Site Loader

Содержание

Принципиальная Схема Транзистора. Что такое транзистор

Содержание

  • 1 Типы транзисторов
    • 1.1 Биполярные транзисторы
    • 1.2 Полевые
  • 2 Что такое полевой транзистор
    • 2.1 Основные параметры полевых транзисторов
  • 3 Применение транзисторов в жизни
    • 3.1 PNP-транзистор
    • 3.2 NPN-транзистор
  • 4 Схемы включения транзисторов
    • 4.1 Общий эмиттер
    • 4.2 Общий коллектор
    • 4.3 Общая база
  • 5 Некоторые параметры биполярных транзисторов
    • 5.1 Проверка биполярных транзисторов
    • 5.2 MOSFET транзисторы
    • 5.3 Рекомендации по эксплуатации транзисторов
  • 6 Принципиальная Схема Транзистора
    • 6.1 Характеристики транзистора, включённого по схеме оэ:
    • 6.2 Внешний вид и обозначение транзистора на схемах
  • 7 Однокаскадный усилитель ЗЧ
    • 7.1 Характеристики транзистора, включенного по схеме об

 

Типы транзисторов

В настоящее время находят применение транзисторы двух видов — биполярные и полевые. Биполярные транзисторы появились первыми и получили наибольшее распространение. Поэтому обычно их называют просто транзисторами. Полевые транзисторы появились позже и пока используются реже биполярных.

В таблице ниже представлена цветовая маркировка транзисторов:


Цветовая маркировка транзисторов

Биполярные транзисторы

Биполярными транзисторы называют потому, что электрический ток в них образуют электрические заряды положительной и отрицательной полярности. Носители положительных зарядов принято называть дырками, отрицательные заряды переносятся электронами.

В биполярном транзисторе используют кристалл из германия или кремния — основных полупроводниковых материалов, применяемых для изготовления транзисторов и диодов . Поэтому и транзисторы называют одни кремниевыми, другие — германиевыми. Для обоих разновидностей биполярных транзисторов характерны свои особенности, которые обычно учитывают при проектировании устройств.

Слово “транзистор” составлено из слов TRANSfer и resISTOR – преобразователь сопротивления. Он пришел на смену лампам в начале 1950-х. Это прибор с тремя выводами, используется для усиления и переключения в электронных схемах.

Для изготовления кристалла используют сверхчистый материал, в который добавляют специальные строго дозированные; примеси. Они и определяют появление в кристалле проводимости, обусловленной дырками (р-проводимость) или электронами (n-проводимость).

Таким образом формируют один из электродов транзистора, называемый базой. Если теперь в поверхность кристалла базы ввести тем или иным технологическим способом специальные примеси, изменяющие тип проводимости базы на обратную так, чтобы образовались близколежащие зоны n-р-n или р-n-р, и к каждой зоне подключить выводы, образуется транзистор.


Классификация биполярных транзисторов.

Одну из крайних зон называют эмиттером, т. е. источником носителей заряда, а вторую — коллектором, собирателем этих носителей. Зона между эмиттером и коллектором называется базой. Выводам транзистора обычно присваивают названия, аналогичные его электродам. Усилительные свойства транзистора проявляются в том, что если теперь к эмиттеру и базе приложить малое электрическое напряжение — входной сигнал, то в цепи коллектор — эмиттер потечет ток, по форме повторяющий входной ток входного сигнала между базой и эмиттером, но во много раз больший по значению.

Для нормальной работы транзистора в первую очередь необходимо подать на его электроды напряжение питания. При этом напряжение на базе относительно эмиттера (это напряжение часто называют напряжением смещения) должно быть равно нескольким десятым долям вольта, а на коллекторе относительно эмиттера — несколько вольт.

Включение в цепь n-р-n и р-n-р транзисторов отличается только полярностью напряжения на коллекторе и смещения. Кремниевые и германиевые транзисторы одной и той же структуры отличаются между собой лишь значением напряжения смещения. У кремниевых оно примерно на 0,45 В больше, чем у герма ниевых.

Полевые

Суть этого прибора заключается в управлении параметрами электрического сигнала с помощью электрического поля. Оно появляется при подаче напряжения к какому-либо из выводов:

  • Затвор нужен для регулирования параметров сигнала, благодаря подаче напряжения на него.
  • Сток — вывод, через который из канала уходят носители заряда (дырки и электроны).
  • Исток — вывод, через который в канал приходят электроны и дырки.

Такой транзистор состоит из полупроводника с определённой проводимостью и двух областей, помещённых в него с противоположной проводимостью. При подаче напряжения на затвор между этими двумя областями появляется пространство, через которое протекает ток. Это пространство называется каналом. Ширина этого канала регулируется напряжением, которое мы подаём на затвор. Соответственно, можно увеличивать и уменьшать ширину канала и управлять протекающим током.


Транзистор.

Теперь поговорим о приборе с изолированным затвором. Разница в том, что в первом случае этот переход есть всегда, даже когда на затвор не подавалось напряжение. А при его подаче, переход и токопроводящий канал менялись в зависимости от полярности и амплитуды напряжения.

Металлический затвор в таких транзисторах изолирован диэлектриком от полупроводниковой области. Их входное сопротивление гораздо больше.

Существует два вида приборов с изолированным затвором:

  • со встроенным каналом.
  • с индуцированным каналом.

Встроенный канал позволяет протекать электрическому току с определённой амплитудой. При подаче напряжения с определённой амплитудой и полярностью мы можем менять ширину канала и его проводимость. Этот канал встраивается в транзисторы на производственных предприятиях.

Индуцированный канал появляется между двумя областями, о которых мы говорили выше, только при подаче напряжения определённой полярности на затвор. То есть, когда на затвор напряжение не подаётся, ток в нем не протекает.

Все виды полевых транзисторов отличаются друг от друга по следующим параметрам:

  • Входное сопротивление.
  • Амплитуда напряжения.
  • Полярность.

Каждый из этих видов полевых транзисторов необходим для сборки определённых электрических и логических схем. Так как для реализации двух разных устройств необходимо разные электрические параметры.

Что такое полевой транзистор

Полевой транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, в котором управление током между двумя электродами, образованным направленным движением носителей заряда дырок или электронов, осуществляется электрическим полем, создаваемым напряжением на третьем электроде. Электроды, между которыми протекает управляемый ток, носят название истока и стока, причем истоком считают тот электрод, из которого выходят (истекают) носители заряда. 

Третий, управляющий, электрод называют затвором. Токопроводящий участок полупроводникового материала между истоком и стоком принято называть каналом, отсюда еще одно название этих транзисторов — канальные. Под действием напряжения на затворе» относительно истока меняется сопротивление канала» а значит, и ток через него.

В зависимости от типа носителей заряда различают транзисторы с n-каналом или р-каналом. В n-канальных ток канала обусловлен направленным движением электронов, а р-канальных — дырок. В связи с этой особенностью полевых транзисторов их иногда называют также униполярными.

Это название подчеркивает, что ток в них образуют носители только одного знака, что и отличает полевые транзисторы от биполярных. Для изготовления полевых транзисторов используют главным образом кремний, что связано с особенностями технологии их производства.

Основные параметры полевых транзисторов

Крутизна входной характеристики S или проводимость прямой передачи тока Y21 указывает, на сколько миллиампер изменяется ток канала при изменении входного напряжения между затвором и истоком на 1 В. Поэтому значение крутизны входной характеристики определяется в мА/В, так же как и крутизна характеристики радиоламп. Современные полевые транзисторы имеют крутизну от десятых долей до десятков и даже сотен миллиампер на вольт. Очевидно, что чем больше крутизна, тем большее усиление может дать полевой транзистор. Но большим значениям крутизны соответствует большой ток канала. 

Поэтому-на практике обычно выбирают такой ток канала, при котором, о одной стороны, достигается требуемое усиление, а с другой — обеспечивается необходимая экономичность в расходе тока. Частотные свойства полевого транзистора, так же как и биполярного, характеризуются значением предельной частоты.

Полевые транзисторы тоже делят на низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные, и также для получения большого усиления максимальная частота сигнала должна быть по крайней мере в 10…20 раз меньше предельной частоты транзистора. Максимальная допустимая постоянная рассеиваемая мощность полевого транзистора определяется точно так же, как и для биполярного. Промышленность выпускает полевые транзисторы малой, средней и большой мощности.


Транзисторы в заводской упаковке.

Применение транзисторов в жизни

Транзисторы применяются в очень многих технических устройствах. Самые яркие примеры:

  • Усилительные схемы.
  • Генераторы сигналов.
  • Электронные ключи.

Во всех устройствах связи усиление сигнала необходимо. Во-первых, электрические сигналы имеют естественное затухание. Во-вторых, довольно часто бывает, что амплитуды одного из параметров сигнала недостаточно для корректной работы устройства.

Информация передаётся с помощью электрических сигналов. Чтобы доставка была гарантированной и качество информации высоким, нам необходимо усиливать сигналы. Транзисторы способны влиять не только на амплитуду, но и на форму электрического сигнала. В зависимости от требуемой формы генерируемого сигнала в генераторе будет установлен соответствующий тип полупроводникового прибора. Электронные ключи нужны для управления силой тока в цепи. В состав этих ключей входит множество транзисторов. Электронные ключи являются одним из важнейших элементов схем.

На их основе работают компьютеры, телевизоры и другие электрические приборы, без которых в современной жизни не обойтись.


Эволюция транзистора

PNP-транзистор

Впервые биполярный транзистор изготовили, вплавляя в кристалл германия (материал n-типа) капли индия. Индий (In) – трехвалентный металл, материал p-типа. Поэтому такой транзистор назвали диффузным (сплавным), имеющим структуру p-n-p (или pnp). Биполярный транзистор на рисунке ниже изготовлен в 1965 году.

Его корпус обрезан для наглядности. Кристалл германия в центре называется базой, а вплавленные в него капли индия – эмиттером и коллектором. Можно рассматривать переходы ЭБ (эмиттерный) и КБ (коллекторный) как обычные диоды, но переход КЭ (коллектор-эмиттерный) имеет особое свойство. Поэтому невозможно изготовить биполярный транзистор из двух отдельных диодов.

Если в транзисторе типа pnp приложить между коллектором (-) и эмиттером (+) напряжение в несколько вольт, в цепи пойдет очень слабый ток, несколько мкА. Если затем приложить небольшое (открывающее) напряжение между базой (-) и эмиттером (+) – для германия оно составляет около 0,3 В (а для кремния 0,6 В) – то ток некоторой величины потечет из эмиттера в базу.

Но так как база сделана очень тонкой, то она быстро насытится дырками (“растеряет” свой избыток электронов, которые уйдут в эмиттер). Поскольку эмиттер сильно легирован дырочной проводимостью, а в слабо легированной базе рекомбинация электронов немного запаздывает, то существенно большая часть тока пойдет из эмиттера в коллектор.

Коллектор сделан больше эмиттера и слабо легирован, что позволяет иметь на нем большее пробивное напряжение (Uпроб.КЭ > Uпроб.ЭБ). Также, поскольку основная часть дырок рекомбинирует в коллекторе, то он и греется сильнее остальных электродов прибора. Обычно α лежит в пределах 0,85-0,999 и обратно зависит от толщины базы.

Эта величина называется коэффициент передачи тока эмиттера. Это коэффициент передачи тока базы, один из самых важных параметров биполярного транзистора. Он чаще определяет усилительные свойства на практике. Транзистор pnp называют транзистором прямой проводимости. Но бывает и другой тип транзистора, структура которого отлично дополняет pnp в схемотехнике.


Двухполярные транзисторы

NPN-транзистор

Биполярный транзистор может иметь коллектор с эмиттером из материала N-типа. Тогда база делается из материала P-типа. И в этом случае, транзистор npn работает точно, как pnp, за исключением полярности – это транзистор обратной проводимости. Транзисторы на основе кремния подавляют своим числом все остальные типы биполярных транзисторов.

Донорным материалом для коллектора и эмиттера может служить As, имеющий “лишний” электрон. Также изменилась технология изготовления транзисторов. Сейчас они планарные, что дает возможность использовать литографию и делать интегральные схемы. По планарной технологии изготавливаются как pnp, так и npn-транзисторы, в том числе и мощные. Сплавные уже сняты с производства.

Схемы включения транзисторов

Обычно биполярный транзистор всегда используется в прямом включении – обратная полярность на КЭ переходе ничего интересного не дает. Для прямой схемы подключения есть три схемы включения: общий эмиттер (ОЭ), общий коллектор (ОК), и общая база (ОБ). Все три включения показаны ниже.

Они поясняют только сам принцип работы – если предположить, что рабочая точка каким-то образом, с помощью дополнительного источника питания или вспомогательной цепи установлена. Для открывания кремниевого транзистора (Si) необходимо иметь потенциал ~0,6 В между эмиттером и базой, а для германиевого хватит ~0,3 В.

Общий эмиттер

Напряжение U1 вызывает ток Iб, ток коллектора Iк равен базовому току, умноженному на β. При этом напряжение +E должно быть достаточно большим: 5 В-15 В. Эта схема хорошо усиливает ток и напряжение, следовательно, и мощность. Выходной сигнал противоположен по фазе входному (инвертируется). Это используется в цифровой технике как функция НЕ.

Если транзистор работает не в ключевом режиме, а как усилитель малых сигналов (активный или линейный режим), то при помощи подбора базового тока устанавливают напряжение U2 равным E/2, чтобы выходной сигнал не искажался. Такое применение используется, например, при усилении аудиосигналов в усилителях высокого класса, с низкими искажениям и, как следствие, низким КПД.

Общий коллектор

По напряжению схема ОК не усиливает, здесь коэффициент усиления равен α ~ 1. Поэтому эта схема называется эмиттерный повторитель. Ток в цепи эмиттера получается в β+1 раз больше, чем в цепи базы. Эта схема хорошо усиливает ток и имеет низкое выходное и очень высокое входное сопротивление.

Тут самое время вспомнить о том, что транзистор называется трансформатором сопротивления. Эмиттерный повторитель имеет свойства и рабочие параметры, очень подходящие для пробников осциллографов. Здесь используют его огромное входное сопротивление и низкое выходное, что хорошо для согласования с низкоомным кабелем.

Полезный материал: что такое полупроводниковый диод.

Общая база

Эта схема отличается наиболее низким входным сопротивлением, но усиление по току у нее равно α. Схема с общей базой хорошо усиливает по напряжению, но не по мощности. Ее особенностью является устранение влияния обратной связи по емкости (эфф. Миллера). Каскады с ОБ идеально подходят в качестве входных каскадов усилителей в радиочастотных трактах, согласованных на низких сопротивлениях 50 и 75 Ом. Каскады с общей базой очень широко используются в технике СВЧ и их применение в радиоэлектронике с каскадом эмиттерного повторителя очень распространено.

Некоторые параметры биполярных транзисторов

Постоянное/импульсное напряжение коллектор – эмиттер.
Постоянное напряжение коллектор – база.
Постоянное напряжение эмиттер – база.
Предельная частота коэффициента передачи тока базы
Постоянный/импульсный ток коллектора.
Коэффициент передачи по току
Максимально допустимый ток
Входное сопротивление
Рассеиваемая мощность.
Температура p-n перехода.
Температура окружающей среды и пр…

Граничное напряжение Uкэо гр. является максимально допустимым напряжение между коллектором и эмиттером, при разомкнутой цепи базы и токе коллектора. Напряжение на коллекторе, меньше Uкэо гр. свойственны импульсным режимам работы транзистора при токах базы, отличных от нуля и соответствующих им токах базы (для n-p-n транзисторы ток базы >0, а для p-n-p наоборот, Iб

К биполярным транзисторам могут быть отнесены однопереходные транзисторы, таковым является например КТ117. Такой транзистор представляет собой трехэлектродный полупроводниковый прибор с одним р-n переходом. Однопереходный транзистор состоит из двух баз и эмиттера.

В последнее время в схемах часто стали применять составные транзисторы, называют их парой или транзисторами Дарлингтона, они обладают очень высоким коэффициентом передачи тока, состоят они из двух или более биполярных транзисторов, но выпускаются и готовые транзисторы в одном корпусе, таким является например TIP140. Включаются они с общим коллектором, если соединить два транзистора, то они будут работать как один, включение показано на рисунке ниже. Применение нагрузочного резистора R1 позволяет улучшить некоторые характеристики составного транзистора.

Некоторые недостатки составного транзистора: низкое быстродействие, особенно перехода из открытого состояния в закрытое. Прямое падение напряжения на переходе база-эмиттер почти в два раза больше чем в обычном транзисторе. Ну и само собой, потребуется больше места на плате.

Проверка биполярных транзисторов

Поскольку транзистор состоит из двух переходов, причем каждый из них представляет собой полупроводниковый диод, проверить транзистор можно так же, как проверяют диод. Проверка транзистора обычно осуществляется омметром, проверяют оба p-n перехода транзистора: коллектор – база и эмиттер – база. Для проверки прямого сопротивления переходов p-n-p транзистора минусовой вывод омметра подключается к базе, а плюсовой вывод омметра – поочередно к коллектору и эмиттеру. Для проверки обратного сопротивления переходов к базе подключается плюсовой вывод омметра. При проверке n-p-n транзисторов подключение производится наоборот: прямое сопротивление измеряется при соединении с базой плюсового вывода омметра, а обратное сопротивление – при соединении с базой минусового вывода. Транзисторы так же можно прозванивать цифровым мультиметром в режиме прозвонки диодов. Для NPN  красный щуп прибора «+» присоединяем к базе транзистора, и поочередно прикасаемся черным щупом «-» к коллектору и эмиттеру. Прибор должен показывать некоторое сопротивление, примерно от 600 до 1200. Затем меняем полярность подключения щупов, в этом случае прибор ничего не должен показывать. Для структуры PNP порядок проверки будет обратным.

MOSFET транзисторы

Несколько слов хочу сказать про MOSFET транзисторы (metal–oxide–semiconductor field-effect transistor), (Метал Оксид Полупроводник (МОП)) – это  полевые транзисторы, не путать с обычными полевиками! У полевых транзисторов три вывода: G — затвор, D — сток, S – исток. Различают N канальный и Р, в обозначении данных транзисторов имеется диод Шоттки, он пропускает ток от истока к стоку, и ограничивает напряжение сток – исток.

Применяются они в основном для коммутации больших токов, управляются они не током, как биполярные транзисторы, а напряжением, и как правило, имеет очень малое сопротивление открытого канала, сопротивление канала величина постоянная и не зависит от тока. MOSFET транзисторы специально разработаны для ключевых схем, можно сказать как замена реле, но в некоторых случаях можно и усиливать, применяются в мощных усилителях НЧ.

Плюсы у данных транзисторов следующие:
Минимальная мощность управления и большой коэффициент усиления по току
Лучшие характеристики, например большая скорость переключения.
Устойчивость к большим импульсам напряжения.
Схемы, где применяются такие транзисторы, обычно более простые.

Минусы:
Стоят дороже, чем биполярные транзисторы.
Боятся статического электричества.
Наиболее часто для коммутации силовых цепей применяют MOSFET с N-каналом. Напряжение управления должно превышать порог 4 В, вообще, необходимо 10-12 В для надежного включения MOSFET. Напряжение управления — это  напряжение, приложенное между затвором и истоком для включения MOSFET транзистора.

Рекомендации по эксплуатации транзисторов

Значения большинства параметров транзисторов зависят от реального режима работы и температуры, причем с увеличением температуры параметры транзисторов могут меняться. В справочнике приведены, как правило, типовые (усредненные) зависимости параметров транзисторов от тока, напряжения, температуры, частоты и т. п.

Для обеспечения надежной работы транзисторов необходимо принимать меры, исключающие длительные электрические нагрузки, близкие к предельно допустимым, например заменять транзистор на аналогичный но меньшей мощности не стоит, это касается не только мощностей, но и других параметров транзистора. В некоторых случаях для увеличения мощности транзисторы можно включать параллельно, когда эмиттер соединяется с эмиттером, коллектор с коллектором и база – с базой. Перегрузки могут быть вызваны разными причинами, например от перенапряжения, для защиты от перенапряжения часто применяют быстродействующие диоды.

Что касается нагрева и перегрева транзисторов, температурный режим транзисторов не только оказывает влияние на значение параметров, но и определяет надежность их эксплуатации. Следует стремиться к тому, чтобы транзистор при работе не перегревался, в выходных каскадах усилителей транзисторы обязательно нужно ставить на большие радиаторы. Защиту транзисторов от перегрева нужно обеспечивать не только во время эксплуатации, но и во время пайки. При лужении и пайке следует принимать меры, исключающие перегрев транзистора, транзисторы во время пайки желательно держать пинцетом, для защиты от перегрева.

Принципиальная Схема Транзистора

Поэтому без навыка проверки транзисторов, вам в электронику лучше не соваться.

Думаю после экспериментов с мультиметром будет более понятно.

Такая схема может использоваться в качестве запоминающего устройства в компьютерах, так как схема будет хранить информацию до тех пор, пока её не отменят.

Схемы соединения каскадов

Это может быть как обычный широкополосный трансформатор, так и фильтр с различными входным и выходным сопротивлением. Иначе не будет работать схема.

Другие элементы схемы выполняют вспомогательную роль. Электропроводность эмиттера и коллектора всегда одинаковая р или n , базы — противоположная n или р.

Для питания транзистора в схеме с общей базой может подойти любая из рассмотренных нами схем: схема с фиксированным током базы , схема с фиксированным напряжением на базе , схема с коллекторной стабилизацией или схема с эмиттерной стабилизацией.

По ней можно узнать все параметры элемента. Он же справочный лист или техническая документация.

Схема двухкаскадного усилителя ЗЧ на транзисторах одинаковой структуры.

Характеристики транзистора, включённого по схеме оэ:

Все дело в том, что здесь есть небольшой нюанс. Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Работа транзистора при обратном включении p-n перехода Проведем очередной практический опыт и подключим базу транзистора к плюсу БП. Убедились, что по напряжению эта схема нам сигнал не увеличит.

УГО фототранзистора в этом случае вместе с УГО излучателя обычно светодиода заключают в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта — две наклонные стрелки заменяют стрелками, перпендикулярными символу базы.

С развитием электроники приступили к обработке кристаллов кремния, и изобрели кремниевые приборы, практически полностью отправившие на пенсию германиевые транзисторы.

Чтож друзья, а на этом у меня все.

Поэтому плотность компоновки элементов в МОП- интегральных схемах значительно выше. То есть ток эмиттера больше тока коллектора на небольшую величину тока базы.

Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки. И если последовательно со стабилитроном рис.

Схеме включения транзистора с общей базой соответствует схема усилительного каскада с общим затвором.

Внешний вид и обозначение транзистора на схемах

Если канал имеет электронную проводимость, то транзистор называют n-канальным.

Проводимость p-n перехода существенно возрастет и через коллекторный переход начнет идти ток коллектора Iк. Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером.

А рост приводит к росту напряжения на резисторе обратной связи.

Лампочка не светится, давайте разберемся почему. Добавим к нашей схеме всего одну перемычку, которой соединим эмиттер и базу, но лампочка все равно не горит. На символ однопереходного транзистора похоже УГО большой группы транзисторов с p-n-переходом, получивших название полевых.

Тот вывод, который со стрелкой — это всегда эмиттер. Полевой транзистор FR на печатной плате прибора.

А если взять и прикрыть одну любую часть транзисто, то у нас получится полупроводник с одним p-n переходом или диод. Ответ может быть да а может и нет. Нелинейность возникает из-за влияния входного напряжения на напряжение перехода эмиттер-база.

Если канал имеет электронную проводимость, то транзистор называют n-канальным. При отсутствии этого конденсатора в цепи источника входного сигнала создавался бы постоянный ток от источника питания Ек.

Ничего не напоминает? Об электропроводности последней судят по символу эмиттера направлению стрелки. Лампочка горит лишь полсекунды, гаснет, потом снова загорается, и так продолжается до тех пор, пока подключена батарея. Стандарт допускает изображать транзисторы и без символа корпуса, например, при изображении бескорпусных транзисторов или когда на схеме необходимо показать транзисторы, входящие в состав сборки транзисторов или интегральной схемы. Установим вместо перемычки сопротивление Rб номиналом — Ом, и еще один источник питания на 1,5 вольта.

Как найти неисправный транзистор в схеме? Поиск битого транзистора на плате. Ремонт платы.

Однокаскадный усилитель ЗЧ

Это может быть полезным для реализации высокочастотных усилителей. И в результате получилась вот такая формула.

Чтобы эксперимент прошёл удачно, надо отрегулировать схему, т. Элементы, представляющие собою полнофункциональные устройства или модули: микросхемы. И свершилось чудо, лампочка засветилась.

Это свойство может использоваться для включения и выключения ламп в зависимости от освещённости. Теперь оголённые концы пропустите через промокательную бумагу на расстоянии примерно 1, см, другие концы присоедините к схеме согласно рис. Ну а обо всем по порядку. Конструкция корпуса а , вольт-амперная характеристика и условное графическое обозначение стабилитрона Существенной особенностью стабилитрона является зависимость его напряжения стабилизации от температуры.

Характеристики транзистора, включенного по схеме об

Это объясняется следующими при чинами. Естественно, это приводит к уменьшению коэффициента усиления, поскольку на вход транзистора из-за влияния обратной связи поступит меньшее значение напряжение, чем в отсутствие обратной связи. Такого рода схемы используются в автоматических устройствах фотопечати. В этом режиме напряжение база-эмиттер достаточное для того, чтобы переход база-эмиттер открылся.

В результате в кремнии образуются два p-n перехода. Температурная зависимость вольт-амперной характеристика стабилитрона Для устранения этого недостатка и создания термокомпенсированных стабилитронов последовательно в цепь стабилитрона включают обычные диоды в прямом направлении.

Транзистор дарлингтона применение. Составной транзистор (схема Дарлингтона и Шиклаи). Применение сборки Дарлингтона в микросхемах

Составной транзистор Дарлингтона компонуется из пары стандартны транзисторов, объединённых кристаллом и общим защитным покрытием. Обычно на чертежах для отметки положения подобного транзистора не применяют никаких специальных символов, только тот, которым отмечают транзисторы стандартного типа.

К эмиттерной цепи одного из элементов присоединён нагрузочный резистор. Выводы транзистора Дарлингтона аналогичны биполярному полупроводниковому триоду:

  • база;
  • эмиттер;
  • коллектор.

Помимо общепринятого варианта составного транзистора существует несколько его разновидностей.

Пара Шиклаи и каскодная схема

Другое название составного полупроводникового триода – пара Дарлингтона. Кроме неё существует также пара Шиклаи. Это сходная комбинация диады основных элементов, которая отличается тем, что включает в себя разнотипные транзисторы.

Что до каскодной схемы, то это также вариант составного транзистора, в котором один полупроводниковый триод включается по схеме с ОЭ, а другой по схеме с ОБ. Такое устройство аналогично простому транзистору, который включён в схему с ОЭ, но обладающему более хорошими показателями по частоте, высоким входным сопротивлением и большим линейным диапазоном с меньшими искажениями транслируемого сигнала.

Достоинства и недостатки составных транзисторов

Мощность и сложность транзистора Дарлингтона может регулироваться через увеличение количества включённых в него биполярных транзисторов. Существует также , который включает в себя биполярный и , используется в сфере высоковольтной электроники.

Главным достоинством составных транзисторов считается их способность давать большой коэффициент усиления по току. Дело в том, что, если коэффициент усиления у каждого из двух транзисторов будет по 60, то при их совместной работе в составном транзисторе общий коэффициент усиления будет равен произведению коэффициентов входящих в его состав транзисторов (в данном случае — 3600). Как результат — для открытия транзистора Дарлингтона потребуется довольно небольшой ток базы.

Недостатком составного транзистора считается их низкая скорость работы, что делает их пригодными для использования только в схемах работающих на низких частотах. Зачастую составные транзисторы фигурируют как компонент выходных каскадов мощных низкочастотных усилителей.

Особенности работы устройства

У составных транзисторов постепенное уменьшение напряжения вдоль проводника на переходе база-эмиттер вдвое превышает стандартное. Уровень уменьшения напряжения на открытом транзисторе примерно равен тому падению напряжения, которое имеет диод.

По данному показателю составной транзистор сходен с понижающим трансформатором. Но относительно характеристик трансформатора транзистор Дарлингтона обладает гораздо большим усилением по мощности. Подобные транзисторы могут обслуживать работу переключателей частотой до 25 Гц.

Система промышленного выпуска составных транзисторов налажена таким образом, что модуль полностью укомплектован и оснащён эмиттерным резистором.

Как проверить транзистор Дарлингтона

Самый простой способ проверки составного транзистора заключается в следующем:

  • Эмиттер подсоединяется к «минусу» источника питания;
  • Коллектор подсоединяется к одному из выводов лампочки, второй её вывод перенаправляется на «плюс» источника питания;
  • Посредством резистора к базе передаётся плюсовое напряжение, лампочка светится;
  • Посредством резистора к базе передаётся минусовое напряжение, лампочка не светится.

Если всё получилось так, как описано, то транзистор исправен.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Если соединить транзисторы, как показано на рис. 2.60, то полученная схема будет работать как один транзистор, причем его коэффициент (3 будет равен произведению коэффициентов составляющих транзисторов. Этот прием полезен для схем, работающих с большими токами (например, для стабилизаторов напряжения или выходных каскадов усилителей мощности) или для входных каскадов усилителей, если необходимо обеспечить большой входной импеданс.

Рис. 2.60. Составной транзистор Дарлингтона.

Рис. 2.61. Повышение скорости выключения в составном транзисторе Дарлингтона.

В транзисторе Дарлингтона падение напряжения между базой и эмиттером в два раза больше обычного, а напряжение насыщения равно по крайней мере падению напряжения на диоде (так как потенциал эмиттера транзистора должен превышать потенциал эмиттера транзистора на величину падения напряжения на диоде). Кроме того, соединенные таким образом транзисторы ведут себя как один транзистор с достаточно малым быстродействием, так как транзистор не может быстро выключить транзистор . С учетом этого свойства обычно между базой и эмиттером транзистора включают резистор (рис. 2.61). Резистор R предотвращает смещение транзистора в область проводимости за счет токов утечки транзисторов и . Сопротивление резистора выбирают так, чтобы токи утечки (измеряемые в наноамперах для малосигнальных транзисторов и в сотнях микроампер для мощных транзисторов) создавали на нем падение напряжения, не превышающее падения напряжения на диоде, и вместе с тем чтобы через него протекал ток, малый по сравнению с базовым током транзистора . Обычно сопротивление R составляет несколько сотен ом в мощном транзисторе Дарлингтона и несколько тысяч ом в малосигнальном транзисторе Дарлингтона.

Промышленность выпускает транзисторы Дарлингтона в виде законченных модулей, включающих, как правило, и эмиттерный резистор. Примером такой стандартной схемы служит мощный п-р-п-транзистор Дарлингтона типа , его коэффициент усиления по току равен 4000 (типичное значение) для коллекторного тока, равного 10 А.

Рис. 2.62. Соединение транзисторов по схеме Шиклаи («дополняющий транзистор Дарлингтона»).

Соединение транзисторов по схеме Шиклаи (Sziklai).

Соединение транзисторов по схеме Шиклаи представляет собой схему, подобную той, которую мы только что рассмотрели. Она также обеспечивает увеличение коэффициента . Иногда такое соединение называют комплементарным транзистором Дарлингтона (рис. 2.62). Схема ведет себя как транзистор п-р-п-типа, обладающий большим коэффициентом . В схеме действует одно напряжение между базой и эмиттером, а напряжение насыщения, как и в предыдущей схеме, равно по крайней мере падению напряжения на диоде. Между базой и эмиттером транзистора рекомендуется включать резистор с небольшим сопротивлением. Разработчики применяют эту схему в мощных двухтактных выходных каскадах, когда хотят использовать выходные транзисторы только одной полярности. Пример такой схемы показан на рис. 2.63. Как и прежде, резистор представляет собой коллекторный резистор транзистора Транзистор Дарлингтона, образованный транзисторами , ведет себя как один транзистор п-р-п-типа с большим коэффициентом усиления по току. Транзисторы , соединенные по схеме Шиклаи, ведут себя как мощный транзистор р-п-р-тииа с большим коэффициентом усиления.

Рис. 2.63. Мощный двухтактный каскад, в котором использованы выходные транзисторы только .

Как и прежде, резисторы и имеют небольшое сопротивление. Эту схему иногда называют двухтактным повторителем с квазидополнительной симметрией. В настоящем каскаде с дополнительной симметрией (комплементарном) транзисторы были бы соединены по схеме Дарлингтона.

Транзистор со сверхбольшим значением коэффициента усиления по току.

Составные транзисторы — транзистор Дарлингтона и ему подобные не следует путать с транзисторами со сверхбольшим значением коэффициента усиления по току, в которых очень большое значение коэффициента получают в ходе технологического процесса изготовления элемента. Примером такого элемента служит транзистор типа , для которого гарантируется минимальный коэффициент усиления по току, равный 450, при изменении коллекторного тока в диапазоне от до этот транзистор принадлежит к серии элементов , которая характеризуется диапазоном максимальных напряжений от 30 до 60 В (если коллекторное напряжение должно быть больше, то следует пойти на уменьшение значения ). Промышленность выпускает согласованные пары транзисторов со сверхбольшим значением коэффициента . Их используют в усилителях с низким уровнем сигнала, для которых транзисторы должны иметь согласованные характеристики; этому вопросу посвящен разд. 2.18. Примерами подобных стандартных схем служат схемы типа они представляют собой транзисторные пары с большим коэффициентом усиления, в которых напряжение согласовано до долей милливольта (в самых хороших схемах обеспечивается согласование до , а коэффициент Схема типа представляет собой согласованную пару .

Транзисторы со сверхбольшим значением коэффициента можно объединять по схеме Дарлингтона. При этом базовый ток смещения можно сделать равным всего лишь (примерами таких схем служат операционные усилители типа .

Усилитель, называется именно так, не по причине, что его автор ДАРЛИНГТОН, а потому, что выходной каскад усилителя мощности построен на дарлингтоновских (составных) транзисторах.

Для справки : два транзистора одинаковой структуры соединены специальным образом для высокого усиления. Такое соединение транзисторов образует составной транзистор, или транзистор Дарлингтона — по имени изобретателя этого схемного решения. Такой транзистор используется в схемах работающих с большими токами (например, в схемах стабилизаторов напряжения, выходных каскадов усилителей мощности) и во входных каскадах усилителей, если необходимо обеспечить большой входной импеданс. Составной транзистор имеет три вывода (база, эмиттер и коллектор), которые эквивалентны выводам обычного одиночного транзистора. Коэффициент усиления по току типичного составного транзистора, у мощных транзисторов ≈1000 и у маломощных транзисторов ≈50000.

Достоинства транзистора Дарлингтона

Высокий коэффициент усиления по току.

Cхема Дарлингтона изготавливается в виде интегральных схем и при одинаковом токе рабочая поверхность кремния меньше, чем у биполярных транзисторов. Данные схемы представляют большой интерес при высоких напряжениях.

Недостатки составного транзистора

Низкое быстродействие, особенно перехода из открытого состояния в закрытое. По этой причине составные транзисторы используются преимущественно в низкочастотных ключевых и усилительных схемах, на высоких частотах их параметры хуже, чем у одиночного транзистора.

Прямое падение напряжения на переходе база-эмиттер в схеме Дарлингтона почти в два раза больше чем в обычном транзисторе, и составляет для кремниевых транзисторов около 1,2 — 1,4 В.

Большое напряжение насыщения коллектор-эмиттер, для кремниевого транзистора около 0,9 В для маломощных транзисторов и около 2 В для транзисторов большой мощности.

Принципиальная схема УНЧ

Усилитель можно назвать самым дешевым вариантом самостоятельного построения сабвуферного усилителя. Самое ценное в схеме — выходные транзисторы, цена которых не превышает 1$. По идее, такой усилитель усилитель можно собрать за 3-5$ без блока питания. Давайте сделаем небольшое сравнение, какой из микросхем может дать мощность 100-200 ватт на нагрузку 4 Ом? Сразу в мыслях знаменитые . Но если сравнить цены, то дарлингтоновская схема и дешевле и мощнее TDA7294!

Сама микросхема, без комплектующих компонентов стоит 3$ как минимум, а цена активных компонентов дарлингтоновской схемы не более 2-2,5$! Притом, что дарлингтоновская схема на 50-70 ватт мощнее TDA7294!

При нагрузке 4 Ом усилитель отдает 150 ватт, это самый дешевый и неплохой вариант сабвуферного усилителя. В схеме усилителя использованы недорогие выпрямительные диоды, которые можно достать в любом электронном устройстве.

Усилитель может обеспечивать такую мощность за счет того, что на выходе использованы именно составные транзисторы, но при желании они могут быть заменены на обычные. Удобно использовать комплементарную пару КТ827/25, но конечно мощность усилителя спадет до 50-70 ватт. В дифференциальном каскаде можно использовать отечественные-КТ361 или КТ3107.

Полный аналог транзистора TIP41 наш КТ819А, Этот транзистор служит для усиления сигнала с диффкаскадов и раскачки выходников Эмиттерные резисторы можно использовать с мощностью 2-5 ватт, они для защиты выходного каскада. Подробнее про теххарактеристики транзистора TIP41C. Даташит для TIP41 и TIP42 .

Материал p-n-перехода: Si

Структура транзистора: NPN

Предельная постоянная рассеиваемая мощность коллектора (Pc) транзистора: 65 W

Предельное постоянное напряжение коллектор-база (Ucb): 140 V

Предельное постоянное напряжение коллектор-эмиттер (Uce) транзистора: 100 V

Предельное постоянное напряжение эмиттер-база (Ueb): 5 V

Предельный постоянный ток коллектора транзистора (Ic max): 6 A

Предельная температура p-n перехода (Tj): 150 C

Граничная частота коэффициента передачи тока (Ft) транзистора: 3 MHz

— Ёмкость коллекторного перехода (Cc): pF

Статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером (Hfe), min: 20

Такой усилитель может быть использован как в качестве сабвуферного, так и для широкополосной акустики. Характеристики усилителя тоже неплохие. При нагрузке в 4 Ом выходная мощность усилителя порядка 150 ватт, при нагрузке в 8 Ом мощность 100 ватт, максимальная мощность усилителя может доходить до 200 ватт с питанием +/-50 вольт.

При проектировании радиоэлектронных схем часто бывают ситуации, когда желательно иметь транзисторы с параметрами лучше тех, которые предлагают производители радиоэлементов. В некоторых случаях нам может потребоваться больший коэффициент усиления по току h 21 , в других большее значение входного сопротивления h 11 , а в третьих более низкое значение выходной проводимости h 22 . Для решения перечисленных проблем отлично подходит вариант использования электронного компонента о котором мы поговорим ниже.

Устройство составного транзистора и обозначение на схемах

Приведенная чуть ниже схема эквивалентна одиночному n-p-n полупроводнику. В данной схеме ток эмиттера VT1 является током базы VT2. Коллекторный ток составного транзистора определяется в основном током VT2.

Это два отдельных биполярных транзистора на выполненные на одном кристалле и в одном корпусе. Там же и размещается нагрузочный резистор в цепи эмиттера первого биполярного транзистора. У транзистора Дарлингтона те же выводы, что и у стандартного биполярного транзистора – база, коллектор и эмиттер.

Как видим из рисунка выше, стандартный составной транзистор это комбинация из нескольких транзисторов. В зависимости от уровня сложности и рассеиваемой мощности в составе транзистора Дарлингтона может быть и более двух.

Основное плюсом составного транзистора является значительно больший коэффициент усиления по току h 21 , который можно приблизительно вычислить по формуле как произведение параметров h 21 входящих в схему транзисторов.

h 21 =h 21vt1 × h31vt2 (1)

Так если коэффициент усиления первого равен 120, а второго 60 то общий коэффициент усиления схемы Дарлингтона равен произведению этих величин — 7200.

Но учитывайте, что параметр h31 достаточно сильно зависит от коллекторного тока. В случае когда базовый ток транзистора VT2 достаточно низок, коллекторного VT1 может не хватить для обеспечения нужного значения коэффициента усиления по току h 21 . Тогда увеличением h31 и, соответственно, снижением тока базы составного транзистора можно добиться роста тока коллектора VT1. Для этого между эмиттером и базой VT2 включают дополнительное сопротивление, как показано на схеме ниже.

Вычислим элементы для схемы Дарлингтона, собранной, например на биполярных транзисторах BC846A, ток VT2 равен 1 мА. Тогда его ток базы определим из выражения:

i kvt1 =i бvt2 =i kvt2 / h 21vt2 = 1×10 -3 A / 200 =5×10 -6 A

При таком малом токе в 5 мкА коэффициент h 21 резко снижается и общий коэффициент может оказаться на порядок меньше расчетного. Увеличив ток коллектора первого транзистора при помощи добавочного резистора можно значительно выиграть в значении общего параметра h 21 . Так как напряжение на базе является константой (для типового кремниевого трех выводного полупроводника u бэ = 0,7 В), то сопротивление можно рассчитать по :

R = u бэvt2 / i эvt1 — i бvt2 = 0. 7 Вольта / 0.1 mA — 0.005mA = 7кОм

При этом мы можем рассчитывать на коэффициент усиления по току до 40000. Именно по такой схеме построены многие супербетта транзисторы.

Добавив дегтя упомяну, что данная схема Дарлингтона обладает таким существенным недочетом, как повышенное напряжение U кэ. Если в обычных транзисторах напряжение составляет 0,2 В, то в составном транзисторе оно возрастает до уровня 0,9 В. Это связано с необходимостью открывать VT1, а для этого на его базу необходимо подать напряжение уровнем до 0,7 В (если при изготовлении полупроводника использовался кремний).

В результате чтоб исключить упомянутый недостаток, в классическую схему внесли незначительные изменения и получили комплементарный транзистор Дарлингтона. Такой составной транзистор составлен из биполярных приборов, но уже разной проводимости: p-n-p и n-p-n.

Российские, да и многие зарубежные радиолюбители такое соединение называют схемой Шиклаи, хотя эта схема называлась парадоксной парой.

Типичными минусом составных транзисторов, ограничивающими их применение является невысокое быстродействие, поэтому они нашли широкое использование только в низкочастотных схемах. Они прекрасно работают в выходных каскадах мощных УНЧ, в схемах управления двигателями и устройствами автоматики, в схемах зажигания автомобилей.

На принципиальных схемах составной транзистор обозначается как обычный биполярный. Хотя, редко, но используется такое условно графическое изображение составного транзистора на схеме.

Одной из самых распространенных считается интегральная сборка L293D — это четыре токовых усилителя в одном корпусе. Кроме того микросборку L293 можно определить как четыре транзисторных электронных ключа.

Выходной каскад микросхемы состоит из комбинации схем Дарлингтона и Шиклаи.

Кроме того уважение у радиолюбителей получили и специализированные микросборки на основе схемы Дарлингтона. Например . Эта интегральная схема по своей сути является матрицей из семи транзисторов Дарлингтона. Такие универсальные сборки отлично украшают радиолюбительские схемы и делают их более функциональными.

Микросхема является семи канальным коммутатор мощных нагрузок на базе составных транзисторов Дарлингтона с открытым коллектором. Коммутаторы содержат защитные диоды, что позволяет коммутировать индуктивные нагрузки, например обмотку реле. Коммутатор ULN2004 необходим при сопряжения мощных нагрузок с микросхемами КМОП-логики.

Зарядный ток через батарею в зависимости от напряжения на ней (прикладываемого к Б-Э переходу VT1), регулируется транзистором VT1, коллекторным напряжением которого управляется индикатор заряда на светодиоде (по мере зарядки ток заряда уменьшается и светодиод постепенно гаснет) и мощный составной транзистор, содержащий VT2, VT3, VT4.


Сигнал требующий усиления через предварительный УНЧ подается на предварительный дифферециальный усилительный каскад построенный на составных VT1 и VT2. Использование дифференциальной схемы в усилительном каскаде, снижает шумовые эффекты и обеспечивает работу отрицательной обратной связи. Напряжение ОС поступает на базу транзистора VT2 с выхода усилителя мощности. ОС по постоянному току реализуется через резистор R6.

В момент включения генератора конденсатор С1 начинает заряжаться, затем открывается стабилитрон и сработает реле К1. Конденсатор начинает разряжаться через резистор и составной транзистор. Через небольшой промежуток времени реле выключается и начинается новый цикл работы генератора.

Буквально сразу после появления полупроводниковых приборов, скажем, транзисторов, они стремительно начали вытеснять электровакуумные приборы и, в частности, триоды. В настоящее время транзисторы занимают ведущее положение в схемотехнике.

Начинающему, а порой и опытному радиолюбителю-конструктору, не сразу удаётся найти нужное схемотехническое решение или разобраться в назначении тех или иных элементов в схеме. Имея же под рукой набор «кирпичиков» с известными свойствами гораздо легче строить «здание» того или другого устройства.

Не останавливаясь подробно на параметрах транзистора (об этом достаточно написано в современной литературе, например, в ), рассмотрим лишь отдельные свойства и способы их улучшения.

Одна из первых проблем, возникающих перед разработчиком, — увеличение мощности транзистора. Её можно решить параллельным включением транзисторов (). Токовыравнивающие резисторы в цепях эмиттеров способствуют равномерному распределению нагрузки.

Оказывается, параллельное включение транзисторов полезно не только для увеличения мощности при усилении больших сигналов, но и для уменьшения шума при усилении слабых. Уровень шумов уменьшается пропорционально корню квадратному из количества параллельно включённых транзисторов.

Защита от перегрузки по току наиболее просто решается введением дополнительного транзистора (). Недостаток такого самозащитного транзистора — снижение КПД из-за наличия датчика тока R. Возможный вариант усовершенствования показан на . Благодаря введению германиевого диода или диода Шоттки можно в несколько раз уменьшить номинал резистора R, а значит, и рассеиваемую на нём мощность.

Для защиты от обратного напряжения параллельно выводам эмиттер-коллектор обычно включают диод, как, например, в составных транзисторах типа КТ825, КТ827.

При работе транзистора в ключевом режиме, когда требуется быстрое его переключение из открытого состояния в закрытое и обратно, иногда применяют форсирующую RC-цепочку (). В момент открывания транзистора заряд конденсатора увеличивает его базовый ток, что способствует сокращению времени включения. Напряжение на конденсаторе достигает падения напряжения на базовом резисторе, вызванного током базы. В момент закрывания транзистора конденсатор, разряжаясь, способствует рассасыванию неосновных носителей в базе, сокращая время выключения.

Повысить крутизну транзистора (отношение изменения тока коллектора (стока) к вызвавшему его изменению напряжения на базе (затворе) при постоянном Uкэ Uси)) можно с помощью схемы Дарлингтона (). Резистор в цепи базы второго транзистора (может отсутствовать) применяют для задания тока коллектора первого транзистора. Аналогичный составной транзистор с высоким входным сопротивлением (благодаря применению полевого транзистора) представлен на . Составные транзисторы, представленные на рис. и , собраны на транзисторах разной проводимости по схеме Шиклаи.

Введение в схемы Дарлингтона и Шиклаи дополнительных транзисторов, как показано на рис. и , увеличивает входное сопротивление второго каскада по переменному току и соответственно коэффициент передачи . Применение аналогичного решения в транзисторах рис. и даёт соответственно схемы и , линеаризируя крутизну транзистора .

Широкополосный транзистор с высоким быстродействием представлен на . Повышение быстродействия достигнуто в результате уменьшения эффекта Миллера аналогично и .

«Алмазный» транзистор по патенту ФРГ представлен на . Возможные варианты его включения изображены на . Характерная особенность этого транзистора-отсутствие инверсии на коллекторе. Отсюда и увеличение вдвое нагрузочной способности схемы .

Мощный составной транзистор с напряжением насыщения около 1,5 В изображён на рис.24. Мощность транзистора может быть значительно увеличена путём замены транзистора VT3 на составной транзистор ().

Аналогичные рассуждения можно привести и для транзистора p-n-p типа, а также полевого транзистора с каналом p-типа. При использовании транзистора в качестве регулирующего элемента или в ключевом режиме возможны два варианта включения нагрузки: в цепь коллектора () или в цепь эмиттера ().

Как видно из приведённых формул, наименьшее падение напряжения, а соответственно и минимальная рассеиваемая мощность — на простом транзисторе с нагрузкой в цепи коллектора. Применение составного транзистора Дарлингтона и Шиклаи с нагрузкой в цепи коллектора равнозначно. Транзистор Дарлингтона может иметь преимущество, если коллекторы транзисторов не объединять. При включении нагрузки в цепь эмиттера преимущество транзистора Шиклаи очевидно.

Литература:

1. Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. — М.: Энергия, 1977.
2. Патент США 4633100: Публ. 20-133-83.
3. А.с. 810093.
4. Патент США 4730124: Публ.22-133-88. — С.47.

1. Увеличение мощности транзистора.

Резисторы в цепях эмиттеров нужны для равномерного распределения нагрузки; уровень шумов уменьшается пропорционально квадратному корню из количества параллельно включённых транзисторов.

2. Защита от перегрузки по току.

Недостаток-снижение КПД из-за наличия датчика тока R.

Другой вариант — благодаря введению германиевого диода или диода Шоттки можно в несколько раз уменьшить номинал резистора R, и на нём будет рассеиваться меньшая мощность.

3. Составной транзистор с высоким выходным сопротивлением.

Из-за каскодного включения транзисторов значительно уменьшен эффект Миллера.

Другая схема — за счёт полной развязки второго транзистора от входа и питанию стока первого транзистора напряжением, пропорциональным входному, составной транзистор имеет ещё более высокие динамические характеристики (единственное условие — второй транзистор должен иметь более высокое напряжение отсечки). Входной транзистор можно заменить на биполярный.

4. Защита транзистора от глубокого насыщения.

Предотвращение прямого смещения перехода база-коллектор с помощью диода Шоттки.

Более сложный вариант — схема Бейкера. При достижении напряжением на коллекторе транзистора напряжения базы «лишний» базовый ток сбрасывается через коллекторный переход, предотвращая насыщение.

5. Схема ограничения насыщения относительно низковольтных ключей.

С датчиком тока базы.

С датчиком тока коллектора.

6. Уменьшение времени включения/выключения транзистора путём применения форсирующей RC цепочки.

7. Составной транзистор.

Схема дарлингтона.

Схема Шиклаи.

транзисторы

Транзисторы

В электронике, транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, который обычно используется для усиления или переключения электронных сигналов. Транзистор состоит из цельного куска некоторых полупроводниковых материалов с, как минимум, тремя клеммами для подключения к внешней цепи. Напряжение или ток, приложенные к одной паре выводов транзистора, изменяют ток, протекающий через другую пару выводов. Потому что контролируемая (выходная) мощность может быть гораздо больше, чем контрольная (входная) мощность, транзисторы обеспечивают усиление сигнала.

Транзистор является фундаментальным строительным блоком современных электронных устройств, а также он используется в радио, телефонах, компьютерах и других электронных системах. Некоторые транзисторы упакованы индивидуально, но большинство из них находятся в интегральных схемах.

Первый патент на принцип полевого транзистора был подан в Канаде одним австро-венгерским физиком Юлием Эдгаром Лилиенфельдом 22 октября 1925 года, но Лилиенфельд не публиковал научные статьи о своих устройств. В 1934 году один немецкий физик, доктор Оскар Хейл запатентовал другой полевой транзистор.

17 ноября 1947 года, Джон Бардин и Уолтер Браттейн, в AT & T Bell Labs, отметили, что, когда электрические контакты были приложены к кристаллу германия, выходная мощность была больше, чем вход ВиЮйам Шокли увидел потенциал в этом, и он работал в течение следующих нескольких месяцев над значительным расширением знаний о полупроводниках. Он, по мнению многих, был «отцом» транзистора. Термин — «транзистор» был придуман Джоном Р. Пирсом.

Транзистор, по мнению многих, являются величайшим изобретением ХХ века, или одним из величайших. Это ключевой активный компонент практически во всей современной электронике. Важность транзистора в современном обществе основывается способности его массового производства с использованием высоко автоматизированного процесса, который обеспечивает удивительно низкую цену.

Хотя есть несколько компаний, каждая из которых производит более миллиарда индивидуально упакованных (известных как дискретные) транзисторов каждый год, большое количество транзисторов изготавливаются в интегральных схемах (часто сокращается до ИС, микрочипы или просто чипы) для получения полных электронных схем. Логический вентиль состоит из около двадцати транзисторов в то время как передовые микропроцессоры, начиная с 2006 года, могут использовать до 1,7 млрд транзисторов.

Низкая стоимость, гибкость и надежность транзисторов, все эти факторы в совокупности сделали их повсеместными устройствами. Транзисторные мехатронные схемы заменили электромеханические устройства для контроля приборов и оборудования. Часто проще и дешевле использовать стандартные микроконтроллеры и написать компьютерную программу для выполнения функции управления, чем для разрабатывать эквивалентную механическую функцию контроля.

Использование

Биполярный плоскостной транзистор, или БПТ, был первым изобретенным транзистором, и на протяжении 1970-х годов, был наиболее часто используемым транзистором. Даже после того, МОП-транзисторы стали доступны, БПТ выбирался для многих аналоговых схем, таких как простые усилители в силу их большей линейности и простоты изготовления. Желательные свойства транзисторов, такие, как их полезность в маломощных устройствах позволило им захватить почти все доли рынка для цифровых схем, в последнее время, МОП-транзисторы захватили большинство аналоговых и силовых цепей, включая современные тактовые аналоговые схемы, регуляторы напряжения, усилители, передатчики мощности, драйвера моторов и т. д.

Как транзистор работает

Существенная польза транзистора происходит от его способности использовать небольшой сигнал, подаваемый между одной парой своих выводов, чтобы контролировать гораздо больший сигнал на другой паре выводов. Это свойство называется коэффициентом усиления. Транзистор может контролировать его выходной сигнал в пропорции к входному сигналу, то есть, он может выступать в качестве усилителя. Транзистор также может быть использован для включения или выключения тока в цепи, как электрически управляемый коммутатор, где величина тока определяется другими элементами схемы.

Два типа транзисторов имеют незначительные различия в том, как они используются в схеме. Биполярный плоскостной транзистор имеет выводы (названные базовыми), коллектор и эмиттер. Малый ток на базовом выводе может контролировать или переключать гораздо больший ток между коллектором и эмиттером. Для полевого транзистора, выводы названы вентилем, источником и стоком, и напряжение у вентиля может контролировать ток между источником и стоком.

Транзистор как переключатель

Транзисторы обычно используются в качестве электронных переключателей, как для высокомощных устройств, включая импульсные блоки питания, так и для и маломощных устройств, таких как логические вентили. Транзисторы действуют как переключатель, и этот тип операций является общим во всех цифровых схемах, где только «вкл» и «выкл» положения актуальны.

Транзистор как усилитель

Усилитель с общим эмиттером устроен так, что небольшие изменения в напряжении изменяют ток, текущий через базу транзистора и транзисторное усиления тока в сочетании со свойствами схемы означает, что небольшие колебания во входном напряжении производят большие изменения в выходном напряжении.

От мобильных телефонов до телевизоров, большое количество продукция включает в себя усилители для воспроизведения звука, радио передачи и обработки сигналов. Первые аудио усилители с дискретными транзисторами едва предлагали несколько сотен милливатт, но мощность и качество звука постепенно увеличивается, так как стали доступны лучшие транзисторы и архитектура усилителя развивалась. Современные транзисторные аудио усилители на несколько сотен ватт и являются общедоступными и относительно недорогими.

Некоторые производители музыкальных усилителей совмещают транзисторы и электронные лампы (вакуумные лампы) в одной и той же схеме, т.к. они уверены, что лампы имеют характерный звук.

Как проверить мосфет мультиметром не выпаивая. Как проверить полевой транзистор: проверка мультиметром, не выпаивая

Содержание

Проверка встроенного обратного диода

Практически в любом современном полевом транзисторе, за исключением специальных их типов, параллельно цепи сток-исток включен внутренний «защитный» диод. Наличие этого диода внутри полевика обусловлено особенностями технологии производства мощных транзисторов. Иногда он мешает, считается паразитным, однако в большинстве полевых транзисторов без него, как части цельной структуры электронного компонента, не обойтись.

Следовательно, в исправном полевом транзисторе данный диод тоже должен быть исправным. В n-канальном полевом транзисторе данный диод включен катодом к стоку, анодом — к истоку, а в p-канальном — анодом к стоку, катодом — к истоку. Включите мультиметр в режим «прозвонки» диодов. Если полевой транзистор является n-канальным, то красный щуп мультиметра приложите к его истоку (source), а черный — к стоку (drain).

Транзисторы являются одними из самых широко применяемых радиоэлементов. Несмотря на свою надёжность, они нередко выходят из строя, что связано с нарушениями режима в их работе. При этом поиск неисправного элемента в связи со спецификой устройства полевого транзистора вызывает определённые трудности.

Обычно сток находится посередине и соединен с проводящей подложкой транзистора, а истоком является правый вывод (уточните это в datasheet). В случае если внутренний диод исправен, на дисплее мультиметра отобразится прямое падение напряжения на нем – в районе 0,4-0,7 вольт. Если теперь положение щупов изменить на противоположное, то прибор покажет бесконечность. Если все так, значит внутренний диод исправен.


Порядок измерений.

Проверка цепи сток-исток

Полевой транзистор управляется электрическим полем затвора. И если емкость затвор-исток зарядить, то проводимость в направлении сток-исток увеличится. Итак, если транзистор является n-канальным, приложите черный щуп к затвору (gate), а красный — к истоку, и через секунду измените расположение щупов на противоположное — красный к затвору, а черный — к истоку. Так мы сначала наверняка разрядили затвор, а после — зарядили его. Затвор обычно слева, а исток — справа.

Теперь красный щуп переместите с затвора — на сток, а черный пусть останется на истоке. Если транзистор исправен, то как только вы переместите красный щуп с затвора на сток, мультиметр покажет что на стоке есть падение напряжения — это значит, что транзистор перешел в проводящее состояние.

Теперь красный щуп на исток, а черный — на затвор (разряжаем затвор противоположной полярностью), после чего снова красный щуп на сток, а черный — на исток. Прибор должен показать бесконечность — транзистор закрылся. Для p-канального полевого транзистора щупы просто меняются местами.


Проверка транзистора без выпаивания.

Если прибор запищит

Если на этапе проверки сток-исток прибор запищит, это может быть вполне нормальным, ведь у современных полевых транзисторов сопротивление сток-исток в открытом состоянии бывает очень маленьким. Как вариант, можно соединить затвор с истоком и в таком положении прозвонить сток-исток (для n-канального красный на сток, черный — на исток), прибор должен показать бесконечность.

Главное — чтобы не было звона затвор-исток и сток-исток, особенно в тот момент когда затвор заряжен противоположной полярностью.

Как проверить полевой транзистор

Такой транзистор можно заменить практически любым n-канальным с напряжением между стоком и истоком больше или равно 40V и током стока больше или равно 30А, например IRFZ44, 40n10, 50N06 и т.п. При ремонте аппаратов, в которых применены полевые транзисторы, часто возникает задача проверки целостности и работоспособности этих транзисторов.


Основные характеристики полевых транзисторов.

Чаще всего приходится иметь дело с вышедшими из строя мощными полевыми транзисторами импульсных блоков питания. Расположение выводов полевых транзисторов (Gate – Drain – Source) может быть различным. Часто выводы транзистора можно определить по маркировке на плате ремонтируемого аппарата (обычно выводы маркируются латинскими буквами G, D, S).

Если такой маркировки нет, то желательно воспользоваться справочными данными. Чтобы предотвратить выход из строя транзистора во время проверки, очень важно при проверке полевых транзисторов соблюдать некоторые правила безопасности.

Полевые транзисторы очень чувствительны к статическому электричеству, поэтому их рекомендуется проверять, предварительно организовав заземление. Для того чтобы снять с себя накопленные статические электрические заряды, необходимо надеть на руку заземляющий антистатический браслет.

Также следует помнить, что при хранении полевых транзисторов, особенно маломощных, их выводы должны быть замкнуты между собой. При проверке чаще всего пользуются обычным омметром, у исправного полевого транзистора между всеми его выводами должно быть бесконечное сопротивление, следует заметить, что тут могут быть некоторые исключения.

Например, если при проверке приложить положительный щуп тестового прибора к затвору (G) транзистора n-типа, а отрицательный к истоку (S), емкость затвора зарядится и транзистор откроется. И тогда при замере сопротивления между стоком (D) и истоком (S) прибор покажет некоторое значение сопротивления, которое можно ошибочно принять за неисправность транзистора.

Поэтому перед «прозвонкой» канала «сток-исток» замкните накоротко все ножки транзистора, чтобы разрядить емкость затвора. После этого сопротивление сток-исток должно стать бесконечным.

В противном случае транзистор признается неисправным. В современных мощных полевых транзисторах между стоком и истоком имеется встроенный диод, поэтому канал «сток-исток» при проверке ведет себя как обычный диод. Для того чтобы избежать досадных ошибок, помните о наличии такого диода и не примите это за неисправность транзистора.

Убедиться в наличии диода достаточно просто. Нужно поменять местами щупы тестера, и он должен показать бесконечное сопротивление между стоком и истоком. Если этого не произошло, то, скорее всего, транзистор пробит. Таким образом, имея под рукой обычный омметр, можно легко и быстро проверить мощный полевой транзистор.

Для диагностики полевых транзисторов N-канального вида, вначале берем и выпаиваем транзистор, кладем его на стол лицом к себе, ноги обязательно должны быть в воздухе, ничего не касаться. Черный щуп слева на подложку (D – сток), красный на дальний от себя вывод справа (S – исток), мультиметр показывает падение напряжения на внутреннем диоде ~502 мВ, транзистор закрыт .

Далее, не снимая черного щупа, касаемся красным щупом ближнего вывода (G – затвор и опять возвращаем его на дальний (S – исток), тестер показывает 0 мВ (на некоторых цифровых мультиметрах будет показываться не 0, а ~150…170мВ): полевой транзистор открылся прикосновением.

Если сейчас черным щупом коснуться нижней (G – затвор) ножки, не отпуская красного щупа и вернуть его на подложку (D – сток), то полевой транзистор закроется, и мультиметр снова будет показывать падение напряжения около 500мВ.

Это верно для большинства N-канальных полевых транзисторов в корпусе DPAK и D²PAK. Открываем. Открыт. Закрываем. Закрыт. Транзистор выполнил всё, что от него требовалось. Диагноз – исправен. Для проверки P-канальных полевых транзисторов нужно поменять полярность напряжений открытия-закрытия.

Для этого просто меняем щупы мультиметра местами. Еще раз по-быстрому: Берем тестер на режиме проверки диодов. Кладем транзистор на стол лицом к себе, ноги в воздухе, ничего не касаются. Щупы тестера ставим так: минус в правую ногу, а плюс в левую. Это откроет транзистор. Плюс переносим на среднюю ногу.

Тестер должен показать минимальное падение напряжения (около 10-50 мВ). (В случае мультиметра – показывает около 0, что-то типа “002”) Теперь плюс на правую ногу, а минусом на левую. Это закроет транзистор. Тестер показывает бесконечность. И опять плюс на среднюю ногу, а минус на правую. Тестер показывает бесконечность. (Минус на среднюю ногу, плюс на правую – показывает что-то около 500 – это встроенный диод, защитный, присутствует в большинстве мощных мосфетов).

Как проверить транзистор мультиметром – сколько деталей, столько и способов

Современные электронные мультиметры имеют специализированные коннекторы для проверки различных радиодеталей, включая транзисторы.

Это удобно, однако, проверка не совсем корректная. Радиолюбители со стажем помнят, как проверить транзистор тестером со стрелочной индикацией. Техника проверки на цифровых приборах не изменилась. Для точного определения состояния полупроводникового прибора, каждые его элемент тестируется отдельно.

Классика вопроса: как проверить биполярный транзистор мультиметром

Этот популярный проводник выполняет две задачи:

  • Режим усиления сигнала. Получая команду на управляющие выводы, прибор дублирует форму сигнала на рабочих контактах, только с большей амплитудой;
  • режим ключа. Подобно водопроводному крану, полупроводник открывает или закрывает путь электрическому току по команде управляющего сигнала.

Полупроводниковые кристаллы соединены в корпусе, образуя p-n переходы. Такая же технология применяется в диодах. По сути – биполярный транзистор состоит из двух диодов, соединенных в одной точке одноименными выводами. Чтобы понять, как проверить транзистор мультиметром, рассмотрим отличие pnp и npn структуры.

Так называемый «прямой» (см. фото)


С обратным переходом, как изображено на фото


Разумеется, если вы спаяете диоды так, как показано на условной схеме – транзистор не получится. Но с точки зрения проверки исправности – можно представить, что у вас обычные диоды в одном корпусе.

То есть, положив перед собой схему полупроводниковых переходов, вы легко определите не только исправность детали в целом, но и локализуете конкретный неисправный p-n переход. Это поможет понять причину поломки, ведь полупроводник работает не автономно, а в составе электросхемы.

Как проверить биполярный транзистор мультиметром – видео.

Возникает резонный вопрос: Как определить маркировку выводов транзистора, не имея каталога? Такая практика пригодится не только для проверки радиодеталей. При сборке монтажной платы, незнание конструкции транзистора приведет к его перегоранию.

С помощью мультиметра можно определить назначение выводов.

Мультиметр выставляем в режим измерения сопротивления, предел шкалы – 2000 Ом. Выводы прибора – красный плюс, черный минус. Транзистор располагаем любым удобным способом, выводу условно определяем как «левый», «средний», «правый».

Определение базы

Красный щуп на левый контакт, замеряем сопротивление на среднем и правом выводах. В нашем случае это значение «бесконечность» (на индикаторе «1»), и 816 Ом (типичное сопротивление исправного p-n перехода при прямом подключении). Фиксируем результат измерений.


Красный щуп на середину, производим замер левого и правого контактов. С «бесконечностью» все понятно, обращаем внимание на то, что вторая пара показала результат, отличный от первого измерения. Это нормально, эмиттерный и коллекторный переходы имеют разное сопротивление. Об этом позже.


Красный щуп на правый контакт, производим замеры оставшихся комбинаций. В обоих случаях получаем единичку, то есть «бесконечное» сопротивление.


При таком раскладе, база находится на правом выводе. Этих данных недостаточно для пользования деталью. У производителей нет единого стандарта по расположению эмиттера и коллектора, поэтому определяем выводы самостоятельно.

Определение остальных выводов

Черный щуп на «базу», меряем сопротивление переходов. Одна ножка показала 807 Ом (это коллекторный переход), вторая – 816 Ом (эмиттерный переход).

Точно таким же способом производится проверка исправности биполярного транзистора. В ходе определения контактов, мы заодно проверили исправность детали. Если вам известно расположение выводов – проверяете переходы «база-эмиттер» и «база коллектор», меняя полярность щупов.

При прямом подключении – вы увидите значения, аналогичные предыдущим замерам. При обратном – сопротивление должно быть бесконечным. Если это не так – переходы относительно базы неисправны. Последняя проверка – переход «эмиттер-коллектор». В обоих направлениях исправная деталь покажет бесконечное сопротивление.


Если в ходе тестирования вы получили именно такие результаты – ваш биполярный транзистор исправен.

Как проверить транзистор мультиметром не выпаивая

Прежде всего, проверьте расположение на монтажной плате остальных радиодеталей, относительно выводов транзистора. Иногда переходы шунтируются резисторами с небольшим сопротивлением.

Если при замерах переходов, сопротивление будет измеряться десятками Ом – транзистор придется выпаивать. Если шунтов нет – см. методику, описанную выше, проверить транзистор на плате не получится.

Как проверить полевой транзистор мультиметром

Полупроводниковые транзисторы – MOSFET (на слэнге радиолюбителей – «мосфеты»), имеют несколько иное расположение p-n переходов. Название выводов также отличается: «сток», «исток», «затвор». Тем не менее, методика проверки прекрасно моделируется диодными аналогиями. Принципиальное отличие – канал между «истоком» и «стоком» в состоянии покоя имеет небольшую проводимость с фиксированным сопротивлением. Когда «мосфет» получает запирающее напряжение на «затворе», этот переход закрывается. При проверке он принимается открытым (в случае, если транзистор исправен).

Проверить полевой транзистор с помощью тестера можно по такой же методике, что и биполярный. Прибор в положение «измерение сопротивления» с пределом 2000 Ом.

Сопротивление по линии «исток» «сток» проверяется в обе стороны. Значение должно быть в пределах 400-700 Ом, и немного отличаться при смене полярности.


Линия «исток» «затвор» должна иметь проводимость с аналогичным сопротивлением, но только в одном направлении. Такая же ситуация при проверке «сток» «затвор».

Проверить полевой транзистор мультиметром не выпаивая из схемы можно, если нет шунтирующих деталей. Определить их наличие можно визуально. Однако, «мосфеты» обычно окружены т.н. обвесом из управляющих элементов. Поэтому их проверку лучше проводить отдельно от схемы. P.S. Если ваш прибор стрелочный – проверка производится также точно. Метод проверки полевого транзистора от Чип и Дип – видео

Как работает

Полевой транзистор отличается от других разновидностей особенностями своего устройства. Он может относиться к одному из двух типов:

  • с управляющим переходом;
  • с изолированным затвором.

Первые из них бывают n канальными и p канальными. Первые из них более распространены. Они используют следующий принцип действия. В качестве основы используется полупроводник с n-проводимостью.

К нему с противоположных сторон присоединены контакты истока и стока. В средней части с противоположных сторон имеются вкрапления проводника с p-проводимостью — они являются затвором. Та часть полупроводника, которая между ними — это канал.

Если к истоку и стоку n канального транзистора приложить разность потенциалов, то потечёт ток. Однако при подаче на затвор отрицательного напряжения по отношению к истоку, то ширина канала для перемещения электронов уменьшится. В результате сила тока станет меньше.

Таким образом, уменьшая или увеличивая ширину канала, можно регулировать силу тока между истоком и стоком или изолировать их друг от друга. В p-канальных транзисторах принцип работы будет аналогичным.

Этот тип полевых транзисторов становится менее распространённым, а вместо него получают всё большее распространение те, в которых используется изолированный затвор. Они могут относиться к одному из двух типов: n-p-n или p-n-p. У них принцип действия является аналогичным. Здесь будет рассмотрен более подробно первый из них: n-p-n.

В этом случае в качестве основы для транзистора применяется полупроводник p-типа. В него встраиваются две параллельно расположенные полоски полупроводника с другим типом основных носителей заряда. Между ними по поверхности прокладывается изолятор, а сверху устанавливается слой проводника. Эта часть является затвором, а полоски — это исток и сток.

Важное по теме. Как проверить конденсатор.

Когда на затвор подаётся положительное напряжение по отношению к истоку, на пластину попадает положительный заряд, создающий электрическое поле. Оно притягивает к поверхности положительные заряды, создавая канал для протекания тока между истоком и стоком.

Чем сильнее напряжение, поданное на затвор, тем более сильный ток проходит между истоком и стоком. Для всех типов полевых транзисторов управление происходит при помощи подачи напряжения на затвор.


Типы переходов электронов и дырок.

Биполярный транзистор

Наиболее распространенные транзисторы. Используются в основном в схемах усиления или генерации сигнала: в усилителях, генераторах, модуляторах, инверторах и т. д. Бывают двух типов: p-n-p и n-p-n. Не углубляясь в структуру полупроводникового прибора, достаточно будет сказать, что каждый p-n переход представляет собой диод. Строго говоря, это не совсем так, но для проверки работоспособности такое представление вполне допустимо. Таким образом, последовательность p-n-p представима в виде двух диодов, соединенных катодами, а n-p-n – двух диодов, соединенных анодами. Чтобы проверить, работоспособность такого элемента, нужно мультиметром замерить сопротивление переходов. Определение работоспособности p-n-p полупроводника:

  • Берется мультиметр. Черный провод (обозначим его как Ч) помещается в гнездо COM (минус).
  • Красный (К) – в гнездо VΩmA (плюс).
  • Тестер выставляется на замер электрического сопротивления. Предельное значение выбирается 2 кОм. Это означает, что мультиметр может корректно измерять сопротивление от 0 до 2000 Ом. При превышении данного порога, на экране прибора загорится «1».

  • Для замера прямых сопротивлений Ч закрепляется на базе элемента.
  • Чтобы замерить величину сопротивления эмиттерного перехода, К помещается на эмиттер.
  • Измеренное значение должно быть от 500 до 1200 Ом. Аналогично и для коллектора.
  • Для измерения обратных сопротивлений на базе элемента закрепляется К. Ч поочередно помещается на коллектор и эмиттер. Полученные значения должны превышать установленный порог в 2кОм. Об этом, в обоих случаях, будет свидетельствовать цифра «1» на экране тестера.
  • Для n-p-n полупроводника применяется та же самая методика. За исключение того, что в п.1 Ч и К помещаются в противоположные гнезда. Тем самым меняется полярность щупов тестера.

Похожее: Как выбрать биты для шуруповерта

Если изначально нет информации относительно расположения базы, коллектора, эмиттера, это нетрудно определить. Измерительный прибор устанавливается в состояние п. 1 и п. 2 вышеприведенной схемы. К (плюс) помещается на правый вывод полупроводника. Ч (минус) поочередно замыкается на средний и левый выводы. Если в обоих случаях тестер покажет «1», то данный контакт и есть база. В противном случае аналогичным образом тестируем оставшиеся контакты.

Остается найти эмиттер и коллектор. Для этого необходимо просто замерить сопротивление коллекторных и эмиттерных переходов. Ч помещается на базу. К поочередно замыкается на оставшиеся выводы. Полученные значения должны лежать в диапазоне от 500–1200 Ом. При этом большее значение будет относиться к коллекторному переходу, а меньшее, соответственно к эмиттерному.

Структура полевого MOSFET транзистора.

Для создания МОП-транзистора берется подложка, выполненная из p-полупроводника, где основными носителями заряда являются положительные заряды, так называемые дырки. На рисунке вы видите, что вокруг ядра атома кремния вращаются электроны, обозначенные белыми шариками.

Когда электрон покидает атом, в этом месте образуется «дырка» и атом приобретает положительный заряд, то есть становиться положительным ионом. Дырки на модели обозначены, как зеленые шарики.

На p-подложке создаются две высоколегированные n-области, то есть области с большим количеством свободных электронов. На рисунке эти свободные электроны обозначены красными шариками.

Свободные электроны свободно перемещаются по n-области. Именно они впоследствии и будут участвовать в создании тока через МДП-тназистор.

Пространство между двумя n-областями, называемое каналом покрывается диэлектриком, обычно это диоксид кремния.

Над диэлектрическим слоем располагают металлический слой. N-области и металлический слой соединяют с выводами будущего транзистора.

Выводы транзистора называются исток, затвор и сток.

Ток в МОП-транзисторе течет от истока через канал к стоку. Для управления этим током служит изолированный затвор.

Однако если подключить напряжение между истоком и стоком, при отсутствии напряжения на затворе ток через транзистор не потечет, потому что на его пути будет барьер из p-полупроводника.

Если подать на затвор положительное напряжение, относительно истока, то возникающее электрическое поле будет к области под затвором притягивать электроны и выталкивать дырки.

По достижению определенной концентрации электронов под затвором, между истоком и стоком создается тонкий n-канал, по которому потечет ток от истока к стоку.

Следует сказать, что ток через транзистор можно увеличить, если подать больший потенциал напряжения на затвор. При этом канал становиться шире, что приводит к увеличению тока между истоком и стоком.

МДП-транзистор с каналом p-типа имеет аналогичную структуру, однако подложка в таком транзисторе выполнена из полупроводника n-типа, а области истока и стока из высоколегированного полупроводника p-типа.

В таком полевом транзисторе основными носителями заряда являются положительные ионы (дырки). Для того, что бы открыть канал в полевом транзисторе с каналом p-типа необходимо на затвор подать отрицательный потенциал.

Какие случаются неисправности

Полевые транзисторы могут быть перегружены током во время проведения проверки и, в результате перегрева прийти в неисправное состояние. Они уязвимы к статическому напряжению. В процессе проведения работы нужно обеспечить, чтобы оно не попадало на проверяемую деталь.

При работе в составе схемы может произойти пробой, в результате которого полевой транзистор становится неисправным и подлежит замене. Его можно обнаружить по низкому сопротивлению p-n-переходов в обоих направлениях. Определить то, насколько транзистор является работоспособным можно, если прозвонить его с помощью цифрового мультиметра.

Это нужно делать следующим образом (для примера используется широко распространённая модель М-831, рассматривается полевой транзистор с каналом n-типа):

  1. Мультиметр нужно переключить в режим диодной проверки. Он отмечен на панели схематическим изображением диода.
  2. К прибору присоединены два щупа: чёрный и красный. На лицевой панели имеются три гнезда. Чёрный устанавливают в нижнее, красный — в среднее. Первый из них соответствует отрицательному полюсу, второй — положительному.
  3. Нужно на тестируемом полевом транзисторе определить, какие выходы соответствуют истоку, затвору и стоку.
  4. В некоторых моделях дополнительно предусмотрен внутренний диод, защищающий деталь от перегрузки. Сначала нужно проверить то, как он работает. Для этого красный провод присоединяют к истоку, а чёрный — к стоку. На индикаторе должно появиться значение, входящее в промежуток 0,5-0,7. Если провода поменять местами, то на экране будет указана единица, что означает, что ток в этом направлении не проходит.
  5. Дальше осуществляется проверка работоспособности транзистора.

Если присоединить щупы к истоку и стоку, то ток не будет проходить по ним. Чтобы открыть затвор. Необходимо подать положительное напряжение на затвор. Нужно учитывать, что на красный щуп подан от мультиметра положительный потенциал. Теперь достаточно его соединить с затвором, а чёрный со стоком или истоком, для того, чтобы транзистор стал пропускать ток.


Мультиметр.

Теперь, если красный провод подключить к истоку, а чёрный — к стоку, то мультиметр покажет определённую величину падения напряжения, например, 60. Если подключить наоборот, то показатель будет примерно таким же. Если на затвор подать отрицательный потенциал, то это закроет транзистор в обоих направлениях, однако будет работать встроенный диод.

Если полевик закрыт не будет, то это указывает на его неисправность. Проверка мофсета с p-каналом выполняется аналогичным образом. Отличие состоит в том, что при проверке там, где раньше использовался красный щуп, теперь используется чёрный и наоборот.

Как проверить транзистор n типа?

Для диагностики полевых транзисторов N-канального вида ставим мультиметр на проверку диодов (обычно он пищит на этом положении), черный щуп слева на подложку (D — сток), красный на дальний от себя вывод справа (S — исток), тестер показывает 502 Ома — полевой транзистор закрыт (Рис. 4).

Как прозвонить мосфет мультиметром

В жизни каждого домашнего мастера, умеющего держать в руках паяльник и пользоваться мультиметром, наступает момент, когда поломалась какая-то сложная электронная техника и он стоит перед выбором: сдать на ремонт в сервис или попытаться отремонтировать самостоятельно. В этой статье мы разберем приемы, которые могут помочь ему в этом.

Итак, у вас сломалась какая-либо техника, например ЖК телевизор, с чего нужно начать ремонт? Все мастера знают, что начинать ремонт надо не с измерений, или даже сходу перепаивать ту деталь, которая вызвала подозрение в чем-либо, а с внешнего осмотра. В это входит не только осмотр внешнего вида плат телевизора, сняв его крышку, на предмет подгоревших радиодеталей, вслушивание с целью услышать высокочастотный писк либо щелканье.

Включаем в сеть прибор

Для начала нужно просто включить телевизор в сеть и посмотреть: как он себя ведет после включения, реагирует ли на кнопку включения, либо моргает светодиод индикации дежурного режима, или изображение появляется на несколько секунд и пропадает, либо изображение есть, а звук отсутствует, или же наоборот. По всем этим признакам, можно получить информацию, от которой можно будет оттолкнуться при дальнейшем ремонте. Например в мигании светодиода, с определённой периодичностью, можно установить код поломки, самотестирования телевизора.

Коды ошибок ТВ по миганию LED

После того, как признаки установлены, следует поискать принципиальную схему устройства, а лучше если выпущен Service manual на устройство, документацию со схемой и перечнем деталей, на специальных сайтах посвященных ремонту электроники. Также не лишним, будет в дальнейшем, вбить в поисковик полное название модели, с кратким описанием поломки, передающим в нескольких словах, ее смысл.

Правда иногда лучше искать схему по шасси устройства, либо названию платы, например блока питания ТВ. Но как же быть, если схему все же найти не удалось, а вы не знакомы со схемотехникой данного устройства?

Блок схема ЖК ТВ

В таком случае, можно попробовать попросить помощи на специализированных форумах по ремонту техники, после проведения предварительной диагностики самостоятельно, с целью собрать информацию, от которой мастера, помогающие вам смогут оттолкнуться. Какие этапы включает в себя, эта предварительная диагностика? Для начала, вы должны убедиться в том, что питание поступает на плату, если устройство вообще не подает никаких признаков жизни. Может быть это покажется банальным, но не лишним будет прозвонить шнур питания на целостность, в режиме звуковой прозвонки. Читайте тут как пользоваться обычным мультиметром.

Тестер в режиме звуковой прозвонки

Затем в ход идет прозвонка предохранителя, в этом же режиме мультиметра. Если у нас здесь все нормально, следует померять напряжения на разъемах питания, идущих на плату управления ТВ. Обычно напряжения питания, присутствующие на контактах разъема, бывают подписаны рядом с разъемом на плате.

Разъем питания платы управления ТВ

Итак, мы замеряли и напряжение какое-либо у нас отсутствует на разъеме — это говорит о том, что схема функционирует не правильно, и нужно искать причину этого. Наиболее частой причиной поломок встречающейся в ЖК ТВ, являются банальные электролитические конденсаторы, с завышенным ESR, эквивалентным последовательным сопротивлением. Про ESR подробнее здесь.

Таблица ESR конденсаторов

В начале статьи я писал про писк, который вы возможно услышите, так вот, его проявление, в частности и есть следствие завышенного ESR конденсаторов небольшого номинала, стоящих в цепях дежурного напряжения. Чтобы выявить такие конденсаторы требуется специальный прибор, ESR (ЭПС) метр, либо транзистор тестер, правда в последнем случае, конденсаторы придется выпаивать для измерения. Фото своего ESR метра позволяющего измерять данный параметр без выпаивания выложил ниже.

Мой прибор ESR метр

Как быть если таких приборов нет в наличии, а подозрение пало на эти конденсаторы? Тогда нужно будет проконсультироваться на форумах по ремонту, и уточнить, в каком узле, какой части платы, следует заменить конденсаторы, на заведомо рабочие, а таковыми могут считаться только новые (!) конденсаторы из радиомагазина, потому что у бывших в употреблении этот параметр, ESR, может также зашкаливать или уже быть на грани.

Фото — вздувшийся конденсатор

То что вы могли выпаять их из устройства, которое ранее работало, в данном случае значения не имеет, так как этот параметр важен только для работы в высокочастотных цепях, соответственно ранее, в низкочастотных цепях, в другом устройстве, этот конденсатор мог прекрасно функционировать, но иметь параметр ESR сильно зашкаливающий. Сильно облегчает работу то, что конденсаторы большого номинала имеют в своей верхней части насечку, по которой в случае прихода в негодность просто вскрываются, либо образовывается припухлость, характерный признак их непригодности для любого, даже начинающего мастера.

Мультиметр в режиме Омметра

Если вы видите почерневшие резисторы, их нужно будет прозвонить мультиметром в режиме омметра. Сначала следует выбрать режим 2 МОм, если на экране будут значения отличающиеся от единицы, или превышения предела измерения, нам следует соответственно уменьшить предел измерения на мультиметре, для установления его более точного значения. Если же на экране единица, то скорее всего такой резистор находится в обрыве, и его следует заменить.

Цветовая маркировка резисторов

Если есть возможность прочитать его номинал, по маркировке цветными кольцами, нанесенными на его корпус, хорошо, в противном случае без схемы, не обойтись. Если схема есть в наличии, то нужно посмотреть его обозначение, и установить его номинал и мощность. Если резистор прецизионный, (точный) его номинал можно набрать, путем включения двух обычных резисторов последовательно, большего и меньшего номиналов, первым мы задаем номинал грубо, последним мы подгоняем точность, при этом их общее сопротивление сложится.

Транзисторы разные на фото

Транзисторы, диоды и микросхемы: у них не всегда можно определить неисправность по внешнему виду. Потребуется измерение мультиметром в режиме звуковой прозвонки. Если сопротивление какой либо из ножек, относительно какой то другой ножки, одного прибора, равно нулю, или близко к к этому, в диапазоне от нуля до 20-30 Ом, скорее всего, такая деталь подлежит замене. Если это биполярный транзистор, нужно вызвонить в соответствии с распиновкой, его p-n переходы.

Проверка транзистора мультиметром

Чаще всего такой проверки бывает достаточно, чтобы считать транзистор рабочим. Более качественный метод описан тут. У диодов мы также вызваниваем p-n переход, в прямом направлении, должны быть цифры порядка 500-700 при измерении, в обратном направлении единица. Исключение составляют диоды Шоттки, у них меньшее падение напряжения, и при прозвонке в прямом направлении на экране будут цифры в диапазоне 150-200, в обратном также единица. Мосфеты, полевые транзисторы, обычным мультиметром без выпаивания так не проверить, приходится часто считать их условно рабочими, если их выводы не звонятся между собой накоротко, или в низком сопротивлении.

Мосфет в SMD и обычном корпусе

При этом следует учитывать, что у мосфетов между Стоком и Истоком стоит встроенный диод, и при прозвонке будут показания 600-1600. Но здесь есть один нюанс: в случае, если например вы прозваниваете мосфеты на материнской плате и при первом прикосновении слышите звуковой сигнал, не спешите записывать мосфет в пробитый. В его цепях стоят электролитические конденсаторы фильтра, которые в момент начала заряда, как известно, на какое-то время ведут себя, как будто цепь замкнута накоротко.

Мосфеты на материнской плате ПК

Что и показывает наш мультиметр, в режиме звуковой прозвонки, писком, первые 2-3 секунды, а затем на экране побегут увеличивающиеся цифры, и установится единица, по мере заряда конденсаторов. Кстати по этой же причине, с целью сберечь диоды диодного мостика, в импульсных блоках питания ставят термистор, ограничивающий токи заряда электролитических конденсаторов, в момент включения, через диодный мост.

Диодные сборки на схеме

Многих знакомых начинающих ремонтников, обращающихся за удаленной консультацией в Вконтакте, шокирует — им говоришь прозвони диод, они прозваниют и сразу-же говорят: он пробитый. Тут стандартно всегда начинается объяснение, что нужно либо приподнять, выпаять одну ножку диода, и повторить измерение, либо проанализировать схему и плату, на наличие параллельно подключенных деталей, в низком сопротивлении. Таковыми часто бывают вторичные обмотки импульсного трансформатора, которые как раз и подключаются параллельно выводам диодной сборки, или иначе говоря сдвоенного диода.

Параллельное и последовательное соединение резисторов

Здесь лучше всего один раз запомнить, правило подобных соединений:

  1. При последовательном соединении двух и более деталей, их общее сопротивление будет больше большего каждой, по отдельности.
  2. А при параллельном соединении, сопротивление будет меньше меньшего каждой детали. Соответственно наша обмотка трансформатора, имеющая сопротивление в лучшем случае 20-30 Ом, шунтируя, имитирует для нас “пробитую” диодную сборку.

Конечно все нюансы ремонтов, к сожалению, в одной статье раскрыть не реально. Для предварительной диагностики большинства поломок, как выяснилось, бывает достаточно обычного мультиметра, применяемого в режимах вольтметра, омметра, и звуковой прозвонки. Часто при наличии опыта, в случае простой поломки, и последующей замены деталей, на этом ремонт бывает закончен, даже без наличия схемы, проведенный так зазываемым “методом научного тыка”. Что конечно не совсем правильно, но как показывает практика, работает, и, к счастью, совсем не так как изображено на картинке выше). Всем удачных ремонтов, специально для сайта Радиосхемы — AKV.

Инструкция по прозвонке без выпаивания

Чтобы проверить, исправен ли полевой транзистор, нужно его выпаять и прозвонить с мультиметром. Однако могут возникать ситуации, когда нужно в схеме есть несколько таких деталей и неизвестно, какие из них исправны, а какие — нет. В этом случае полезно знать, как проверить полевой транзистор мультиметром не выпаивая. В этом случае применяют проверку без выпаивания. Она даёт примерный результат.

После того, как будет определён предположительно неисправный элемент, его отсоединяют и проверяют, получив точную информацию о его работоспособности. Если он функционирует нормально, его устанавливают на прежнее место.

Проверка без выпаивания выполняется следующим образом:

  1. Перед проведением прозвонки полевого транзистора цифровым мультиметром устройство отключают от электрической розетки или от аккумуляторов. Последние вынимают из устройства.
  2. Если красный щуп соединить с истоком, а чёрный — со стоком, то можно рассчитывать, что мультиметр покажет 500 мв. Если на индикаторе можно увидеть эту или превышающую её цифру, то это говорит о том, что транзистор полностью фунукционален.
  3. В том случае, если эта величина гораздо меньше — 50 или даже 5 мв, то в этом случае можно с высокой вероятностью предположить неисправность.
  4. Если красный мультиметровый щуп переставить на затвор, а чёрный оставить на прежнем месте, то на индикаторе можно будет увидеть 1000 мв или больше, что говорит об исправности полевого транзистора. Когда разница составляет 50 мв, то это внушает опасение, что деталь испорчена.
  5. Если чёрный щуп тестера поставить на исток, а красный поместить на затвор, то для работоспособного транзистора можно ожидать на дисплее 100 мв или больше. В тех случаях, когда цифра будет меньше 50 мв, имеется высокая вероятность того, что проверяемая деталь неработоспособна.

Нужно учитывать, что выводы, получаемые без выпайки, носят вероятностный характер. Эти данные позволяют получить предварительные выводы об используемых в схеме полевых транзисторах. Для проверки их нужно выпаять, произвести проверку и установить, если работоспособность подтверждена.

Источники


  • https://msmetall.ru/instrument/proverka-mosfet-tranzistora.html
  • https://tksilver.ru/kak-proverit/kak-proverit-polevoj-tranzistor-multimetrom-ne-vypaivaya.html
  • https://kmd-mk.ru/kak-proverit-polevoy-tranzistor-multimetrom-ne-vypaivaya/

Принцип действия и устройство транзисторов — 19 Декабря 2014 — Блог

19:18:58

[b]Принцип действия и устройство транзисторов[/b]

 

Транзистором называется полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления и генерирования электрических колебаний. Он представляет собой кри­сталл, помещенный в корпус, снабженный выводами. Кристалл изготовляют из полупроводникового материала. По своим электрическим свойствам полупровод­ники занимают некоторое промежуточное положение между проводниками и не­проводниками тока (изоляторами). Небольшой кристалл полупроводникового ма­териала (полупроводника) после соответствующей технологической обработки становится способным менять свою электропроводность в очень широких преде­лах при подведении к нему слабых электрических колебаний и постоянного на­пряжения смещения. Кристалл помещают в металлический или пластмассовый корпус и снабжают тремя выводами, жесткими или мягкими, присоединенными к соответствующим зонам кристалла. Металлический корпус иногда имеет собст­венный вывод, но чаща с корпусом соединяют один из трех электродов транзи­стора.

В настоящее время находят применение транзисторы двух видов — биполяр­ные и полевые. Биполярные транзисторы появились первыми и получили наиболь­шее распространение. Поэтому обычно их называют просто транзисторами. Поле­вые транзисторы появились позже и пока используются реже биполярных.

Биполярными транзисторы называют потому, что электрический ток в них образуют электрические заряды положительной и отрицательной полярно­сти. Носители положительных зарядов принято называть дырками, отрицатель­ные заряды переносятся электронами. В биполярном транзисторе используют кри­сталл из германия или кремния — основных полупроводниковых материалов, применяемых для изготовления транзисторов и диодов. Поэтому и транзисторы называют одни кремниевыми, другие — : германиевыми. Для обоих разновидно­стей биполярных транзисторов характерны свои особенности, которые обычно учитывают при проектировании устройств.

Для изготовления кристалла используют сверхчистый материал, в который добавляют специальные строго дозированные; примеси. Они и определяют появле­ние в кристалле проводимости, обусловленной дырками (р-проводимость) или электронами (n-проводимость). Таким образом формируют один из электродов транзистора, называемый базой. Если теперь в поверхность кристалла базы ввести тем или иным технологическим способом специальные примеси, изменяющие тип проводимости базы на обратную так, чтобы образовались близколежащие зоны n-р-n или р-n-р, и к каждой зоне подключить выводы, образуется транзи­стор. Одну из крайних зон называют эмиттером, т. е. источником носителей за­ряда, а вторую — коллектором, собирателем этих носителей. Зона между эмит­тером и коллектором называется базой. Выводам транзистора обычно присваи­вают названия, аналогичные его электродам. Усилительные свойства транзистора проявляются в том, что если теперь к эмиттеру и базе приложить малое электри­ческое напряжение — входной сигнал, то в цепи коллектор — эмиттер потечет ток, по форме повторяющий входной ток входного сигнала между базой и эмит­тером, но во много раз больший по значению.

Для нормальной работы транзистора в первую очередь необходимо подать на его электроды напряжение питания. При этом напряжение на базе относи­тельно эмиттера (это напряжение часто называют напряжением смещения) долж­но быть равно нескольким десятым долям вольта, а на коллекторе относительно эмиттера — несколько вольт.

Включение в цепь n-р-n и р-n-р транзисторов отличается только полярностью напряжения на коллекторе и смещения. Кремниевые и германиевые транзисторы одной и той же структуры отличаются между собой лишь значением напряже­ния смещения. У кремниевых оно примерно на 0,45 В больше, чем у германиевых.

 

На рис. 1 показаны условные графические обозначения транзисторов той и другой структуры, выполненных на основе германия и кремния, и типовое напря­жение смещения. Электроды транзисторов обозначены первыми буквами слов: эмиттер — Э, база — Б, коллектор — К. Напряжение смещения (или, как при­нято говорить, режим) показано относительно эмиттера, но на практике напря­жение на электродах транзистора указывают относительно общего провода уст­ройства. Общим проводом в устройстве и на схеме называют провод, гальвани­чески соединенный с входом, выходом и часто с источником питания, т. е. общий для входа, выхода и источника питания.

Усилительные и другие свойства транзисторов характеризуются рядом элект­рических параметров, наиболее важные из которых рассмотрены ниже.

Статический коэффициент передачи тока базы h21Э показывает, во .сколько раз ток коллектора биполярного транзистора больше тока его базы, вызвавшего этот ток. У большинства типов транзисторов численное значение этого коэффи­циента от экземпляра к экземпляру может изменяться от 20 до 200. Есть тран­зисторы и с меньшим значением — 10…15, и с большим — до 50…800 (такие на­зывают транзисторами со сверхусилением). Нередко считают, что хорошие резуль­таты можно получить только с транзисторами, имеющими большое значение h21э. Однако практика показывает, что при умелом конструировании аппаратуры вполне можно обойтись транзисторами, имеющими h2lЭравный всего 12…20. При­мером этого может служить большинство конструкций, описанных в этой книге.

Частотными свойствами транзистора учитывается тот факт, что транзистор способен усиливать электрические сигналы с частотой, не превышающей опреде­ленного для каждого транзистора предела. Частоту, на которой транзистор те­ряет свои усилительные свойства, называют предельной частотой усиления тран­зистора. Для того, чтобы транзистор мог обеспечить значительное усиление сиг­нала, необходимо, чтобы максимальная рабочая частота сигнала была по край­ней мере в 10…20 раз меньше предельной частоты fт транзистора. Например, для эффективного усиления сигналов низкой частоты (до 20 кГц) применяют низко­частотные транзисторы, предельная частота которых не менее 0,2…0,4 МГц. Для усиления сигналов радиостанций длинноволнового и средневолнового диапазо­нов волн (частота сигнала не выше .1,6 МГц)| пригодны лишь высокочастотные транзисторы с предельной частотой не ниже 16…30 МГц.

Максимальная допустимая рассеиваемая мощность — это наибольшая мощ­ность, которую может рассеивать транзистор в течение длительного времени без опасности выхода из строя. В справочниках по транзисторам обычно указывают максимальную допустимую мощность коллектора Яктах, поскольку именно в цепи коллектор — эмиттер выделяется наибольшая мощность и действуют наибольшие ток и напряжение. Базовый и коллекторный токи, протекая по кристаллу транзи­стора, разогревают его. Германиевый кристалл может нормально работать при температуре не более 80, а кремниевый — не более 120°С. Тепло, которое выде­ляется в кристалле, отводится в окружающую, среду через корпус транзистора, а также и через дополнительный теплоотвод (радиатор), которым дополнитель­но снабжают транзисторы большой мощности.

В зависимости от назначения выпускают транзисторы малой, средней и большой мощности. Маломощные используют главным образом для усиления и преобразования слабых сигналов низкой и высокой частот, мощные — в оконеч­ных ступенях усиления и генерации электрических колебаний низкой и высокой частот. Усилительные возможности ступени на биполярном транзисторе зависят не только от того, какой он мощности, а сколько от того, какой конкретно вы­бран транзистор, в каком режиме работы по переменному и постоянному току он работает (в частности, каковы ток коллектора и напряжение между коллектором и эмиттером), каково соотношение рабочей частоты сигнала и предельной часто­ты транзистора.

   Полевой транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, в котором управление током между двумя электродами, образованным направлен­ным движением носителей заряда дырок или электронов, осуществляется элект­рическим полем, создаваемым напряжением на третьем электроде. Электроды, между Которыми протекает управляемый ток, иоСят название истока и стока, причем истоком считают тот электрод, из которого выходят (истекают) носители заряда. Третий, управляющий, электрод называют затвором. Токопроводящий участок полупроводникового материала между истоком и стоком принято назы­вать каналом, отсюда еще одно название этих транзисторов — канальные. Под действием напряжения на затворе» относительно истока меняется сопротивление канала» а значит, и ток через него.

В зависимости от типа носителей заряда различают транзисторы с n-каналом или р-каналом. В n-канальных ток канала обусловлен направленным движением электронов, а р-канальных — дырок. В связи с этой особенностью полевых тран­зисторов их иногда называют также униполярными. Это название подчеркивает, что ток в них образуют носители только одного знака, что и отличает полевые транзисторы от биполярных.

Для изготовления полевых транзисторов используют главным образом крем­ний, что связано с особенностями технологии их производства.

Рассмотрим основные параметры полевых транзисторов.

Крутизна входной характеристики S или проводимость прямой передачи тока Y21 указывает, на сколько миллиампер изменяется ток канала при изменении входного напряжения между затвором и истоком на 1 В. Поэтому значение кру­тизны входной характеристики определяется в мА/В, так же как и крутизна ха­рактеристики радиоламп. Современные полевые транзисторы имеют крутизну от десятых долей до десятков и даже сотен миллиампер на вольт. Очевидно, что чем больше крутизна, тем большее усиление может дать полевой транзистор. Но большим значениям крутизны соответствует большой ток канала. Поэтому-на практике обычно выбирают такой ток канала, при котором, о одной стороны, до­стигается требуемое усиление, а с другой — обеспечивается необходимая эконо­мичность в расходе тока.

Частотные свойства полевого транзистора, так же как и! биполярного, харак­теризуются значением предельной частоты. Полевые транзисторы тоже делят на низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные, и также для получения большого усиления максимальная частота сигнала должна быть по крайней мере в 10…20 раз меньше предельной частоты транзистора.

Максимальная допустимая постоянная рассеиваемая мощность полевого тран­зистора определяется точно так же, как и для биполярного. Промышленность выпускает полевые транзисторы малой, средней и большой мощности.

Для нормальной работы полевого транзистора на его электродах должно действовать постоянное напряжение начального смещения. Полярность напряже­ния смещения определяется типом канала (n или р), а значение этого напряже­ния — конкретным типом транзистора. Здесь следует указать, что среди полевых транзисторов значительно больше разнообразие конструкций кристалла, чем сре­ди биполярных. Наибольшее распространение в любительских конструкциях и в изделиях промышленного производства получили полевые транзисторы с так на­зываемым встроенным каналом и р-n переходом. Они неприхотливы в эксплуата­ции, работают в широких частотных пределах, обладают высоким входным сопротивлением, достигающим на низкой частоте нескольких мегаом, а на сред­ней и высокой частотах — нескольких десятков или сотен килоом в зависимости от серии. Для сравнения укажем, что биполярные транзисторы имеют значительно меньшее входное сопротивление, обычно близкое к 1…2 кОм, и лишь ступени на составном транзисторе могут иметь большее входное сопротивление. В этом со-состоит большое преимущество полевых транзисторов перед биполярными.

На рис. 2 показаны условные обоз­начения полевых транзисторов со встроенным каналом и р-переходом, а также указаны и типовые значения напряжения смещения. Выводы обо­значены в соответствии с первыми буквами названий электродов. Харак­терно, что для транзисторов с р-кана­лом напряжение на стоке относитель­но истока должно быть отрицатель­ным, а на затворе относительно исто­ка — положительным, а для транзистора с n-каналом — наоборот.

В промышленной аппаратуре и реже в радиолюбительской находят так­же применение полевые транзисторы с изолированным затвором. Такие транзи­сторы имеют еще более высокое входное сопротивление, могут работать на очень высоких частотах. Но у них есть существенный недостаток — низкая электриче­ская прочность изолированного затвора. Для его пробоя и выхода транзистора из строя вполне достаточно даже слабого заряда статического электричества, ко­торый всегда есть на теле человека, на одежде, на инструменте. По этой причине выводы полевых транзисторов с изолированным затвором при хранении следует связывать вместе мягкой голой проволокой, при монтаже транзисторов руки и инструменты нужно «заземлять», используют и другие защитные мероприятия.

Литература: Васильев В.А. Приемники начинающего радиолюбителя (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1072)

 

 

 

Полевые транзисторы с изолированным затвором обедненного типа — КиберПедия

Навигация:

Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные

Топ:

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов…

Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из по­вторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует…

Интересное:

Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все…

Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является. ..

Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья…

Дисциплины:

Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 14Следующая ⇒

Полевые транзисторы с изолированным затвором не используют р-n-переход. Вместо него применяет­ся металлический затвор, который электрически изолирован от полупроводникового канала тонким слоем окисла. Это устройство известно как полевой транзистор на основе структуры металл-окисел-полупроводник (МОП транзистор).

Существуют два типа таких транзисторов: уст­ройства n-типа с n-каналами и устройства p-типа с p-каналами. Устройства n-типа с га-каналами назы­ваются устройствами обедненного типа, так как они проводят ток при нулевом напряжении на затворе. В устройствах обедненного типа электроны являют­ся носителями тока до тех пор, пока их количество не уменьшится благодаря приложенному к затвору смещению, так как при подаче на затвор отрица­тельного смещения ток стока уменьшается. Устрой­ства р-типа с p-каналами называются устройствами обогащенного типа. В устройствах обогащенного типа поток электронов обычно отсутствует до тех пор, пока на затвор не подано напряжение смеще­ния. Хотя полевые транзисторы обедненного типа с р-каналом и транзисторы обогащенного типа с n-каналом и существуют, они обычно не исполь­зуются.

рис. 11.26

На рис. 11.26 изображено сечение полевого тран­зистора обедненного типа с n-каналом. Он образо­ван имплантацией n-канала в подложку р-типа. После этого на канал наносится тонкий изолирую­щий слой двуокиси кремния, оставляющий края канала свободными для подсоединения выводов — стока и истока. После этого на изолирующий слой наносится тонкий металлический слой. Этот ме­таллический слой служит затвором. Дополнитель­ный вывод подсоединяется к подложке. Металли­ческий затвор изолирован от полупроводникового канала, так что затвор и канал не образуют p-n-переход. Металлический затвор используется для уп­равления проводимостью канала так же, как и в полевом транзисторе с p-n-переходом.

Схематические обозначения МОП транзисторов обедненного типа с n-каналом и с р-каналом показа­ны на рис. 11.27. Заметим, что вывод затвора отде­лен от выводов стока и истока. Стрелка, направлен­ная к подложке, указывает, что этот транзистор име­ет канал n-типа. У транзисторов с каналом p-типа стрелка направлена от подложки. В некоторых МОП транзисторах подложка соединена внутри транзис­тора с истоком, и они не имеют отдельного вывода подложки.

Рис. 11.27

На рис. 11.28 изображен полевой транзистор с изолированным затвором и каналом n-типа, к кото­рому приложены напряжения смещения.

рис. 11.28

Напряжение сток-исток (Еси) должно всегда при­кладываться таким образом, чтобы сток имел поло­жительный потенциал по отношению к истоку, как и в полевом транзисторе с p-n-переходом. В канале n-типа основными носителями являются электроны, которые обеспечивают ток стока (Iс), протекающий от истока к стоку. Величиной тока стока управляет напряжение смещения (Ези), приложенное между затвором и истоком, как и в полевом транзисторе с p-n-переходом. Когда напряжение на затворе равно нулю, через устройство течет заметный ток стока, так как в канале имеется большое количество ос­новных носителей (электронов). Когда на затворе появляется отрицательный потенциал по отношению к истоку, ток стока уменьшается вследствие обед­нения основных носителей. Если отрицательный по­тенциал достаточно велик, то ток стока падает до нуля. Основное различие между полевыми транзи­сторами с р-п-переходом и полевыми транзисторами с изолированным затвором состоит в том, что на затворе полевого транзистора с изолированным за­твором может также быть и положительный потен­циал по отношению к истоку. В полевом транзисто­ре с p-n-переходом этого сделать нельзя, так как в этом случае p-n-переход затвор-канал будет смещен в прямом направлении.

Когда напряжение на затворе полевого МОП тран­зистора обедненного типа положительно, изолиру­ющий слой из двуокиси кремния предотвращает ка­кой-либо ток через затвор. Входное сопротивление остается высоким и в канале появляется больше носителей (электронов), что увеличивает его прово­димость. Положительное напряжение на затворе может быть использовано для увеличения тока сто­ка МОП транзистора, а отрицательное напряжение на затворе может быть использовано для уменьшения тока стока. Поскольку отрицательное напря­жение подается на затвор для обеднения n-канала МОП транзистора, он называется устройством обед­ненного типа.

МОП транзисторы с p-каналом работают точно так же, как и транзисторы с n-каналом. Разница толь­ко в том, что основными носителями являются дыр­ки. Вывод стока имеет отрицательный потенциал по отношению к истоку, и ток стока течет в проти­воположном направлении. Потенциал затвора мо­жет быть как положительным, так и отрицатель­ным по отношению к истоку.

МОП транзисторы обедненного типа как с n-каналом, так и с p-каналом являются симметричны­ми. Выводы стока и истока можно поменять места­ми. В специальных случаях затвор может быть сме­щен от области стока для того, чтобы уменьшить емкость между затвором и стоком. В случае, когда затвор смещен, выводы стока и истока нельзя поме­нять местами.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого…

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни. ..

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим…

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций…


Распиновка транзисторов

: подробное руководство

О распиновке транзисторов, Электрическая цепь представляет собой комбинацию различных электрических устройств. Одним из таких электрических устройств является транзистор.

Транзистор является неотъемлемой частью электрической цепи. Его функция заключается в преобразовании слабого сигнала из цепи с низким сопротивлением в цепь с высоким сопротивлением. Выводы — это компоненты транзистора, и в этой статье мы попытаемся обсудить, как они помогают транзистору выполнять свои функции.

Содержание

  • Определение расписаний транзистора
  • Идентификация транзисторных контактов
  • Транзисторные расчет-подключение транзистора с цепью
  • Свод

Определение транзистора

. из трех компонентов. И они включают Базу, Коллектор и Излучатель. Эти три компонента представляют собой распиновку транзистора, а эмиттер является первой распиновкой и отвечает за выход транзистора.

Далее следует База, которая является центральным компонентом транзистора. А База отвечает за контроль стоимости, а также получает подключение к подаче. Последняя часть — коллектор. Это самый большой компонент транзистора. Из-за своего размера он имеет наибольшее количество носителей в транзисторе.

 

Идентификация выводов транзисторов

 

Силовые транзисторы

 

Примером наиболее распространенных проблем, с которыми сталкиваются профессионалы при проектировании схем, является определение соединений контактов во многих устройствах. К таким устройствам относятся транзисторы, TRIAC, SCR и многие другие устройства. Многим техническим специалистам приходится полагаться на такие источники, как таблицы данных, чтобы найти правильные соединения контактов и улучшить соединение в цепи.

В этом разделе основное внимание уделяется руководству по идентификации контактов транзисторов;

 

Биполярный транзистор (BJT)

 

Транзисторы обычно бывают двух типов: NPN или PNP. Эти два типа транзисторов обычно доступны в пластиковом или металлическом корпусе. При пластиковом корпусе транзистор имеет плоскую лицевую сторону, а расположение выводов последовательное. Идентифицируя штифты, поверните плоскую сторону к себе и начните считать штифты.

Чаще всего у транзисторов NPN первый контакт является коллектором, второй контакт — базой, а третий контакт — эмиттером. Таким образом, конфигурация CBE.

 

Биполярный транзистор

 

Однако с PNP-транзисторами дело обстоит наоборот. Первый контакт — эмиттер, второй — база, а последний — коллектор.

Когда транзистор имеет металлический корпус, расположение выводов круглое. Чтобы определить контакты в этой ситуации, найдите язычок на ободе транзистора. Для NPN-транзисторов ближайший к вкладке контакт — это эмиттер. Штифт напротив эмиттера — это коллектор, а тот, что посередине — это база.

С транзистором PNP дело обстоит наоборот. Ближайший к вкладке пин — это Коллектор, а тот, что напротив него, — это Излучатель, а пин посередине — это База.

Примечание. В некоторых случаях возможны изменения. Однако в большинстве случаев это именно та конфигурация, которую вы найдете.

Полевой транзистор (FET)

 

Полевой транзистор

   

Полевой транзистор обычно имеет изогнутую сторону. Пытаясь идентифицировать штифты, убедитесь, что изогнутая сторона обращена к вам. Затем начните считать булавки в обратном направлении. Первый контакт считается истоком, следующий — гейтом, а последний — стоком.

 

Металлооксид-полупроводниковый полевой транзистор (MOSFET)

 

Как и полевой транзистор, MOSFET использует компоновку G, D и S, что означает затвор, сток и исток. Чтобы определить контакты в MOSFET, убедитесь, что лицевая сторона обращена к вам, начните считать контакты с левой стороны на правую. Вы обнаружите, что расположение штырьков — Источник, Слив и Ворота.

 

Полевой транзистор на основе оксида металла

 

Однако такое расположение также не является неприкосновенным, поэтому рекомендуется свериться со спецификацией полевого МОП-транзистора, чтобы подтвердить идентификацию.

Транзисторные распучки-биполярный транзистор-транзистор для затвора. GN2470. Теперь вам нужно держать приподнятую часть к себе. В этом положении катодом является средний, который обычно короче. Штифт справа — это Излучатель, а слева — Врата.

 

Выводы транзистора — Фототранзистор

 

С таким практичным фототранзистором, как L14G2, вам нужно держать транзистор, позволяя поверхности с кривизной быть обращенной к вам, и начинать счет. Первый штырек с этого направления — коллектор, второй — излучатель, а последний — база.

 

Выводы транзистора — подключение транзистора к цепи

 

A Принципиальная схема, включая транзистор

 

Вне зависимости от типа транзистора способ подключения одинаков. Компоненты, необходимые для подключения, включают транзистор 2N3906, резистор на 330 Ом, светодиод, разомкнутый переключатель и двойной источник питания постоянного тока или 5 батареек типа АА.

Соединение начинается с эмиттера, с соединения +3В. Затем вы подключаете открытый переключатель к базе транзистора и подключаете светодиод к базе транзистора. Открытый переключатель управляет транзистором, который, в свою очередь, управляет светодиодом.

 

Резюме

 

Идентификация контактов в транзисторе — простой процесс. Однако этот процесс отличается для каждого типа установки транзистора. Если у вас есть дополнительные вопросы, посетите наш веб-сайт.

 

Что такое транзистор? Подробное руководство по транзистору

Сегодня в этом посте я расскажу обо всем, что связано с транзистором, включая определение транзистора, символ, работу, характеристики, типы и области применения.

Давайте сразу приступим.

Определение:

Транзистор — это электронное устройство, которое содержит три вывода: эмиттер, базу и коллектор. Небольшой ток на одной клемме используется для создания большого тока на остальных клеммах. Транзисторы в основном используются для коммутации и усиления. Транзистор содержит два PN-перехода, то есть переход коллектор-база с обратным смещением и переход эмиттер-база с прямым смещением.

Символ:

На следующем рисунке показан электронный символ транзистора.

Работа:

Работа транзистора напрямую связана с движением электронов и дырок.

A: Работа BJT

В транзисторе NPN, когда транзистор находится в выключенном состоянии и ток на стороне базы отсутствует, отверстия на клемме базы действуют как барьер и предотвращают движение электронов от эмиттера. к коллекторному терминалу.

Однако, когда мы прикладываем положительное напряжение к базовой клемме, электроны будут поступать от эмиттера к базовой клемме и объединяться с отверстиями, имеющимися в базовой клемме. Избыточные электроны, которые не соединяются с дырками, затем попадут на клемму коллектора и откроют транзистор. Следовательно, небольшой ток на выводе базы будет вводить большой ток на выводах эмиттера и коллектора. Это явление используется для усиления.

И транзистор также действует как переключатель. Когда на базовом выводе нет тока, на остальных клеммах ток не будет, что позволяет транзистору оставаться в выключенном состоянии. Однако небольшой ток на базовом выводе приведет к большому току. Следовательно, базовый ток отвечает за включение и выключение транзистора и заставляет его работать как переключатель.

B: Работа полевого транзистора

Чтобы понять работу полевого транзистора, мы возьмем полевой транзистор, который далее делится на два типа: N-канальный полевой транзистор и P-канальный полевой транзистор. Мы рассмотрим работу N-Channel JFET.

На следующем рисунке показана конструкция N-канального полевого транзистора JFET, где вывод затвора изготовлен из материала P-типа, образующего PN-переход с обратным смещением. Этот переход создает обедненную область вокруг вывода затвора в отсутствие внешнего напряжения.

При отсутствии внешнего напряжения (VG = 0) на клемме затвора и небольшом напряжении (VDS), приложенном к клеммам истока и стока, это позволяет максимальному току насыщения (IDSS) протекать через канал от контакта стока к истоку, которому мешает обедненная область, образованная вокруг соединений.

Когда вы подаете небольшое отрицательное напряжение на вывод затвора, это приводит к увеличению размера обедненной области и, следовательно, к уменьшению площади канала и протеканию тока.

Более отрицательное напряжение на выводе затвора увеличит область обеднения и еще больше уменьшит ширину канала до такой степени, что ток между выводами истока и стока перестанет течь. Напряжение, при котором ток между выводами истока и стока отсутствует, называется напряжением «защемления».

Так работает JFET. Управляя входным напряжением на выводе затвора, он будет управлять протеканием тока между выводами стока и истока, поэтому его называют устройством, управляемым напряжением.

Характеристики:

Транзистор представляет собой устройство с тремя выводами, в котором небольшой ток на одном выводе используется для создания большого тока на остальных выводах.

Кривая характеристик транзистора представляет собой соотношение между электрическим напряжением и электрическим током устройства.

В зависимости от конфигурации схемы кривые характеристик транзисторов делятся на три основных типа:

1: Кривая входной характеристики:

Кривая входной характеристики демонстрирует любые изменения, которые происходят во входном электрическом токе из-за изменения во входном электрическом напряжении при наличии постоянного выходного напряжения.

2: Кривая выходной характеристики:

Кривая выходной характеристики представляет собой график между выходным напряжением по оси Y и выходным током по оси X при постоянном входном токе.

3: Кривая характеристики передачи тока:

Эта кривая представляет изменение выходного тока из-за входного тока при неизменном выходном напряжении.

Типы:

Транзисторы делятся на два основных типа:

1: BJT (биполярные транзисторы)

2: FET (полевые транзисторы)

1: BJT (биполярные транзисторы) 5090 Junction 2090 транзисторы (объясненные в моем предыдущем посте) являются устройствами, управляемыми током, и далее делятся на два типа.

A: NPN-транзистор

NPN-транзистор — это тип BJT-транзистора, в котором основными носителями заряда являются электроны, а дырки — неосновные носители. В этом типе транзистора, когда напряжение подается на вывод базы, это позволяет току течь от коллектора к выводу эмиттера.

B: PNP-транзистор

PNP-транзистор — это тип BJT-транзистора, в котором дырки являются основными носителями заряда, а электроны — неосновными. При подаче напряжения на клемму базы ток начинает течь от эмиттера к клемме коллектора.

2: FET (полевые транзисторы)

FET-транзисторы представляют собой устройства, управляемые напряжением, которые подразделяются на два основных типа.

A: JFET

Полевой транзистор с распределительным затвором представляет собой тип полевого транзистора, представляющего собой полупроводниковое устройство, в основном используемое для изготовления усилителей и переключателей с электрическим управлением. Это устройство, управляемое напряжением, потому что ему не требуется ток смещения, чтобы запустить работу транзистора.

B: МОП-транзистор

MOSFET расшифровывается как Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor , тип полевого транзистора, который изготовлен из контролируемого окисления полупроводника. Здесь терминал затвора управляет потоком тока.

Применение:

  • Транзисторы в основном используются для коммутации и усиления.
  • Обычно он используется во встроенных проектах для целей переключения, вам следует взглянуть на транзистор как на переключатель.
  • Используется при создании интегральных схем, которые в дальнейшем используются для разработки процессоров.
  • Используется в логических элементах и ​​логарифмических преобразователях.
  • Используется для радиопередачи и обработки сигналов.

Надеюсь, у вас есть четкое представление о транзисторе. Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете оставить свои комментарии в разделе ниже, я буду рад помочь вам, чем смогу. Спасибо за прочтение статьи.

Хотите продолжить чтение статей от DesignSpark?

Станьте участником, чтобы бесплатно получить неограниченный доступ ко всему контенту DesignSpark!

Зарегистрируйтесь, чтобы стать участником

Уже являетесь участником DesignSpark? Логин

Поделиться этой записью

thumb_upМне нравится star_borderПодписаться на статью

Привет, я студент электротехнического факультета. Сейчас работаю в магазине электроники. Я работаю там на электрических компонентах. Там я узнаю много полезных практических концепций. С другой стороны, я даю онлайн-обучение некоторым старшеклассникам. Я люблю электрические и электронные устройства и планирую получить степень магистра в области электроники.

Рекомендуемые статьи

транзисторов должно быть легко! — W7R Tech

Имейте в виду, что представленная здесь информация представляет собой обзор транзисторов в общем смысле. Анализ транзисторных цепей (основной), который является частью микроэлектроники, требует понимания основ электрических цепей, а также значительного опыта решения схем с использованием моделей эквивалентных схем (множество диаграмм и математики). Если вы хотите узнать подробности, мой лучший совет — посмотрите онлайн-лекции, которые читают университетские профессора, например, на канале rolinychupetin на YouTube. Эти онлайн-видео и учебные пособия длинные и подробные. Я настоятельно рекомендую начать с видео BJT.


История и введение транзисторов

Транзистор — это компонент, которому уже 60 лет, и который сделал компьютерные технологии такими, какими они являются сегодня. Первый транзистор был изобретен в 1947 году Уильямом Брэдфордом Шокли, Джоном Бардином, Уолтером Бриттеном. (Подробнее об истории транзисторов).

Важность устройства заключалась в том, что это был первый электронно-управляемый резистор . Итак, вы можете представить себе, что транзистор похож на резистор из углеродной пленки с ползунковым переключателем 9.0003

Сегодня транзисторы используются в компьютерах, роботах и ​​многих других устройствах, основанных на логике. Транзисторная логика реализуется путем объединения поведения нескольких транзисторов, подобного переключателю.

Интересный факт : Название «Транзистор» произошло от «Трансформирующий резистор». Удивительно, но транзистор действительно является резистором, который меняет значение своего сопротивления в зависимости от входного сигнала.


Биполярный транзистор



Биполярный транзистор с помеченными контактами (E, B и C). Сторона, обращенная к вам, считается обратной стороной транзистора, у которого есть форма полукруга. На лицевой стороне есть числа (обычно написанные белыми чернилами), которые используются для поиска листов данных, прилагаемых к конкретному транзистору.

Транзистор с биполярным переходом (BJT)
имеет только 3 металлических контакта :
  1. Эмиттер (E)
  2. Основание (В)
  3. Коллектор (С)
Транзисторы обычно имеют
2 основные функции :
  1. Переключатель
  2. Ампер

Что такое переключатель или усилитель ? Попробуйте определить их сами, прежде чем читать дальше, чтобы заставить себя задуматься.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ — это устройство, позволяющее переключать значения с включенного на выключенное. Это также известно как переключение. Например, светильники в вашей спальне, их может быть 9.0021 ВКЛ или ВЫКЛ (два разных значения). Значения ВКЛ/ВЫКЛ также называются «состояниями» или, точнее, «логическими состояниями», где ВКЛ означает «Истина» (например, «Да»), а «ВЫКЛ» означает «Ложь» (например, «Нет»).


AN AMP — это устройство, которое увеличивает уже определенное значение. Простой amp — гитарный усилитель. Обратите внимание, что amp — это начало слова «усилитель».

Если немного подумать, переключатель является примером очень экстремального усилителя. Коммутатор — это «абсолютный» усилитель. Я имею в виду, что 9Переключатель 0021 обычно представляет собой 2 значения , которые являются крайними значениями друг друга (ВКЛ или ВЫКЛ). Усилитель можно использовать как для повышения точности, так и для искажения точности значения. Чем мягче звучит гитара, тем труднее ее будет услышать.

Резюме №1:                     ~ все ответы в конце сообщения
 a. Усилитель используется для _____ уже существующего значения.
б. Переключатель обычно имеет только ____ значений.
гр. Стандартный транзистор имеет ___ металлических контактов.

Транзисторы: NPN и PNP
Существует два подтипа транзисторов с биполярным переходом: NPN (слева), и PNP (справа).

NPN


PNP

NPN stands for «Negative Positive Negative»!
PNP означает «Положительный Отрицательный Положительный»!

По порядку, биполярные переходные транзисторы с 3 металлическими штырями (также известными как выводы) можно запомнить по E. B.C.  = » E at  B ig  C ookies».

Разница между транзисторами NPN и PNP заключается в направлении протекания электричества (тока). На изображениях выше видно, что снизу вверх контакты NPN — это EBC E и B ig 9).0021 C OOKIES «) и PNP PINS -CBE ( Обратный заказ ).

PNP = Points in Good
NPN = не указывает на


. B или BASE вывод транзистора всегда находится между C (коллектор) и E (эмиттер). к эмиттеру

При покупке стандартных транзисторов JFET, как NPN, так и PNP, храните транзисторы NPN и PNP в отдельных маркированных пакетах . Очень сложно, утомительно и даже неприятно разбирать смешанную группу JFET (PNP и NPN). Итак, когда вы покупаете транзисторы, купите НАБОР NPN (может быть, 20 или около того) и держите их все вместе, в дополнение к НАБОРУ PNP (20 будет достаточно для основы).

Резюме № 2:
а. Буква «е» означает ______.
б. Буква «б» означает ______. 903:20 с. Буква «с» означает ______.
д. Базовый штифт всегда находится между штырьком ______ и штырьком ______.
эл. НПН означает ___________________.


ЧАСТЬ 3: Транзисторы будут различаться

Транзисторы в основном различаются по следующим параметрам:

   -размер (подумайте о крошечных транзисторах в вашем компьютере)!

   -форма

   -работа

   -ориентация контактов

   -уровень напряжения

Транзисторы идут в  высокое напряжение из и l форма низкого напряжения.
Транзисторы для низкого напряжения (JFET), как правило, меньше, чем транзисторы для высокого напряжения (MOSFET).

JFET обозначает J соединение F поле- E эффект T ранзистор.


Транзистор JFET

MOSFET обозначает 1 2 металл M M0022 xide S emiconductor F ield E ffect T ransistor

Знаете ли вы, что микропроцессоры (CPU * ) содержат миллионы/миллиарды микроскопических2 транзисторов? Свежее напоминание: транзисторы — это просто специальные резисторы.

Это не только правда, но и чрезвычайно важная часть компьютера . Микропроцессор (миллионы транзисторов и другой микроэлектроники) отвечает за ЛОГИКА и ВЫЧИСЛЕНИЯ (Обработка).

* Технически ЦП означает центральный процессор, который является частью микропроцессора, поэтому термины не эквивалентны (технически). Однако в реальном мире люди используют термины ЦП и микропроцессор как синонимы.

Поскольку транзисторы могут действовать как переключатели, комбинации этих переключателей/транзисторов могут использоваться для представления данных. При правильном сочетании транзисторы могут работать вместе как вентили И, ИЛИ и НЕ (логика AOI). AOI расшифровывается как And Or Invert. Подробнее об АОИ и логике позже.

TTL = транзисторно-транзисторная логика
RTL = резисторно-транзисторная логика
DTL = диодно-транзисторная логика

Средний дискретный транзистор (как биполярный, так и полевой) имеет длину около 1,5 см. Теперь, , можете ли вы представить себе, как можно втиснуть миллионы/миллиарды транзисторов в ЦП (центральный процессор), размер которого составляет всего один квадратный дюйм?!

Центральный процессор (ЦП)

Если бы не транзисторы, вы бы сейчас не читали это на моем сайте.

Резюме № 3:
a. __________ полагаются на транзисторы для выполнения логических операций
b. Что означает ГДС?
в. MOSFET расшифровывается как Metal-Oxide-___1c____-Field-___2c____-____3c_____.
д. JFET означает _____________.
эл. ТТЛ означает ____________.

Итоговый отчет:
а. «Транзистор», от какого оригинального названия произошел сам термин. _____1а____ _____2а____
б. Транзисторы с биполярным переходом часто обозначают _____.
в. У транзисторов две основные работы: __________ и _________.

Следующие видео являются одними из ЛУЧШИХ ВИДЕО УРОКОВ ТРАНЗИСТОРА в Интернете0320 Транзисторный компонент KPSec
Говорящая электроника: PNP или NPN
Транзисторные схемы KPSec

Резюме #1 Ответы:
a. увеличение; усилить
б. 2
в. 3

Резюме #2 Ответы:
a. излучатель
б. база
в.  коллектор
d. коллектор, эмиттер
e. отрицательный положительный отрицательный

Резюме #3 Ответы:
а. компьютеры
б. Ворота, Слив, Источник
c. Металл-оксид-полупроводник(1)-Полевой эффект(2)-Транзистор(3)
d. Переходной полевой транзистор
e. Транзисторно-транзисторная логика

Итоговые ответы:
a. Трансформатор(1) Резистор(2)
b. БДТ
в. усиление и переключение

Как найти коллектор, эмиттер и базу транзистора с помощью мультиметра?

Транзисторы — это полупроводники, используемые для переключения или усиления мощности и сигналов в современных электрических или электронных схемах и устройствах. Транзистор обычно имеет три вывода или клеммы: эмиттер, базу и коллектор. Итак, как найти коллектор, эмиттер и базу транзистора?

Как найти коллектор, эмиттер и базу транзистора?

Коллектор, эмиттер и базу транзистора можно найти как с помощью мультиметра, так и без него. Метод мультиметра является общим и работает для каждого типа транзистора без поиска определенных характеристик в транзисторе.

Идентификация 3-контактного транзистора с помощью мультиметра (PNP)

  1. Возьмите мультиметр и убедитесь, что красный кабель подключен к розетке напряжения, а черный кабель подключен к ком.
  2. Установите мультиметр в режим диода , перемещая колесо выбора до тех пор, пока оно не достигнет символа диода.
  3. Используйте красный и черный щупы мультиметра для проверки первого вывода транзистора.
  4. Подсоедините черный щуп к среднему контакту, а затем красный щуп к первому контакту и дождитесь показаний мультиметра.
  5. Запишите показание, которое появилось , и относитесь к нему как к показанию первого контакта « P-N ».
  6. Переместите красный щуп к штифту на другой стороне , удерживая черный щуп посередине.
  7. Обратите внимание на показание второго контакта и запишите его « N-P ».
  8. Основание легче всего идентифицировать, потому что это P-тип  штифт , тот, что посередине.
  9. Контакт с самым высоким напряжением является эмиттером , а оставшийся контакт или контакт с самым низким напряжением является коллектором.

Определение 3-контактного транзистора с помощью мультиметра (NPN)

  1. Возьмите мультиметр и убедитесь, что красный кабель подключен к разъему напряжения , а черный кабель подключен к ком.
  2. Установите мультиметр в режим диода, перемещая колесо выбора до тех пор, пока оно не достигнет символа диода.
  3. Используйте красный и черный щупы мультиметра для проверки первого вывода транзистора.
  4. Подсоедините красный щуп к среднему контакту, а затем черный щуп к первому контакту и дождитесь показаний мультиметра.
  5. Запишите показания, которые появились , и относитесь к ним как к показаниям первого контакта, « НП ».
  6. Переместите черный щуп к штифту на другой стороне , удерживая красный щуп на среднем.
  7. Обратите внимание на показание второго контакта и запишите его « P-N ».
  8. Базу легче всего идентифицировать, потому что это N-тип  штифт , тот, что посередине.
  9. Контакт с самым высоким напряжением является эмиттером , а оставшийся контакт или контакт с самым низким напряжением является коллектором.

Как отличить транзисторы PNP и NPN?

Чтобы различить транзисторы PNP и NPN или транзисторы с биполярным переходом, необходимо использовать мультиметр . Сначала возьмите щупы мультиметра (черный и красный кабели), поместите черный щуп на средний контакт транзистора, а затем наденьте красный щуп на любой из контактов по бокам.

Если он показывает показания, то это PNP-транзистор; вы также можете поместить красный щуп на средний контакт транзистора  , а затем наденьте черный щуп на любой из контактов сбоку. Если он показывает показания, это NPN-транзистор, но оба контакта сбоку должны показывать показания, независимо от того, был ли это транзистор PNP или NPN.

Связанные чтения:

Почему у потенциометра 2, 3 и 6 ножек?…

Как определить переключатель под напряжением?

Как идентифицировать провода в трехпозиционном переключателе?

Как определить переключатель под напряжением? Легкая вещь!

Как определить линию и провод нагрузки? – 4 способа

Могу ли я использовать Ethernet и питание в одном кабелепроводе?

Источник

Идентификационный транзистор с 3 контактами без мультиметра (PNP или NPN)

Биполярный транзистор может иметь NPN или PNP, а также пластиковый или металлический корпус. Процесс идентификации отличается от транзистора в пластиковом корпусе до транзистора в металлическом корпусе, например:

В пластиковом корпусе

Транзисторы в пластиковом корпусе имеют две стороны, первая сторона плоская и называется передней стороной , а вторая вогнутая и называется задней стороной. Итак, поэтому первое, что нужно сделать, это положить резистор на его заднюю сторону, где его лицевая сторона будет обращена к вам, затем пометить выводы цифрами.

Если начать с правой стороны, то первый вывод — это коллектор, второй вывод — база, а третий вывод — эмиттер ; Между тем, если вы начали с левой стороны, то первый контакт — это эмиттер, второй — база, а третий — коллектор, и это применимо, если у вас есть транзистор NPN .

Если у вас есть PNP-транзистор и вы начинаете с правой стороны, первый контакт — коллектор, второй — база, а третий — эмиттер ; между тем, если вы начнете с левой стороны, первый вывод будет коллектором, второй вывод — базой, а третий вывод — эмиттером.

В металлическом корпусе

Транзисторы в металлическом корпусе имеют круглую форму; в ободке корпуса есть метчик; в зависимости от ближайшего к нему вывода мы можем идентифицировать выводы транзистора . Если у вас есть транзистор NPN , ближайший к вкладке контакт — это эмиттер, средний контакт — это база, а последний — коллектор; между тем, если у вас есть транзистор PNP .

Ближайший к вкладке контакт — коллектор, средний — база, третий — эмиттер ; однако конфигурация контактов не является стандартной для каждого транзистора в металлическом корпусе; он может отличаться в зависимости от модели транзистора. Ниже приведена таблица, по которой вы можете определить, какая у вас модель и какая у нее конфигурация:

Вывод

Подводя итог, вы можете определить коллектор, эмиттер и базу транзистора как с помощью мультиметра, так и без него . Чтобы использовать мультиметр, вы должны получить свой мультиметр, установить его в режим диода и убедиться, что красный щуп подключен к напряжению, а черный щуп подключен к com ; затем выполните следующие действия для транзистора PNP :

  1. Используйте красный и черный щупы мультиметра для проверки первого вывода транзистора.
  2. Подсоедините черный щуп к среднему контакту, а затем красный щуп к первому контакту и подождите, пока на мультиметре не появятся показания.
  3. Запишите появившееся показание и назовите его показанием первого контакта « P-N ».
  4. Переместите красный щуп к штифту на другой стороне, удерживая черный щуп посередине.
  5. Наблюдайте за показаниями второго вывода и запишите его « N-P ».
  6. Базу легче всего идентифицировать, потому что это штифт P-типа , расположенный посередине.
  7. Вывод с самым высоким напряжением является эмиттером, а оставшийся вывод или вывод с наименьшим напряжением — коллектором.

Между тем, для транзистора NPN , вы выполните аналогичные шаги, но будут некоторые отличия из-за другого расположения выводов транзистора:

  1. Используйте красный и черный щупы мультиметра для проверки первого вывода транзистора.
  2. Подсоедините красный щуп к среднему контакту, а затем черный щуп к первому контакту и подождите, пока на мультиметре не появятся показания.
  3. Запишите появившееся показание и назовите его показанием первого контакта « N-P ».
  4. Переместите черный щуп к штифту с другой стороны, оставив красный щуп на среднем.
  5. Наблюдайте за показаниями второго контакта и запишите его « P-N ».
  6. Основание легче всего определить, потому что это штифт N-типа , расположенный посередине.
  7. Вывод с самым высоким напряжением является эмиттером, а оставшийся вывод или вывод с наименьшим напряжением — коллектором.

Мухаммад Ясир

Я амбициозный и миролюбивый человек, который всегда стремится стать лучше и узнать больше. Я люблю читать и писать, письмо помогает мне очистить свой разум и лучше думать. Одним из моих увлечений являются проекты «сделай сам», я люблю делать все сам, и мне так приятно учить других людей тому, что знаешь ты. Помощь людям делает из вас великого человека.

Транзистор | Викитроника | Fandom

Изобретение транзистора было сделано великими американскими учеными мистером Вардоном и мистером Брадоном. в 1947 году. После изобретения транзистора в области электроники произошла настоящая революция. Он (транзистор) представляет собой полностью электронное устройство, которое обычно изготавливается из полупроводниковых материалов германия или кремния. В чистом состоянии полупроводник обычно не является проводником. Добавляя два типа примесей, мы получаем два типа полупроводников:

  • Полупроводник N-типа.
  • Полупроводник P-типа.

Добавив полупроводник типа P и N, можно получить соединение и устройство, называемое диодом. В транзисторе два перехода, поэтому он называется бипереходным или биполярным транзистором. В транзисторе действительно есть два перехода, один из которых обеспечивает очень низкое сопротивление для протекания тока, а другой обеспечивает очень высокое сопротивление. Один транзистор передает ток от низкого сопротивления к высокому сопротивлению, по этой причине он называется передачей резистора или транзистора. По конструкции различают два типа транзисторов.

  • Тип P-N-P
  • Тип N-P-N.

Оба типа имеют три вывода, а именно эмиттер, базу и коллектор. Терминал, который излучает заряд, называется эмиттером, а тот, который собирает заряд, называется коллектором. Средний слой между эмиттером и коллектором называется базой, которая образует два перехода, один с эмиттером, а другой с коллектором, переход между базой и эмиттером называется эмиттерным переходом, и этот между базой и коллектором называется коллекторным переходом. Функция базы заключается в контроле тока коллектора.

  • 1 Транзистор типа P-N-P
  • 2 Транзистор N-P-N
  • 3 Идентификация транзисторов N-P-N и P-N-P
    • 3.1 Идентификация германиевого или кремниевого транзистора
    • 3.2 Идентификация поврежденного транзистора
  • 4 Проверка транзистора, установленного в цепи
    • 4. 1 Работа транзистора P-N-P

Транзистор типа P-N-P[]

Он состоит из двух слоев P-типа и одного слоя N-типа. В этом типе мы добавляем два слоя P-типа с двумя сторонами слоя N-типа. Таким образом, мы получаем переход P-N и другой переход NP, мы можем сравнить транзистор P-N-P с двумя диодами, которые соединены полупроводниками типа NN, между двумя диодами, один из которых называется эмиттерно-базовым диодом или эмиттерным диодом, а другой называется коллекторной базой или коллекторным диодом. На рисунке 1 (а) показаны два перехода транзистора P-N-P. На рис. l(b) представлено условное изображение транзистора P-N-P, а на рис. l(a) представлена ​​эквивалентная схема транзистора. В символическом изображении транзистора P-N-P стрелка направлена ​​внутрь.

Транзистор N-P-N[]

Он состоит из двух слоев полупроводника N-типа и одного P-типа. При этом между двумя слоями полупроводника N-типа находится слой материала P-типа, свойства транзистора N-P-N этого типа полностью противоположны транзистору P-N-P. На рис. LLK ig 2(c) показана диодная эквивалентная схема транзистора N-P-N. На символическом изображении транзистора N-P-N стрелка направлена ​​наружу.

P-N-P и N-P-N оба транзистора изготовлены из кремния и германия с низкими проводниками. Транзисторы, изготовленные из кремниевых полупроводников, называются кремниевыми транзисторами, а германиевые полупроводники называются германиевыми полупроводниками. Германиевые транзисторы всегда имеют металлический корпус, тогда как кремниевые транзисторы могут быть как в металлическом, так и в кварцевом корпусе. В настоящее время широко используются кремниевые транзисторы, на это есть много причин. Основная причина заключается в том, что выходная мощность транзистора Ge ниже, чем у кремниевого транзистора. Кремниевый (Si) транзистор может дать выходную мощность до 25 Вт, тогда как германиевый (Ge) транзистор не может дать такой высокой мощности. Транзисторы Si могут работать на более высокой частоте, чем транзисторы Ge. Si-транзисторы могут работать при сравнительно высоких температурах, тогда как Ge-транзисторы при высоких температурах разрушаются. Коэффициент усиления тока Si-транзистора больше, чем Ge-транзистора. В кремниевом транзисторе при 30°С ток утечки увеличивается до 10 раз. Этот ток утечки повышает температуру коллекторного перехода и может его разрушить. Поэтому по вышеуказанным причинам Si-транзистор используется шире, чем Ge-транзистор. Определите выводы транзистора: Обычно в транзисторах есть три вывода, которые называются эмиттером, базой и коллектором, но в высокочастотном диапазоне (частоты) транзистора есть дополнительная клемма, называемая экраном. Этот вывод обычно подключается к корпусу транзистора. В каждом типе транзистора есть разные способы идентификации этих выводов. В каком-то транзисторе для поиска этих выводов может быть ориентир, по которому мы знаем выводы эмиттера, базы и коллектора. Чтобы идентифицировать выводы некоторых важных транзисторов, мы следуем следующим пунктам.

  1. В настоящее время обычно используются транзисторы фирмы BEL. Транзисторы, которые были доступны из материала Ge, теперь также доступны из материала Si, например AC 187 и AC 1800, являются Ge-транзисторами, теперь на рынке доступны эквивалентные кремниевые транзисторы BEL с номерами BEL 187 и BEL 188. Идентификация клемм этот тип и другие кремниевые транзисторы, мы делаем в соответствии со следующими рисунками: эти транзисторы — БЭЛ 188, БЭЛ187, БЭЛ147, БЭЛ148, БЭЛ158, БЭЛ157 и т. д., формы всех этих транзисторов полукруглые и концевые.’; находятся на прямой линии. Для идентификации выводов берем транзисторы в руки таким образом, чтобы часть транзистора, на которой написаны цифры, оставалась к нам, а выводы оставались нижней стороной. Тогда крайний левый вывод является коллектором, крайний правый — эмиттером, а средний — базой. Эти транзисторы называются кремниевыми плоскостными транзисторами.
  2. некоторые транзисторы специальной формы, выпускаемые фирмой BEL, называются Epitexial транзисторами. Номера этих транзисторов начинались с обозначения ВС, а выводы обозначались согласно рис. Кл. Количество некоторых транзисторов этого типа следующее: BC147, BC148, BC149, BC157, BC158.
  3. Некоторые транзисторы Epitexial компании BEL, номера которых начинаются с BF, идентификация выводов этих транзисторов выполнена в соответствии с рис. (5). Количество некоторых транзисторов этого типа: BE167, BF19показано на рис. (7). Номера некоторых транзисторов этого типа: AC127, AC128, AC187, AC188.
  4. В некоторых транзисторах с металлическим корпусом ближе к выводу имеется металлический наконечник. Тот вывод, который ближе к наконечнику, называется эмиттерным, средний вывод называется базой, а крайний левый вывод называется коллектором, как показано на рис. , 2SC1820.
  5. Некоторые силовые транзисторы имеют особую форму. Обычно есть две клеммы, корпус этих транзисторов, он сам работает как коллектор. Остальные клеммы обозначены согласно рис. (а). Номера некоторых транзисторов этого типа: AD149., АД161, АД162 БУ105, БУ108, БУ205, БУ207, 2N3055 и т.д. На корпусе этих транзисторов имеется два отверстия. Расстояние штифтов от одного отверстия меньше, чем другое отверстие. Поставив меньшее отверстие к себе, мы обнаружим, что крайний правый вывод является базой, а левый — эмиттером. Кроме этого, здесь мы даем таблицу для идентификации выводов некоторых других транзисторов. Эти транзисторы используются в разных черно-белых телевизорах.

Идентификация транзисторов N-P-N и P-N-P[]

С помощью мультиметра Sanwa мы можем идентифицировать транзисторы P-N-P и N-P-N, Irj «Этот процесс, установив мультиметр в диапазон 1Q, мы измеряем сопротивление между эмиттером-базой и базой-коллектором. .Черный щуп мультиметра подключаем к базе транзистора, а красный щуп подключаем к эмиттеру и коллектору соответственно, если стрелка мультиметра показывает низкое сопротивление (т.е. дает большое показание), то транзистор является N-P-N транзистором. Когда мы подключаем красный щуп к базе и подключаем черный щуп к эмиттеру и коллектору соответственно, и если счетчик показывает низкое сопротивление (означает большое показание), то транзистор будет транзистором P-N-P.Каждый транзистор будет либо типа P-N-P, либо типа NP-N. Таким образом, измеритель показывает низкое сопротивление только для одной проверки.

Идентификация германиевого или кремниевого транзистора[]

Для изготовления транзисторов используются два типа полупроводников, а именно Si и Ge. Германиевые транзисторы обычно имеют металлический корпус, тогда как кремниевый транзистор может быть как в металлическом, так и в кварцевом корпусе. В этом состоянии их трудно идентифицировать. Измерив сопротивление между эмиттером и коллектором мультиметром sanwa-P-3, мы не можем определить ни транзистор, ни тип P-N-P, ни тип N-P-N. Для этого мы подключаем черный провод мультиметра к коллектору, а красный провод к эмиттеру. Если счетчик показывает высокое сопротивление (означает, что ниддл показывает низкое значение), то меняем местами выводы счетчика, т. е. черный провод подключается к эмиттеру, а красный — к коллектору. Теперь метр показывает низкое сопротивление (означает, что ниддл показывает высокое значение). Таким образом, если сопротивление между эмиттером и коллектором велико и затем низкий уровень, тогда транзистор будет германиевым транзистором. Способ проверки транзистора показан на рис-10. Но если в обоих процессах измеритель показывает высокое сопротивление, то транзистор будет si транзистором.

Идентификация поврежденного транзистора[]

Поврежденные транзисторы могут иметь разомкнутую цепь, короткое замыкание или стать негерметичными. Проверка этих транзисторов производится мультиметром. Чтобы проверить, исправен ли транзистор или поврежден, мы проверяем транзистор в первую очередь по типу P-N-P. Если мы проверим транзистор N-P-N с помощью процесса проверки P-N-P, и если измеритель показывает низкое сопротивление между базой-эмиттером или базой-коллектором или обоими. Тогда транзистор будет разомкнут (Ckted). После вышеуказанной проверки мы проверяем, изготовлен ли транзистор из Ge или Si. Для этого измеряем сопротивление между эмиттером и коллектором. Для кремниевого транзистора сопротивление между эмиттером и коллектором очень велико, и ниддл не меняет своего положения. Если ниддл показывает очень слабую (маленькую) индикацию, то транзистор негерметичен. Аналогичным образом в Ge транзисторе ниддл должен показывать одно время высокое сопротивление, а другое — низкое сопротивление между эмиттером и коллектором. Но если оба раза метр покажет низкое сопротивление, то транзистор будет негерметичным. А если ниддл дойдет до нуля, то эмиттер и коллектор будут короткими. Точно так же, если в Ge Transistor измеритель показывает высокое сопротивление оба раза (это либо пустяк, либо не больше, либо немного), то эмиттер и коллектор транзистора будут негерметичными и открытыми соответственно. Таким образом мы можем проверить поврежденный транзистор. Заменяем поврежденный транзистор новым транзистором того же типа. Перед установкой нового транзистора мы также должны проверить его. Много раз новый транзистор с тем же номером был недоступен на рынке. В это состояние ставим транзистор с эквивалентным номером. Мы можем найти эквивалентный номер любого транзистора из «Эквивалентной книги» или «Таблицы сравнения транзисторов». Эта книга также дает некоторую другую информацию о напряжении транзистора, которое мы можем дать, идентификацию клемм и упаковки. Там дается полная информация о некоторых важных число транзисторов. Который приведен в виде таблицы на последних страницах книги. Смещение транзистора: Подача необходимого питания на клеммы транзистора называется смещением. Если питание на все клеммы не подходит, транзистор не будет работать должным образом. дать два типа смещения транзистору:

  • Прямое смещение:

Транзистор из двух типов полупроводников P-типа и N-типа. Если мы даем положительное питание для P-типа и отрицательное для N-типа, то это называется прямым смещением. Прямое смещение всегда подается на переход базы и эмиттера.

  • Обратное смещение:

Подача отрицательного напряжения на P-тип и положительного на N-тип называется обратным смещением. Таким образом, в этом смещении мы даем обратную подачу материалам. Обратное смещение всегда подается на переход база-коллектор. Значение обратного смещения всегда больше прямого смещения. В обоих типах смещения база всегда общая, поэтому на базе присутствует как прямое, так и обратное смещение. По этой причине смещение базы называется сигналом переменного тока. Кроме того, на базу подается входной сигнал, который мы хотим усилить. Базовое смещение транзистора зависит от входного сигнала. Если базовое смещение не совпадает с входным сигналом (волной), то волна не будет проходить через транзистор должным образом, а также выход не будет правильным. Таким образом, мы делаем смещение базы в соответствии с входной волной. Это правильное смещение базы. Теперь подробно о смещении транзисторов типа N-P-N и P-N-P. (A) Смещение транзистора P-N-P: На рис. 12 показано смещение транзистора P-N-P. Здесь между базой и эмиттером мы даем прямое смещение, т.е. мы даем положительное питание материалу P-типа. Точно так же мы даем обратное смещение на соединение базы и коллектора, т.е. база получает положительное питание, а коллектор P-типа добавляется к отрицательному питанию. К базе подключены как положительные, так и отрицательные источники питания, поэтому отрицательное питание, вызывающее прямое смещение базы, имеет меньшее значение, чем положительное питание, подключенное к базе.

Проверка транзистора, установленного в цепи[]

Работа транзистора P-N-P[]

Согласно рис. 12, эмиттер смещен в прямом направлении, а переход коллектора смещен в обратном направлении. Так как эмиттер (P-типа) подключен к плюсу питания, то отверстия эмиттера отталкиваются от плюса и подходят к эмиттерному переходу. Под действием электрического давления эти отверстия пересекают эмиттерный переход и попадают в область базы N-типа. Базовая область очень тонкая и состоит из небольшого количества примесей в собственном полупроводнике. Отверстия от эмиттера входят в базовую область с очень большой скоростью, пересекают базовую область и попадают прямо в Р-область коллектора. Кроме того, число электронов в базе смещение базы увеличивает прямое смещение эмиттерного перехода, а значит, увеличивается ток коллектора. Точно так же, если смещение базы увеличивает обратное смещение эмиттера, то ток коллектора уменьшается и может прекратиться. Таким образом, низкое сигнальное напряжение, подаваемое на базу, контролирует большой ток коллектора. Практическое представление смещения: На практике напряжения питания на все выводы транзистора подаются от общего источника питания, на рис. 14 показано практическое представление прямого и обратного смещения для транзисторов N-P-N и P-N-P.

 [Скрыть это сообщение]
 

[Показать больше] Лавинный срыв Из Википедии, бесплатной энциклопедии • Хотите внести свой вклад в Википедию? • Перейти к: навигация, поиск

Лавинный пробой — это явление, которое может происходить как в изоляционных, так и в полупроводниковых материалах. Это форма умножения электрического тока, которая позволяет очень большим токам течь в материалах, которые в остальном являются хорошими изоляторами. Содержание [Спрятать]

 * 1 Пояснение
   * 2 Лавинный процесс
   * 3 приложения
   * 4 См. также
   * 5 ссылок
 

Пояснение

Лавинный пробой может произойти в изолирующих или полупроводниковых твердых телах, жидкостях или газах, когда электрическое поле в материале достаточно велико, чтобы разогнать свободные электроны до такой степени, что, когда они ударяются о атомы в материале, они могут выбить другие электроны: Таким образом, количество свободных электронов быстро увеличивается, поскольку вновь генерируемые частицы становятся частью процесса. Это явление успешно используется в полупроводниковых устройствах специального назначения, таких как лавинный диод, лавинный фотодиод и лавинный транзистор, а также в некоторых газонаполненных трубках. В полупроводниковых устройствах общего назначения, таких как обычные диоды, МОП-транзисторы, транзисторы, это устанавливает верхний предел рабочих напряжений, поскольку связанные электрические поля могут запустить процесс и вызвать чрезмерный (если не неограниченный) ток и разрушение устройства. Когда внутри твердого изоляционного материала происходит лавинный пробой, он почти всегда является разрушительным. Когда лавинообразный эффект возникает без соединения двух электродов, его называют электронной лавиной. Хотя есть некоторое внешнее сходство с пробоем Зенера, физические причины этих двух явлений очень разные.

Лавинный процесс

Лавинный пробой представляет собой процесс умножения тока, происходящий только в сильных электрических полях, который может быть вызван либо наличием очень высоких напряжений, например, в системах электропередачи, либо более умеренными напряжениями, возникающими на очень коротких расстояниях, например как в полупроводниковых приборах. Напряженность электрического поля, необходимая для достижения лавинного пробоя, сильно различается для разных материалов: в воздухе типична 3 МВ/м, в то время как в хорошем изоляторе, таком как некоторые виды керамики, требуются поля свыше 40 МВ/м. Напряженность поля, используемая в полупроводниковых устройствах, использующих лавинный эффект, часто находится в диапазоне 20–40 МВ / м, но сильно различается в зависимости от деталей устройства.

Как только будет достигнута необходимая напряженность поля, все, что необходимо для запуска лавинного эффекта, — это свободный электрон, а поскольку даже в самых лучших изоляторах всегда присутствует небольшое количество свободных электронов, лавина всегда будет происходить. В устройствах, использующих лавинный эффект, электрическое поле обычно поддерживается чуть ниже порога, при котором возможен лавинный пробой, в результате чего ток сильно зависит от генерации свободных электронов. В лавинных фотодиодах, например, падающий свет используется для генерации этих свободных электронов.

Когда начинается лавинный пробой, свободные электроны разгоняются электрическим полем до очень высоких скоростей. Когда эти высокоскоростные электроны движутся через материал, они неизбежно сталкиваются с атомами. Если их скорости недостаточно для лавинного пробоя (из-за недостаточной силы электрического поля), они поглощаются атомами и процесс останавливается. Однако, если их скорость достаточно высока, при ударе об атом они выбивают из него электрон, ионизируя его (и это по понятным причинам называется ударной ионизацией). И первоначальный электрон, и тот, который только что был выбит, затем ускоряются электрическим полем и ударяются о другие атомы, в свою очередь выбивая дополнительные электроны. По мере того, как этот процесс продолжается, количество свободных электронов, движущихся через материал, увеличивается экспоненциально, часто достигая максимума всего за пикосекунды. Лавина может привести к протеканию очень больших токов, ограниченных только внешней схемой. Когда все электроны достигают анода, процесс останавливается, если, конечно, не образуются и дырки.

Для транзистора с биполярным переходом сила базового привода оказывает важное влияние на лавинное напряжение. Если к базе подключен низкий импеданс, то заряд быстро снимается с базы, что помогает сдерживать лавинный процесс, но если база приводится в действие высоким импедансом, например, источником тока, то избыточные заряды остаются в базе. и лавина возникает при более низком электрическом поле.

[править] Приложения

Если ток не ограничен извне, процесс обычно разрушает устройство, в котором он начался, и в таких ситуациях, как изоляторы линий электропередач, это может принять форму взрывного пробоя изолятора. Когда лавинный поток ограничен извне, лавинный пробой может успешно служить нескольким целям. В лавинных транзисторах и лавинных фотодиодах этот эффект используется для умножения обычно крошечных токов, тем самым увеличивая коэффициент усиления устройств: в лавинных фотодиодах может быть достигнуто усиление тока более миллиона. Кроме того, это явление очень быстрое, а это означает, что лавинный ток быстро следует за изменениями лавинного напряжения или начального заряда (количество свободных электронов, доступных для запуска процесса), и это дает лавинным транзисторам и лавинным фотодиодам возможность работать в микроволновом диапазоне. диапазона и в импульсных схемах. В лавинных диодах этот эффект в основном используется для построения схем защиты от перенапряжения и схем опорного напряжения: на самом деле лавинный пробой и пробой Зенера совместно присутствуют в каждом лавинном диоде, в зависимости от напряжения пробоя, которое является ведущим процессом. к лавинному течению.

 [Скрыть это сообщение]
 

[Показать больше] Стабилитрон Из Википедии, бесплатной энциклопедии (Перенаправлено с поломки Зенера) • Есть вопросы? Узнайте, как задавать вопросы и получать ответы. • Перейти к: навигация, поиск Схематический символ стабилитрона Схематический символ стабилитрона Вольт-амперная характеристика стабилитрона с напряжением пробоя 17 вольт. Обратите внимание на изменение шкалы напряжения между прямым (положительным) направлением и обратным (отрицательным) смещением. Вольт-амперная характеристика стабилитрона с напряжением пробоя 17 вольт. Обратите внимание на изменение шкалы напряжения между прямым (положительным) направлением и обратным (отрицательным) смещением.

Зенеровский диод — это тип диода, который позволяет току течь в прямом направлении, как обычный диод, но также и в обратном направлении, если напряжение больше, чем напряжение пробоя, известное как «напряжение изгиба стабилитрона» или «напряжение стабилитрона». «. Назван в честь Кларенса Зенера, первооткрывателя этого электрического свойства.


Обычный твердотельный диод не будет пропускать значительный ток, если его обратное напряжение ниже обратного напряжения пробоя. Превышая напряжение пробоя обратного смещения, обычный диод подвергается протеканию большого тока из-за лавинного пробоя. Если этот ток не ограничен внешней схемой, диод будет необратимо поврежден. В случае большого прямого смещения (ток течет в направлении стрелки) на диоде наблюдается падение напряжения из-за встроенного напряжения перехода и внутреннего сопротивления. Величина падения напряжения зависит от материала полупроводника и концентрации легирующих примесей.

Зенеровский диод обладает почти такими же свойствами, за исключением того, что устройство специально разработано так, чтобы иметь значительно сниженное напряжение пробоя, так называемое напряжение Зенера. Диод Зенера содержит сильно легированный p-n переход, позволяющий электронам туннелировать из валентной зоны материала p-типа в зону проводимости материала n-типа. В атомной модели такое туннелирование соответствует ионизации ковалентных связей. Эффект Зенера был открыт физиком Кларенсом Мелвином Зенером. Диод Зенера с обратным смещением будет демонстрировать контролируемый пробой и пропускать ток, чтобы поддерживать напряжение на стабилитроне на уровне напряжения Зенера. Например, диод с напряжением пробоя Зенера 3,2 В будет демонстрировать падение напряжения 3,2 В, если приложенное к нему обратное напряжение смещения больше, чем его напряжение Зенера. Однако ток не неограничен, поэтому стабилитрон обычно используется для создания опорного напряжения для усилительного каскада или в качестве стабилизатора напряжения для слаботочных приложений.

Напряжение пробоя можно достаточно точно контролировать в процессе легирования. Доступны допуски в пределах 0,05%, хотя наиболее широко используемые допуски составляют 5% и 10%.

Другим механизмом, производящим аналогичный эффект, является лавинный эффект, как в лавинном диоде. Два типа диодов фактически сконструированы одинаково, и в диодах этого типа присутствуют оба эффекта. В кремниевых диодах до примерно 5,6 вольт эффект Зенера является преобладающим эффектом и показывает заметный отрицательный температурный коэффициент. Выше 5,6 вольт лавинный эффект становится преобладающим и имеет положительный температурный коэффициент.

В диоде на 5,6 В оба эффекта проявляются вместе, а их температурные коэффициенты четко компенсируют друг друга, поэтому диод на 5,6 В является предпочтительным компонентом для применений, критичных к температуре.

Современные технологии производства позволяют производить устройства с напряжением ниже 5,6 В с незначительными температурными коэффициентами, но по мере того, как встречаются устройства с более высоким напряжением, температурный коэффициент резко возрастает. Диод на 75 В имеет коэффициент в 10 раз больше, чем диод на 12 В.

Все такие диоды, независимо от напряжения пробоя, обычно продаются под общим названием «стабилитрон».

Использование

Стабилитроны широко используются для регулирования напряжения в цепи. При параллельном подключении к источнику переменного напряжения с обратным смещением стабилитрон проводит ток, когда напряжение достигает обратного напряжения пробоя диода. С этого момента он поддерживает напряжение на этом значении.

В показанной схеме резистор R обеспечивает падение напряжения между UIN и UOUT. Значение R должно удовлетворять двум условиям:

 1. R должно быть достаточно малым, чтобы ток через D удерживал D в обратном пробое.
 

Значение этого тока указано в техпаспорте на D.

Например, обычное устройство BZX79C5V6[1], стабилитрон 5,6 В 0,5 Вт, имеет рекомендуемый обратный ток 5 мА. Если через D протекает недостаточный ток, то UOUT будет нерегулируемым и будет меньше номинального напряжения пробоя (это отличается от ламп регулятора напряжения, где выходное напряжение будет выше номинального и может возрасти до UIN). При расчете R необходимо учитывать любой ток, протекающий через внешнюю нагрузку, не показанную на этой схеме, подключенную через UOUT.

 2. R должно быть достаточно большим, чтобы ток через D не разрушил устройство.
 

Если ток через D равен ID, его напряжению пробоя VB и максимальной рассеиваемой мощности PMAX, то IDVB < PMAX.

Стабилитрон, используемый таким образом, известен как шунтирующий регулятор напряжения (шунт в данном контексте означает параллельное соединение, а регулятор напряжения представляет собой класс схемы, обеспечивающей стабильное напряжение на любой нагрузке).

Эти устройства также встречаются, как правило, последовательно с переходом база/эмиттер в транзисторных каскадах, где выборочный выбор устройства, сосредоточенного вокруг точки лавины/стабилитрона, может использоваться для введения компенсирующего температурного коэффициента балансировки транзисторного PN перехода . Примером такого использования может быть усилитель ошибки постоянного тока, используемый в стабилизированной системе контура обратной связи цепи питания.

Лавинный диод Из Википедии, бесплатной энциклопедии • Есть вопросы? Узнайте, как задавать вопросы и получать ответы. • Перейти к: навигация, поиск

Лавинный диод — это диод (обычно сделанный из кремния, но может быть изготовлен из другого полупроводника), который предназначен для пробоя и проводимости при определенном обратном напряжении смещения.

Зенеровский диод демонстрирует похожее действие, но его работа вызвана другим механизмом, называемым пробоем Зенера. Оба эффекта фактически присутствуют в любом таком диоде, но один из них обычно доминирует над другим. Максимальное напряжение стабилитронов обычно ограничено несколькими десятками вольт, но доступны кремниевые лавинные диоды с напряжением пробоя более 4000 В.[1] Содержание [Спрятать] это все неправильно

 * 1 Использование
         о 1.1 Защита
         o 1.2 Генерация радиочастотного шума
   * 2 См. также
   * 3 ссылки
 

Использование

Защита

Обычное применение — защита электронных схем от повреждения высоким напряжением. Лавинный диод включен в цепь так, что он имеет обратное смещение. Другими словами, его катод положителен по отношению к аноду. В этой конфигурации диод является непроводящим и не влияет на цепь. Если напряжение превышает расчетный предел, диод подвергается лавинному пробою, в результате чего вредное напряжение уходит на землю. При таком использовании их часто называют фиксирующими диодами, потому что они «фиксируют» напряжение до заданного максимального уровня. Лавинные диоды обычно выбираются для этой роли по напряжению фиксации VBR и максимальному размеру переходного процесса, который они могут поглощать, определяемому либо энергией (в джоулях), либо i2t. Лавинный пробой не является разрушительным, если не допустить перегрева диода.

Генерация радиочастотного шума

Лавинные диоды генерируют радиопомехи; они обычно используются в качестве источников шума в радиооборудовании. Например, они часто используются в качестве источника ВЧ для мостов антенных анализаторов. Лавинные диоды также можно использовать в качестве генераторов белого шума.

Как использовать транзистор NPN? Функциональный анализ

Введение

Транзистор является одним из основных полупроводниковых компонентов, который выполняет функцию усиления тока в электронной схеме. Он состоит из двух PN-переходов, расположенных очень близко друг к другу на полупроводниковая подложка . Два PN-перехода делят весь полупроводник на три части: средняя часть — это базовая область, а две стороны — это эмиттер и коллектор.

Что такое транзистор NPN? Для начинающего

Каталог

ВВЕДЕНИЕ

ⅰ NPN Transistor Sharement and Symbol

9000 2.

Ⅲ NPN-транзистор Применение: управляемый вентиль


Ⅰ NPN-транзистор Расположение и обозначение

Прежде чем объяснять принцип, давайте сначала разберемся с базовой структурой и символами NPN-транзистора. Чтобы определить контакты транзистора NPN, это будут коллектор (c), база (b) и эмиттер (e).

Рис. 1. Структура и обозначение NPN-транзистора

NPN-транзистор состоит из двух полупроводников N-типа и одного полупроводника P-типа. Как правило, NPN-транзистор имеет кусок кремния P-типа (база), зажатый между двумя частями N-типа (коллектор и эмиттер). Схема показана на рисунке 1.

 

Ⅱ Как работают транзисторы NPN?

Это основное описание, иллюстрирующее основной принцип и функции транзисторов NPN.
1) Усиление тока
Следующий анализ предназначен только для кремниевых транзисторов NPN. Как показано на рисунке выше, мы называем ток, текущий от базы B к эмиттеру E, током базы Ib; ток, протекающий от коллектора C к эмиттеру E, называется током коллектора Ic. Оба направления этих двух токов вытекают из эмиттера, поэтому на эмиттере E используется стрелка, указывающая направление тока.
Функция усиления транзистора: ток коллектора управляется током базы (при условии, что источник питания может обеспечить достаточно большой ток на коллектор), и небольшое изменение тока базы вызовет большое изменение тока базы. ток коллектора: изменение тока коллектора в β раз превышает изменение тока базы, то есть изменение тока усиливается в β раз, поэтому мы называем β увеличением транзистора (β обычно намного больше 1). Если мы добавим изменяющийся слабый сигнал между базой и эмиттером, это вызовет изменение тока базы Ib. После того, как изменение Ib усиливается, оно приводит к большому изменению Ic. Если ток коллектора Ic протекает через резистор R, его можно рассчитать по формуле 9.0275 Закон Ома формула U=R*I, и напряжение на этом резисторе сильно изменится. По напряжению на этом резисторе мы можем получить усиленный сигнал напряжения. Короче говоря, изменение удовлетворяет определенному пропорциональному соотношению.
2) Цепь смещения
Когда транзистор используется в реальной схеме усилителя, необходимо также добавить подходящую цепь смещения. На это есть несколько причин. Во-первых, из-за нелинейности ВЕ-перехода транзистора (эквивалентно диоду) ток базы должен формироваться после достижения входным напряжением определенного уровня (для кремниевых ламп часто используется 0,7В). Когда напряжение между базой и эмиттером меньше 0,7 В, ток базы можно считать равным нулю. Однако на практике усиливаемый сигнал часто намного меньше 0,7 В. Если смещение не применяется, такого слабого сигнала недостаточно, чтобы вызвать изменение тока базы (поскольку, когда оно меньше 0,7 В, ток базы равен нулю).
Добавьте подходящий ток к базе транзистора (называемый током смещения, а резистор на рисунке, используемый для обеспечения этого тока, называется резистором смещения базы). Когда слабый сигнал следует за этим током смещения, этот ток смещения накладывается вместе, слабый сигнал вызовет изменение тока базы, а изменение тока базы будет усилено и выведено на коллектор. Другой причиной является соответствие требованию диапазона выходного сигнала. Если смещения нет, то будут усиливаться только те повышенные сигналы, но пониженные сигналы будут недействительными (поскольку ток коллектора равен 0, когда нет смещения, и его нельзя уменьшить). При смещении пусть в коллекторе заранее будет определенный ток. Когда входной ток базы становится меньше, ток коллектора может быть уменьшен; когда входной ток базы увеличивается, ток коллектора увеличивается. Как уменьшенный сигнал, так и увеличенный сигнал могут быть усилены.
3) Транзисторный переключатель NPN
Давайте поговорим о режиме насыщения транзистора. Как показано на рисунке выше, из-за ограничения сопротивления Rc (Rc — фиксированное значение, тогда максимальный ток равен U/Rc, где U — напряжение источника питания), ток коллектора не может увеличиваться бесконечно. Когда ток базы увеличивается, а ток коллектора не может продолжать увеличиваться, транзистор переходит в состояние насыщения. Общий критерий для оценки насыщения транзистора: Ib*β>Ic .
В состоянии насыщения напряжение между коллектором и эмиттером транзистора будет очень маленьким, что можно понимать как переключатель. Таким образом, когда ток базы равен 0, ток коллектора равен 0 (это называется отсечкой триода), что эквивалентно выключению; когда базовый ток большой, это эквивалентно включению. В состоянии отсечки и насыщения транзистор аналогичен выключателю.
4) Рабочее состояние
Если мы заменим резистор Rc лампочкой на приведенном выше рисунке, тогда, когда ток базы равен 0, ток коллектора равен 0, поэтому лампочка не горит. Если ток базы относительно велик (больше, чем ток, протекающий через лампочку, деленный на увеличение β), транзистор насыщается, и лампочка загорается. Поскольку управляющий ток должен быть лишь немного больше, чем β тока лампы, малый ток можно использовать для управления включением и выключением большого тока. Если базовый ток увеличивается медленно, яркость лампы также будет увеличиваться (это процесс насыщения).
На рисунке ниже показана базовая схема транзисторного переключателя. К базе должен подключаться базовый резистор (R2), а коллектор соединяется с нагрузочным резистором (R1).

Рабочий режим

НПН

Отсечка

Une

Uк>Uб

Активный

Убе>Уон

Uк>Uб

Насыщенность

Убе>Уон

Uc


Транзистор NPN использует ток BE (IB) для управления током CE (IC). Полюс Е имеет самый низкий потенциал, а обычно полюс С имеет самый высокий потенциал при нормальном усилении, то есть ВК>ВБ>ВЭ .
NPN база чрезвычайно высокого напряжения, коллектор и эмиттер короткозамкнуты и низковольтны, а коллектор и эмиттер разомкнуты.
NPN подходит для двух ситуаций:
Если на входе высокий уровень, а на выходе нужен низкий уровень, NPN лучше.
Если на входе низкий уровень, а на выходе требуется высокий уровень, лучше использовать NPN.

2N2222 Схема контактов транзистора NPN

Ⅲ Транзистор NPN Использование: Управляемый клапан

NPN — это компонент, который использует b (базовый) ток Ib для управления током Ic, протекающим через CE, и его принцип работы очень похож на управляемый клапан.

Рис. 2. Управляемый клапан

Синий поток воды в тонкой трубе слева воздействует на рычаг, открывая клапан большой водопроводной трубы, позволяя большему потоку красной воды проходить через клапан. Чем больше поток синей воды, тем больше поток красной воды в большой трубе. Если увеличение равно 100, то при расходе голубой воды 1 кг/ч через большую трубу проходит 100 кг/ч воды. Принцип работы транзистора тот же. Когда Ib (базовый ток) равен 1 мА, через Ice может проходить ток 100 мА.

Рисунок 3. Схема транзистора NPN

Проанализируем эту схему. Если его увеличение равно 100, базовое напряжение игнорируется. Ток базы равен 10В÷10K=1мА , поэтому ток коллектора должен быть 100мА. Согласно закону Ома, напряжение на Rc равно 0,1А×50Ом=5В . Затем оставшиеся 5 В находятся на полюсах С и Е транзистора. Теперь, если мы допустим Rb равным 1K, тогда базовый ток равен 10V÷1K=10mA , согласно увеличению 100, Ic 1000mA? Если он действительно 1А, то напряжение на Rc равно 1А×50Ом=50В . Превышено напряжение питания, и транзисторы стали генераторами? Это не тот случай. См. ниже:

Рисунок 4. Транзистор NPN по сравнению с вентилем

Продолжим метафору. Когда управляющий ток составляет 10 мА, клапан на главной водопроводной трубе открывается, чтобы пропустить ток 1 А, но можно ли реализовать 1 А? Нет, потому что на нем есть резистор, он эквивалентен фиксированному вентилю. Он натянут поверх основной водопроводной трубы. Когда открытие нижнего регулируемого клапана больше открытия верхнего постоянного резистора, расход воды уже не будет увеличиваться, а будет равен расходу воды, проходящей через отверстие фиксированного клапана выше. Поэтому бесполезно открывать нижний транзистор на большое открытие. Следовательно, мы можем рассчитать максимальный ток постоянного резистора 10 В÷50 Ом=0,2 А , что составляет 200 мА. То есть в цепи увеличивается ток базы и ток коллектора. Когда ток базы Ib увеличивается до 2 мА, ток коллектора увеличивается до 200 мА. Когда ток базы снова увеличится, ток коллектора больше не будет увеличиваться, и он не будет двигаться при 200 мА. В это время верхний резистор также действует как ограничитель тока.

 

Давайте разберемся со статусом IO в микроконтроллере.

Рисунок 5. AT89S51/52 

Схемы с 24 портами ввода-вывода P1-P3 в однокристальном микрокомпьютере показаны на рисунке выше. Обычно цель использования электронных схем состоит в том, чтобы позволить устройствам получать определенный ток, чтобы заставить их работать. Например, чтобы сделать светодиоды яркими, обычно требуется ток более 1 мА. Однако одночиповый микрокомпьютер — это интеллектуальный чип. Он может выполнять логический анализ и суждения, определяя значение напряжения каждого порта ввода-вывода и выдавая высокое или низкое напряжение в качестве результирующего сигнала. Таким образом, видно, что порты ввода-вывода однокристального микрокомпьютера фокусируются на напряжении, а не на токе, протекающем через резистор R и транзистор. Вот какая связь между напряжением и током порта ввода-вывода в однокристальном микрокомпьютере?

 

Продолжите пример водопроводной трубы.

Предположим, что мы позволили клапану R открыться больше, а регулирующий клапан ниже был полностью закрыт. В это время, как показано на Рисунок 6 , видно, что давление в точке P такое же, как и в резервуаре для воды. Когда мы полностью откроем следующий регулирующий клапан, как показано на рис. 7 , вода будет течь по трубопроводу с большим расходом, а давление в точке Р в это время равно 0. Этот принцип очень похож на электронные схемы. Логическая величина, измеряемая в точке выхода P, равна 1 (напряжение питания) или 0 (потенциал 0) при выключении или включении транзистора. Однако в этом процессе есть проблема, то есть, когда на выходе точки P требуется, чтобы был 0, транзистор будет включен очень сильно, и ток, протекающий через него, будет очень большим. Однокристальный микрокомпьютер имеет 32 порта ввода-вывода, что потребляет много энергии.

Посмотрите на Рисунок 8 . Если мы очень мало закроем верхний клапан R и полностью закроем нижний регулирующий клапан, то давление в точке P останется таким же, как в водяном баке, что такое же, как в рис. 6 выше. Когда мы сильно открываем регулирующий клапан, как показано на Рис. 9 , хотя давление в точке P также равно 0, поток воды, проходящей через него в это время, сильно уменьшается. Таким образом, мы можем вывести либо 1, либо 0. Таким образом, расходуется очень мало воды. Схема в однокристальном микрокомпьютере делает именно это. Сопротивление R на нем около 50К, а максимальный ток 9 Ом.0275 5В÷50K=0,1мА . Другими словами, когда P выводит 1, ток не потребляется, а когда P выводит 0, потребляемый ток составляет 0,1 мА. Из-за большого сопротивления подтягивания R для начинающих необходимо иметь определенные методы для прямого управления светодиодами или другими нагрузками. Здесь, чтобы поделиться различными ситуациями, когда порт ввода-вывода подключен к нагрузке.

Рисунок 10. AT89S51/52 и 74HC373

Рассмотрим ситуацию с подключением устройств TTL первый. Когда P1.0 подключен к входному контакту 74HC373, а входное сопротивление TTL очень высокое, от нескольких сотен кОм до уровня МОм. Мы принимаем резистор 500K P1.0 на землю. Таким образом, когда транзистор включен, точка P1.0 находится на низком уровне, и ток 0,1 мА протекает через Rc и затем через транзистор на землю, а через Ri ток не течет. Когда транзистор закрыт, ток течет через Rc, а затем течет на землю через Ri. Из-за эффекта резистивного делителя напряжения на Rc и Ri возникают парциальные напряжения, а напряжение в точке P1.0 представляет собой разделенное напряжение Rc и Ri. Общий ток 5В÷(50К+500К)=0,009мА , тогда напряжение в точке P1.0 равно 0,009мА×500К=4,5В . TTL предусматривает, что выход 2,4 ~ 5 В является высоким уровнем. Так что эта связь правильная. Теперь давайте посмотрим на ситуацию с использованием S51 для управления светодиодом.

AT89S51 Правильное подключение

Рассмотрим ситуацию на Рисунок 11 . Очевидно, что только P1.0 является высоким потенциалом для зажигания светящейся трубки, поэтому транзистор необходимо отрезать. В этом случае ток течет через Rc к светящейся трубке, а затем к земле. Чтобы люминесцентная трубка включилась, на обоих концах люминесцентной трубки должно быть пороговое напряжение более 2,1 В. Следовательно, ток, протекающий через светящуюся трубку, равен (5В-2,1В)÷50K=0,058мА , слишком слабый для проведения.
Посмотрите на Рисунок 12 . Из рисунка видно, что P1.0 должен быть под низким потенциалом, если светящаяся трубка включилась. Транзистор порта P1.0 должен быть включен. В это время ток течет через Rc к транзистору, а затем к земле. Другой способ потребляет 2,1В на люминесцентной лампе. Далее ток протекает практически без сопротивления, но максимальный ток триода порта ввода-вывода не может превышать 15мА. При превышении будет сгорать триод, поэтому такой способ подключения неправильный. Так как же эти два соединения могут управлять светоизлучающей трубкой? См. ниже:

 

AT89S51 Неправильное подключение

На рис. 13 резистор Ri подключен между P1.0 и Vcc. Когда транзистор включен, через его полюса с, е потекут два тока, один — ток 0,1 мА на внутреннем R, а другой — ток на Ri. Чтобы предотвратить перегрузку транзистора и перегорание, мы должны убедиться, что значение сопротивления Ri=5V÷15mA=0,333K , что составляет около 330 Ом. В это время ток, протекающий через транзистор, составляет около 15 мА, а светоизлучающая трубка в это время не яркая. Когда транзистор выключен, через светящуюся трубку потекут оба тока. Ток, протекающий через внутреннее сопротивление S51, равен 9 Ом.0755 (5V-2.1V)÷50K=0,06 мА , что настолько мало, что мы можем его игнорировать. Ток, протекающий через Ri, равен (5В-2,1В)÷330Ом=0,0087А , что составляет 8,7 мА. Однако ток, потребляемый при выключенной люминесцентной лампе, больше, чем ток, потребляемый при включенной люминесцентной лампе. Если для включения множества светодиодов используется много портов ввода-вывода, такая схема неэкономична.
Посмотрите на Рисунок 14 , после подключения резистора последовательно со светящейся трубкой между Vcc и P1.0. Когда транзистор включен, два тока будут протекать через с, е после слияния. Ток на внутреннем сопротивлении по-прежнему 0,1 мА. Ток на се должен быть меньше 15мА. Если превышает 15 мА, сопротивление определяется как (5В-2,1В) ÷ 15мА = 0,193К , что составляет около 200 Ом. Таким образом, ток, протекающий через светящуюся трубку, составляет около 15 мА, и светящаяся трубка включена. Когда транзистор отключен, он блокирует пути этих двух токов, поэтому ток не потребляется. Низкий уровень P1.0 напрямую управляет светоизлучающей трубкой. Видно, что эта схема потребляет 15мА тока при включенной светоизлучающей трубке, и не потребляет ток при выключенной, поэтому данная схема эффективна. Цифровая трубка с прямым приводом S51 обычно также использует этот принцип.

 

Часто задаваемые вопросы о транзисторе NPN

1. Что означает транзистор NPN?
Транзистор NPN является наиболее часто используемым транзистором с биполярным переходом и состоит из полупроводника P-типа, помещенного между двумя полупроводниками N-типа. Транзистор NPN имеет три вывода — коллектор, эмиттер и базу. NPN-транзистор ведет себя как два диода с PN-переходами, соединенных встречно-параллельно.

 

2. Как работают транзисторы NPN?
Транзистор NPN предназначен для передачи электронов от эмиттера к коллектору (поэтому обычный ток течет от коллектора к эмиттеру). Эмиттер «испускает» электроны в базу, которая контролирует количество электронов, испускаемых эмиттером. … Транзистор похож на электронный вентиль.

 

3. Для чего используется транзистор NPN? Транзисторы
NPN в основном используются в коммутационных устройствах. Используется в схемах усиления. Используется в парных схемах Дарлингтона для усиления слабых сигналов. Транзисторы NPN используются в приложениях, где необходимо потреблять ток.

 

4. Какой транзистор лучше PNP или NPN?
Транзистор NPN имеет электроны в качестве основных носителей заряда, тогда как транзистор PNP имеет дырки в качестве основных носителей заряда. … подвижность электронов больше, чем у дырок, поэтому транзисторы npn быстрее, чем pnp, поэтому они предпочтительнее.

 

5. Что означает NPN?
NPN означает Negative, Positive, Negative. Также известен как тонущий.

Лучшие продажи диода

Фото Деталь Компания Описание Цена (долл. США)

Альтернативные модели

Деталь Сравнить Производители Категория Описание 903:50

Заказ и качество

Изображение Произв.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.