора.Самая важная задача в любом проекте или построении схемы — это знать « Как выполнить тест транзистора ». Этот тест транзистора поможет вам в идентификации терминала , NPN / PNP и Хорошие / поврежденные транзисторы .

Этот тест применим только для транзисторов BJT . Итак, перед любым тестом транзистора нам нужно узнать о структуре BJT.

Транзистор (БЮТ)

BJT (Bipolar Junction Transistor) — это трехконтактный полупроводниковый прибор.Он состоит из двух переходных диодов P-N , соединенных вместе, образующих три слоя, известных как Base, Emitter & Collector .

Существует два типа транзисторов в зависимости от полярности слоев.

НПН

В этом BJT Base , то есть P-легированный слой , зажат между N-легированными слоями , известными как Collector & Emitter .

Разница между коллектором и эмиттером состоит в том, что эмиттер — это сильно легированный слой .

NPN соответствует двум диодам, соединенным вместе клеммой анода, как показано на рисунке ниже.

Также читайте: Разница между силовым трансформатором и распределительным трансформатором

PNP

PNP-транзистор состоит из слоя , легированного N ( Base ), зажатого между P-легированными слоями , известного как Collector & Emitter .

Транзистор

PNP соответствует двум диодам, катодный вывод этих двух диодов сплавляется вместе, как показано на рисунке ниже.

Также прочтите: Как проверить реле?

В этом тесте транзисторов используется функция проверки диодов мультиметра. Итак, для этого теста транзистора вам нужно знать о тесте диода .

режим проверки диодов:

Прямое смещение P-N переход: мультиметр считывает напряжение и подает звуковой сигнал.

Соединение P-N с обратным смещением: мультиметр показывает OL (превышение предела)

Идентификация терминала

Первым шагом в тесте транзистора является идентификация выводов (база , эмиттер и коллектор ) транзистора.

Для начала нужно обозначить выводы транзистора номерами 1,2,3 . Для этого возьмите транзистор плоской стороной к себе и начните с левой стороны, как показано на рисунке ниже.

Читайте также: Тиристор | Его работа, типы и применение

Идентификация базового терминала

• Перевести мультиметр в режим проверки диодов .
• Поместите черный (общий) зонд и красный зонд на любые две клеммы одновременно.
• Проверьте все возможные комбинации клемм, например, 1-2 , 1-3 , 2-1 , 2-3 , 3-1 , 3-2 .
• Две из этих комбинаций должны пройти проверку диодов (показания показывают напряжение от 0,5 В до 0,8 В ), общая клемма в этих двух комбинациях является клеммой Base .
• Предположим, 2-1 и 2-3 комбинаций проходят проверку диодов, тогда 2 является базовым выводом.

Идентификация эмитента и коллектора

После успешной идентификации базового терминала два терминала ( 1 и 3 ) остаются неизвестными. если вы идентифицируете второй терминал, впоследствии вы также узнаете и третий терминал.

• Установите мультиметр в режим проверки диодов .
• Запишите показания напряжения клеммы базы с обеих клемм 1 и 3 по очереди.
• Клемма, имеющая на более высокое напряжение между ними, — это Эмиттер .
• Терминал с более низким напряжением по сравнению с другим Коллектор .

В этом примере предположим, что показание напряжения 2-1 = 0,6 В и 2-3 показание напряжения = 0,7 В

• Итак, Эмиттер — это клемма 3, а Коллектор — это клемма 1.

Также читайте: Как проверить диод и методы тестирования диодов, светодиодов и стабилитронов

Тип: NPN или PNP

Следующим шагом в тесте транзистора является определение типа датчика: NPN или PNP .

Этот шаг зависит от результатов вышеуказанного теста транзистора.

Тест NPN

• Перевести мультиметр в режим проверки диодов .
• Поместите датчик Red (положительный) на клемму Base и черную клемму (общий или отрицательный) на Emitter и Collector по очереди.
• Если они проходят проверку диодов, это означает, что переходы имеют прямое смещение и это транзистор NPN .

Если вы не знаете терминалы.

• Установите мультиметр в режим проверки диодов .
• Протестируйте все шесть комбинаций клемм для проверки диодов.
• Обратите внимание на двух комбинаций, , у которых тест диодов положительный (мультиметр издает звуковой сигнал или показывает напряжение).
• Если общая клемма в этих двух комбинациях подключена к красному щупу мультиметра, это транзистор NPN .

Тест PNP Тест транзистора

PNP немного отличается от теста транзистора NPN .

• Переведите мультиметр в режим проверки диодов .
• Соедините датчик Black (общий) с Base и датчик Red с эмиттером и коллектором по очереди.
• Если обе эти комбинации проходят проверку диодов, транзистор PNP .

Если вы не знаете терминалы.

• Проверьте все (шесть) возможных комбинаций клемм для проверки диода .