Транзистор Биполярный транзистор. Как работает транзистор. Схема, демонстрирующая принцип работы транзистора. Включение транзистора в электрическую цепь.
Основы |
Биполярный транзистор. Как работает транзистор. Схема, демонстрирующая принцип работы транзистора. Включение транзистора в электрическую цепь.
Транзистор — полупроводниковый электронный прибор, относящийся к категории активных электронных компонентов.
NPN транзистор и |
В зависимости от расположения полупроводниковых слоев, транзисторы подразделяют на два основных типа — NPN-транзисторы и PNP-транзисторы.
Электроды обычного биполярного транзистора называются базой, эмиттером и коллектором. Коллектор и эмиттер составляют основную цепь электрического тока в транзисторе, а база предназначается для управления величиной тока в этой цепи.
На условном обозначении транзистора стрелка эмиттерного вывода показывает направление тока.
Как работает транзистор
Базовая цепь транзистора управляет током, протекающим в цепи коллектор-эмиттер. Изменяя в небольших пределах малое напряжение, поданное на базу, можно в достаточно широких пределах изменять ток в цепи коллектор-эмиттер.
Принцип работы биполярного транзистора со структурой NPN. Ток, поданный на базу, открывает транзистор и обеспечивает протекание тока в цепи коллектор-эмиттер. С помощью малого тока, поданного на базу, можно управлять током большой мощности, идущим от коллектора к эмиттеру. |
Транзисторы различной мощности |
Цоколевка транзисторов 2N3904 и 2N3906 |
Схема, демонстрирующая принцип работы транзистора
Соберем схему, которая наглядно демонстрирует работу транзистора и принцип его включения. Нам понадобится транзистор с NPN структурой, например 2N3094, переменный или подстроечный резистор, резистор с постоянным сопротивлением и лампочка для карманного фонарика. Номиналы электронных приборов указаны на схеме.
Изменяя сопротивление переменного резистора R1, будем наблюдать как изменяется яркость свечения лампочки h2.
Постоянный резистор R2 в этой схеме играет роль ограничителя, предохраняя базу транзистора от слишком большого тока, который может быть подан на нее, в тот момент, когда сопротивление переменного резистора будет стремиться к нулю. Ограничительный резистор предотвращает выход транзистора из строя.
Теперь попробуем заменить лампу маломощным электродвигателем. Вращая ось переменного резистора, мы может наблюдать плавное изменение скорости вращения электродвигателя M1.
Транзисторы применяются в схемах роботов для усиления сигналов от датчиков, для управления моторами, на транзисторах можно собрать логические элементы, которые реализуют операции логического отрицания, логического умножения и логического сложения. Транзисторы являются основой практически всех современных микросхем.
11 фактов, которые вы должны знать! —
By Сумали Бхаттачарья
Что такое транзистор NPN?Биполярный транзистор или биполярный транзистор имеет два основных типа. NP-N — одна из классификаций BJT. Это трехконтактное устройство, используемое для усиления и переключения.
Этот транзистор также состоит из трех секций, они
- B-база
- C- Коллекционер
- Эмиттер
- Эмиттер NPN используется для подачи носителей заряда в коллектор через базу.
- Область коллектора собирает носители заряда из области эмиттера.
- База транзистора выполняет работу по срабатыванию триггера и работает как контроллер, ограничивая величину тока, который может проходить через эту область.
Примечание:
В отличие от полевого МОП-транзистора, в котором присутствует только один носитель, BJT имеет два типа носителей заряда — большинство и меньшинство. В случае транзистора NPN электроны являются основным носителем заряда.
И наоборот, в полупроводниках P-типа электронов не так много, и дырка действует как основной носитель заряда, и ток будет проходить через них.
конструкция транзистора npn:Схематические изображения npn-транзисторов приведены ниже.
NPN-транзистор как соединение диодаNPN транзисторЭквивалентная схема NPN-транзистора.
Можно сказать, что работа транзистора npn аналогична работе диодов с 2 pn переходом, подключенных друг за другом. Эти диоды с PN-переходом называются CB-переходом коллектор-база и BE-переходом база-эмиттер.
Рассмотрение в соответствии с допингом:- Эмиттерная секция — сильно легированная секция. Общее правило — поддерживать минимальную ширину основания среди всех трех выводов. Поскольку эмиттер сильно легирован, он может выбрасывать носители заряда в области базы.
- Как упоминалось ранее, основание имеет минимальную ширину и минимальное количество легирования. База передает многочисленные носители заряда к коллектору, который уносится от эмиттера.
- Для сравнения, коллекторные области умеренно легированы и используются для сбора зарядов из базовой области.
Как упоминалось ранее, транзистор имеет три вывода. Они — База, коллектор и эмиттер.
Как определить пин NPN?- В большинстве конфигураций центральная часть предназначена для базового терминала.
- Штифт, который находится под ним, является коллектором, а остальная часть — штырем эмиттера.
- Если точка не отмечена, все клеммы должны быть идентифицированы с учетом их ориентации или неравномерного промежутка между контактами. Здесь центральный штифт — это основание. Ближайший вывод — это эмиттер, а оставшийся вывод — вывод коллектора.
- Обычно NPN-транзистор используется как биполярный транзистор из-за подвижности электронов, так как она выше подвижности дырок.
- Они также используются для усиления и переключения сигналов. Они используются в схемах усилителя, т. Е. В двухтактных схемах усилителя.
- Транзистор NPN используется в парных схемах Дарлингтона для усиления слабых сигналов и значительного увеличения сигнала.
- Если есть потребность в отводе тока, можно также использовать транзисторы NPN.
- Помимо этого, транзистор NPN находит множество применений в датчиках температуры, схемах, таких как логарифмические преобразователи и т. Д.
Для работы NPN-транзистору требуется как обратное, так и прямое смещение. Прямое смещение устанавливается между напряжением эмиттера и эмиттером. Обратное смещение подключено между коллекторным напряжением и коллектором.
Теперь, как n сторона a диод имеет электроны как большинство, а сторона p имеет большинство дырок, все соединения напряжения организованы как прямое и обратное смещение соответственно. Переход базы-эмиттера настроен на обратное смещение, а переход базы-коллектора работает на прямое смещение. Область обеднения этой области эмиттер-база более узкая по сравнению с областью обеднения пересечения коллектор-база.
Поскольку переход имеет обратное смещение (эмиттер), отверстия перетекают от источника питания к переходу N. Затем электрон движется в сторону p. Здесь происходит нейтрализация какого-то электрона. Остальные электроны движутся в сторону n. Падение напряжения относительно эмиттера и базы составляет VBE как входная сторона.
В эмиттерах N-типа носителями заряда являются в основном электроны. Следовательно, электроны переносятся через эмиттеры N-типа на базу P-типа. Ток будет проходить через эмиттер-базу или переход EB. Этот ток известен как ток эмиттера (Ie). Здесь ток эмиттера (IE) течет со стороны выхода и течет в двух направлениях; один яB а другое это яC. Итак, мы можем написать:
IE=IB+IC
Однако базовая область относительно тонкая и слегка легированная. Следовательно, большая часть электронов проходит через область базы, и лишь немногие из них рекомбинируют с доступными дырками. Базовый ток минимален по сравнению с током эмиттера. Обычно это до 5% от всего тока эмиттера.
Ток, текущий от остальной части электронов, называется током коллектора (IC). ЯC сравнительно высока по сравнению с базовым (IB).
Транзисторная схема NPNИсточник напряжения подключен к транзистору NPN. Клемма коллектора подключается к положительной клемме напряжения питания (ВCC) с использованием сопротивления нагрузки (RL). Сопротивление нагрузки также можно использовать для уменьшения наибольшего тока, протекающего по цепи.
Клемма базы соединена с клеммой + ve базы, обеспечивающей напряжение (ВB) с сопротивлением RB. Базовое сопротивление используется для ограничения максимального базового тока (IB).
Когда транзистор работает, большой ток коллектора проходит через цепь между коллектором и эмиттером. Однако для этого небольшого количества базового тока необходимо протекать к нижнему выводу транзистора.
Схема транзистора NPNМаркировка представляет собой типичные токи коллектора, базового блока и эмиттера.
Преимущества и недостатки использования транзистора NPN:Преимущества:- Небольшой размер.
- Может работать при низком напряжении.
- Очень дешево.
- Низкое выходное сопротивление.
- Долгоиграющий.
- Спонтанные действия.
- Высокая температурная чувствительность.
- Производите низкую энергию и мощность.
- Может быть поврежден при тепловом разгоне.
- Не может работать на высоких частотах.
Транзистор работает
- Включен в режиме насыщения
- Выключен в режиме отключения.
- Когда оба перехода находятся в состоянии прямого смещения, к входному напряжению прикладывается достаточно высокое напряжение. Следовательно, транзистор работает как короткое замыкание, поскольку VCE примерно равно нулю.
- В это время два перехода находятся в состоянии прямого смещения, на входе имеется соответствующее напряжение.
- В этом состоянии ток будет проходить между коллектором и эмиттером. В цепи течет ток.
- Если два перехода транзисторов имеют обратное смещение, транзистор переходит в состояние ВЫКЛ.
- В этом режиме работы напряжение входного сигнала или базовое напряжение равно нулю.
- Следовательно, сумма VCC на коллектор действует напряжение.
Он имеет три режима работы согласно смещению, а именно:
- Активный режим
- Режим отключения
- Режим насыщенности
- Транзистор работает как разомкнутая цепь.
- В отсечке два перехода имеют обратное смещение.
- Току не будет позволено протекать.
- Транзистор выполнен по замкнутой схеме.
- Оба перехода настроены только на прямое смещение.
- Поскольку напряжение база-эмиттер сравнительно велико, ток проходит от коллектора к эмиттеру.
- В это время транзистор работает как усилитель тока цепи.
- В активном режиме транзистора соединение BE имеет прямое смещение, а переход C -B — обратное смещение.
- Ток проходит между эмиттером и коллектором, и величина тока пропорциональна имеющейся приложенной базе.
Узнать больше об электронике нажмите здесь.
ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА
- Главная
- У нас было лишнее масло.
Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.
Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.
Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?
Провод-перемычка — 0,1″, 6-контактный, 6″
В наличии ПРТ-10371
Избранное Любимый 6
Список желаний
MIKROE Вибродвигатель 4 Click
Нет в наличии РОБ-19005
20,95 $
Избранное Любимый 0
Список желаний
Nomad 3 — Настольный фрезерный станок с ЧПУ (бамбук)
В наличии ТОЛ-19735
2800,00 $
Избранное Любимый 1
Список желаний
MIKROE от В до Гц Нажмите
Нет в наличии ДЕВ-20184
26,95 $
Избранное Любимый 0
Список желаний
U-blox делится пятью тенденциями в GPS
23 февраля 2021 г.
Прочтите новую статью от u-blox и начните свой следующий GPS-проект.
Избранное Любимый 1
С Днем Благодарения от SparkFun
25 ноября 2021 г.
Мы так любим День Турции!
Избранное Любимый 0
RedBoard против Uno
6 августа 2013 г.
В этом руководстве мы обсудим сходства и различия между RedBoard и Arduino Uno (SMD и PTH). Платформы разработки
Избранное Любимый 15
Руководство по подключению реле Qwiic Quad
3 января 2019 г.
Qwiic Quad Relay от SparkFun — это продукт, предназначенный для переключения не одного, а четырех мощных устройств с вашего Arduino или другого маломощного микроконтроллера с использованием I2C.
Избранное Любимый 2
- Электроника SparkFun®
- 6333 Dry Creek Parkway, Niwot, Colorado 80503
- Настольный сайт
- Ваш счет
- Авторизоваться
- регистр
Как работает транзистор NPN? — Академия Видьясагар
опубликовано
Это сообщение 2 из 10 в серии «Униполярные и биполярные транзисторы»
Схема NPN-транзистора
NPN-транзистор состоит из трех полупроводниковых слоев: двух слоев n-типа и одного слоя p-типа. p-слой зажат между двумя n-слоями. Следовательно, он называется транзистором N-P-N. Его принципиальная схема приведена ниже.
Схема транзистора NPNВажные моменты о транзисторе NPN
- Площадь коллекторного слоя самая большая. Таким образом, он может быстро рассеивать тепло.
- Площадь базового слоя наименьшая, и это очень тонкий слой.
- Площадь эмиттерного слоя средняя.
- Коллекторный слой умеренно легирован. Таким образом, он имеет среднее количество зарядов (электронов).
- Базовый слой слегка легирован. Так что у него очень мало зарядов (дырок).
- Эмиттерный слой сильно легирован. Поэтому он имеет наибольшее количество зарядов (электронов).
- В этом транзисторе два перехода – переход J-1 и переход J-2.
- Соединение между слоем коллектора и базовым слоем называется соединением коллектор-основа
или соединением c-b. - Соединение между базовым слоем и эмиттерным слоем называется соединением база-эмиттер
или соединением b-e. - Два перехода имеют одинаковый потенциальный барьер. Слой истощения В обедненной области или слое обеднения диода с PN-переходом присутствуют неподвижные носители заряда +ve и -ve ионы. Этот слой действует как барьер, противодействующий потоку электронов из N-слоя и дырок из P-слоя. Этот слой создается во время изготовления диода. Слой обеднения играет очень важную роль в характеристиках диода. Прочитать статью Напряжение. Аналогия электричества с водой. Аналогия электричества с водой полезна для понимания концепции разности потенциалов и для объяснения напряжения, силы тока и мощности. В общих чертах заряд — это вода, напряжение — это давление воды, ток — это расход воды. Мощность – это общее количество воды, протекающее за данное время. Читайте тему. от 0,6В до 0,7В, как в диоде.
Концепция смещения транзистора
Когда внешнее напряжение прикладывается к переходу транзистора в таком направлении, что оно нейтрализует потенциальный барьер, так что через него протекает электрический ток, это называется смещением транзистора.
Теперь, чтобы обеспечить легкое протекание тока через транзистор, его необходимо сместить, подключив внешние батареи. Таким образом, должно быть две батареи, чтобы подать правильное смещение на два перехода транзистора.
Например, NPN-транзистор можно смещать тремя различными способами –
Смещение FF: В этом методе оба перехода смещены в прямом направлении. Для этого две внешние батареи подключаются через два перехода так, чтобы коллектор был отрицательным по относительной величине. база и база положительны относительно эмиттер. Этот метод бесполезен, так как транзистор находится в «насыщении», и ток не может легко контролироваться.
Смещение RR: В этом методе оба перехода смещены в обратном направлении. Для этого две внешние батареи подключаются через два перехода так, чтобы коллектор был отрицательным по относительной величине. основание и основание отрицательно по отношению к эмиттер. Этот метод также бесполезен, поскольку транзистор находится в состоянии «отсечки», так как ток равен нулю.
Смещение FR: Это наиболее распространенный и популярный метод смещения транзисторов. В этом методе переход база-эмиттер смещен в прямом направлении, а переход коллектор-база смещен в обратном направлении.
Для этого две внешние батареи подключаются через два перехода так, чтобы коллектор был положительным по отн. база и база положительны относительно эмиттер. Таким образом, регулируя базовое напряжение, мы можем легко контролировать общий ток в транзисторе.
Прямое смещение транзистора NPN
Транзистор NPN можно использовать в двух разных режимах: в режиме прямого смещения и в режиме обратного смещения. В режиме прямого смещения электрический ток может легко протекать через него. Таким образом, он действует как ЗАМКНУТЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ. Однако в режиме обратного смещения ток через него практически равен нулю, и, таким образом, он действует как ОТКРЫТЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ.
Прямое смещение NPN-транзистораДля прямого смещения NPN-транзистора он подключается, как показано на приведенной выше схеме. Прочтите следующие пункты, чтобы легко понять процесс –
- Коллектор подключен к высокому положительному напряжению относительно базы, т.е. V cb очень высокое.
- База подключена к низкому положительному напряжению по отношению к эмиттеру, т.е. V be низкое.
- Когда мы увеличиваем V до ≥ 0,7 В (напряжение потенциального барьера) , транзистор смещается в прямом направлении.
- Теперь большое количество электронов в эмиттерном слое отталкивается от отрицательного вывода V будет и текут к переходу База-Эмиттер.
- Они пересекают перекресток и входят в небольшой базовый слой. Здесь некоторые электроны объединяются с дырками. Также некоторые из них притягиваются к положительному выводу V
be , а оставшееся максимальное количество электронов течет в коллекторный слой, пересекая второй переход, т.е. переход коллектор-база. - Резидентные электроны коллектора отталкиваются этими (гостевыми) электронами и, таким образом, все электроны притягиваются положительным полюсом V кб .
- Таким образом, все эти электроны завершают свой путь обратно в эмиттерный слой и, таким образом, производят обычные токи в транзисторе, как показано на приведенной выше схеме.
- Таким образом, в соответствии с текущим законом Кирхгофа, мы можем написать: I c + I b = I e
- Теперь, когда V будет все еще увеличивается, больше электронов отталкивается от отрицательного полюса 4 V 901 775 . быть . Таким образом, переход база-эмиттер все больше и больше смещается в прямом направлении. Таким образом, базовый ток I b увеличивается.
- Следовательно, мы можем сказать, что ток коллектора I c является функцией тока базы I b .
- Таким образом, ток коллектора прямо пропорционален току базы, т. е. I c ∝ I b .
- Максимальное количество электронов, перетекающих из эмиттерного слоя в коллекторный. Таким образом, ток коллектора ПОЧТИ РАВЕН току эмиттера, то есть I c ≈ I e .