Что такое транзисторы. Обучающее видео

Привет!

В своих обучающих роликах мы уже прошли пассивные компоненты и немного затронули активную часть электроники. Прошлый выпуск был о диодах — советуем посмотреть, если вы еще не видели. А сегодняшний выпуск будет о короле всей микропроцессорной техники, совершившем революцию в приборостроении — транзисторе. Предлагаем присоединиться к изучению.

Транзистор — наверное, самый важный компонент в современной микроэлектронике. Его назначение простое: он позволяет с помощью слабого сигнала управлять гораздо более сильным.

Работа транзистора похожа на работу водопроводного крана. Только вместо воды – электрический ток. Возможны три состояния транзистора – рабочее (транзистор открыт), состояние покоя (транзистор закрыт) и полуоткрытое состояние — в нем транзистор работает в усилительном режиме. Приоткрывая или призакрывая кран, мы регулируем мощность потока воды. Другими словами: это электронная кнопка, которая нажимается не пальцем, а подачей напряжения.

Бывают как большие, таки и очень маленькие транзисторы. Например, центральные процессоры компьютеров или телефонов внутри состоят из взаимодействующих между собой транзисторов размером с десяток нанометров. Популярный в мобильных устройствах процессор Snapdragon 835 скрывает в себе 3 миллиарда транзисторов размерами в 10 нм каждый! (для сравнения — размеры бактерий в среднем составляют 50-500 нм).

Существуют биполярные и полевые транзисторы. Разберем, в чем между ними разница.

Биполярные транзисторы

Биполярные транзисторы имеют три контакта:

• Коллектор — на него подаётся высокое напряжение, которым хочется управлять
• База — через неё подаётся небольшой ток, чтобы разблокировать большой, то есть открыть «кран»
• Эмиттер — через него проходит ток с коллектора и базы, когда транзистор «открыт»

Чтобы транзистор пропускал через себя ток, ему на базу ПОСТОЯННО должен подаваться небольшой сигнал. Как только сигнал прекратится, транзистор закроется.

Основная характеристика биполярного транзистора — показатель усиления hfe, или gain. Он показывает, во сколько раз пропускаемый через транзистор ток может быть больше, чем маленький ток, идущий через базу.

Например, Если hfe = 100, и к базе проходит ток 1 мА, то транзистор пропустит через себя максимум в сто раз больший ток — 100 мА. Если в этом случае на участке с большим током находится компонент, который потребляет, например 8 мА, ему будет предоставлено 8 мА, а у транзистора останется «запас». Если же имеется компонент, который потребляет 20 мА, ему будут предоставлены только ограниченные 10 мА. На этом принципе можно сделать стабилизацию тока в схеме.

Также транзисторы имеют максимально допустимые напряжения и токи на контактах. Превышение этих величин грозит чрезмерным нагревом и разрушением транзистора.

NPN и PNP типы

Описанный ранее транзистор — это так называемый NPN-транзистор. Называется он так из-за того, что состоит из трёх слоёв кремния, соединённых в порядке: Negative-Positive-Negative. То есть внутри транзистора получаются два P-N перехода, такие же, как в диодах. NPN-транзистор пропускает через себя ток, когда ему на базу подаются положительные заряды.

PNP-транзисторы отличаются «перевёрнутым» поведением: ток свободно протекает, если базу подключить к минусу питания, то есть заземлить. Когда через базу идёт ток, сам транзистор закрывается.

На схемах такие транзисторы отличаются направлением стрелки. Стрелка всегда указывает от P к N.

P-N переход внутри транзистора — это диод, который обладает свойственным падением напряжения, около 0.5 Вольта. То есть после транзистора напряжение будет немного меньше, чем до него. Этого недостатка лишены полевые транзисторы.

Полевые транзисторы

Полевые транзисторы (FET, Field Effect Transistor) имеют то же назначение, но отличаются внутренним устройством. Частным видом этих компонентов являются транзисторы MOSFET (транзисторы с изолированным затвором).

Полевые транзисторы тоже обладают тремя контактами:

• Сток (drain) — на него подаётся высокое напряжение, которым хочется управлять
• Затвор (gate) — на него подаётся напряжение, чтобы разрешить течение тока; затвор заземляется, чтобы заблокировать ток.
• Исток (source) — через него проходит ток со стока, когда транзистор «открыт»

От биполярных транзисторов они отличаются двумя особенностями: управление «краном» осуществляется исключительно при помощи напряжения: ток через затвор, в отличие от биполярных транзисторов, не идёт.

Так происходит, потому что затвор вместе со стоком образует конденсатор. После того, как мы подали на затвор сигнал и конденсатор зарядился, ему больше не нужно постоянное поддержание сигнала. Если отключить сигнал и просто оставить такой полевой транзистор как есть, он может быть открытым сам по себе еще очень долгое время.

Полевым транзистор называется, потому что тот самый внутренний конденсатор создает электрическое поле, позволяющее электронам свободно проходить через непроводящую в обычном состоянии пластинку. Решающее значение здесь имеет, до какого напряжения зарядится конденсатор. Чем сильнее будет поле, тем легче электронам будет пройти по нему. Если же поле будет слишком слабым — электроны вообще не смогут пролететь через транзистор.

В этом минус полевого транзистора: необходимое напряжение для его открытия практически в десять раз больше, чем у биполярного. А плюс в том, что на пути электронов нет никакого перехода, поэтому отсутствует падение напряжения и можно добиться очень маленького сопротивления внутри транзистора. Это позволяет оперировать гораздо большими мощностями при тех же размерах.

По аналогии с биполярными транзисторами, полевые различаются полярностью. Выше был описан N-Channel транзистор. Они наиболее распространены. P-Channel при обозначении отличается направлением стрелки и, опять же, обладает «перевёрнутым» поведением.

IGBT

Существуют еще IGBT транзисторы — это совмещенные в одном корпусе маломощный полевой транзистор, и мощный биполярный. Такая конструкция сглаживает минусы обеих типов и используется в основном в промышленных установках для работы с очень большими мощностями.

Подключение транзисторов для управления мощными компонентами

Одной из типичных задач транзистора является включение и выключение определённого компонента схемы. Например, мощные моторы или сверхъяркие лампочки могут потреблять десятки ампер и больше. При подключении таких нагрузок напрямую через маломощную кнопку, она быстро выйдет из строя. Но если использовать транзисторы, можно легко управлять любой нагрузкой.

Соберем на макетной плате самую простую схему с использованием транзистора в режиме ключа. Включим через него светодиодную ленту. Берем стандартный NPN-транзистор. К его второй ножке — базе — подключаем маломощную кнопку. На кнопку с плюса питания подадим сигнал через резистор, который будет ограничивать силу тока базы. Первую ножку транзистора — эмиттер — подсоединим к минусу, поскольку именно минус питания будет пропускаться через транзистор. Третья ножка транзистора — коллектор — подключится к минусовому контакту светодиодной ленты.

Два контакта вставляем в линию питания, на них мы подадим 12 В с лабораторного блока. К светодиодной ленте плюс питания подключаем напрямую, а минус берем с выхода транзистора.

Готово. При нажатии на кнопку транзистор открывается и лента светится. При отпускании — лента гаснет. Таким способом через маленькую кнопку можно включить даже очень мощные устройства, главное подобрать нужный по характеристикам транзистор.

Если вам пришла в голову ошеломительная идея, как улучшить какое-то свое устройство – пожалуйста, у нас в магазине вы можете подобрать множество транзисторов под свою задачу! Все компоненты, которые мы использовали, можно купить в магазине.

Опубликовано: 2018-08-01 Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

Транзистор описание принцип работы схема включения

Автор admin На чтение 13 мин Просмотров 2 Опубликовано 8 апреля 2023 Обновлено 7 апреля 2023

Содержание

1. Транзисторы: принцип работы и​ чем они отличаются
2. Биполярные транзисторы
3. NPN и PNP
4. Полевые транзисторы
5. N-Channel и P-Channel
6. Подключение транзисторов для управления мощными компонентами
7. Транзисторы: принцип работы,​ схема подключения, отличие биполярного от полевого
8. Что такое транзистор
9. Принцип действия
10. Биполярный транзистор
11. Полевой транзистор
12. Основные характеристики
13. Типы подключений
14. Виды транзисторов

Транзисторы: принцип работы и​ чем они отличаются

Транзистор — повсеместный и важный компонент в современной микроэлектронике. Его назначение простое: он позволяет с помощью слабого сигнала управлять гораздо более сильным.

В частноти, его можно использовать как управляемую «заслонку»: отсутствием сигнала на «воротах» блокировать течение тока, подачей — разрешать. Иными словами: это кнопка, которая нажимается не пальцем, а подачей напряжения. В цифровой электронике такое применение наиболее распространено.

Транзисторы выпускаются в различных корпусах: один и тот же транзистор может внешне выглядеть совершенно по разному. В прототипировании чаще остальных встречаются корпусы:

Обозначение на схемах также варьируется в зависимости от типа транзистора и стандарта обозначений, который использовался при составлении. Но вне зависимости от вариации, его символ остаётся узнаваемым.

Биполярные транзисторы

Биполярные транзисторы (BJT, Bipolar Junction Transistors) имеют три контакта:

Основной характеристикой биполярного транзистора является показатель h_fe также известный, как gain. Он отражает во сколько раз больший ток по участку коллектор–эмиттер способен пропустить транзистор по отношению к току база–эмиттер.

Например, если h_fe = 100, и через базу проходит 0.1 мА, то транзистор пропустит через себя как максимум 10 мА. Если в этом случае на участке с большим током находится компонент, который потребляет, например 8 мА, ему будет предоставлено 8 мА, а у транзистора останется «запас». Если же имеется компонент, который потребляет 20 мА, ему будут предоставлены только максимальные 10 мА.

Также в документации к каждому транзистору указаны максимально допустимые напряжения и токи на контактах. Превышение этих величин ведёт к избыточному нагреву и сокращению службы, а сильное превышение может привести к разрушению.

NPN и PNP

Описанный выше транзистор — это так называемый NPN-транзистор. Называется он так из-за того, что состоит из трёх слоёв кремния, соединённых в порядке: Negative-Positive-Negative. Где negative — это сплав кремния, обладающий избытком отрицательных переносчиков заряда (n-doped), а positive — с избытком положительных (p-doped).

NPN более эффективны и распространены в промышленности.

PNP-транзисторы при обозначении отличаются направлением стрелки. Стрелка всегда указывает от P к N. PNP-транзисторы отличаются «перевёрнутым» поведением: ток не блокируется, когда база заземлена и блокируется, когда через неё идёт ток.

Полевые транзисторы

Полевые транзисторы (FET, Field Effect Transistor) имеют то же назначение, но отличаются внутренним устройством. Частным видом этих компонентов являются транзисторы MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor). Они позволяют оперировать гораздо большими мощностями при тех же размерах. А управление самой «заслонкой» осуществляется исключительно при помощи напряжения: ток через затвор, в отличие от биполярных транзисторов, не идёт.

Полевые транзисторы обладают тремя контактами:

N-Channel и P-Channel

По аналогии с биполярными транзисторами, полевые различаются полярностью. Выше был описан N-Channel транзистор. Они наиболее распространены.

P-Channel при обозначении отличается направлением стрелки и, опять же, обладает «перевёрнутым» поведением.

Подключение транзисторов для управления мощными компонентами

Типичной задачей микроконтроллера является включение и выключение определённого компонента схемы. Сам микроконтроллер обычно имеет скромные характеристики в отношении выдерживаемой мощности. Так Ардуино, при выдаваемых на контакт 5 В выдерживает ток в 40 мА. Мощные моторы или сверхъяркие светодиоды могут потреблять сотни миллиампер. При подключении таких нагрузок напрямую чип может быстро выйти из строя. Кроме того для работоспособности некоторых компонентов требуется напряжение большее, чем 5 В, а Ардуино с выходного контакта (digital output pin) больше 5 В не может выдать впринципе.

Зато, его с лёгкостью хватит для управления транзистором, который в свою очередь будет управлять большим током. Допустим, нам нужно подключить длинную светодиодную ленту, которая требует 12 В и при этом потребляет 100 мА:

Теперь при установке выхода в логическую единицу (high), поступающие на базу 5 В откроют транзистор и через ленту потечёт ток — она будет светиться. При установке выхода в логический ноль (low), база будет заземлена через микроконтроллер, а течение тока заблокированно.

Обратите внимание на токоограничивающий резистор R. Он необходим, чтобы при подаче управляющего напряжения не образовалось короткое замыкание по маршруту микроконтроллер — транзистор — земля. Главное — не превысить допустимый ток через контакт Ардуино в 40 мА, поэтому нужно использовать резистор номиналом не менее:

здесь U_d — это падение напряжения на самом транзисторе. Оно зависит от материала из которого он изготовлен и обычно составляет 0.3 – 0.6 В.

Но совершенно не обязательно держать ток на пределе допустимого. Необходимо лишь, чтобы показатель gain транзистора позволил управлять необходимым током. В нашем случае — это 100 мА. Допустим для используемого транзистора h_fe = 100, тогда нам будет достаточно управляющего тока в 1 мА

Нам подойдёт резистор номиналом от 118 Ом до 4.7 кОм. Для устойчивой работы с одной стороны и небольшой нагрузки на чип с другой, 2.2 кОм — хороший выбор.

Если вместо биполярного транзистора использовать полевой, можно обойтись без резистора:

это связано с тем, что затвор в таких транзисторах управляется исключительно напряжением: ток на участке микроконтроллер — затвор — исток отсутствует. А благодаря своим высоким характеристикам схема с использованием MOSFET позволяет управлять очень мощными компонентами.

Источник

Транзисторы: принцип работы,​ схема подключения, отличие биполярного от полевого

В свое время за открытие транзистора его создатели удостоились Нобелевской премии. Этот маленький прибор изменил человечество навсегда: начиная с простых радиоприемников и заканчивая процессорами, в которых их число достигает нескольких миллиардов. Между тем, чтобы узнать, как он работает, не нужно быть золотым медалистом или лауреатом «нобелевки».

Что такое транзистор

Транзистор – это прибор, изготовленный из полупроводниковых материалов. Выглядит как маленькая металлическая пластинка с тремя контактами. Назначений у него два: усиливать поступающий сигнал и участвовать в управлении компонентами электроприборов.

Принцип действия

Полупроводники занимают промежуточное состояние между проводниками и диэлектриками. В обычном состоянии они не проводят электрический ток, но их сопротивление падает с ростом температуры. Чем она выше, тем больше энергии, которую получает вещество.

В атомах полупроводника электроны отрываются от «родительского» атома и улетают к другому, чтобы заполнить там «дырку», которую оставил такой же электрон. Получается, что внутри такого материала одновременно происходят два процесса: полет электронов (n-проводимость, от слова negative — отрицательный), и образование «дырок» (p-проводимость от слова positive – положительный). В обычном куске кремния эти процессы уравновешены: количество дырок равно количеству свободных электронов.

Однако с помощью специальных веществ можно нарушить это равновесие, добавив «лишние» электроны (вещества – доноры) или «лишние» «дырки» (вещества акцепторы). Таким образом можно получить кристалл полупроводника с преобладающей n-проводимостью, либо p-проводимостью.

Если два таких материала приложить друг к другу, то в месте их соприкосновения образуется так называемый p-n переход. Дырки и электроны проходят через него, насыщая соседа. То есть там, где был избыток дырок, идет их заполнение электронами и наоборот.

В какой-то момент в месте соприкосновения не останется свободных носителей заряда и наступит равновесие. Это своего рода барьер, который невозможно преодолеть, этакая пустыня. Этот слой принято называть обедненным слоем.

Теперь, если приложить к такому материалу напряжение, то оно поведет себя интересным образом: при прямой его направленности обедненный слой истончится и через него пойдет электроток, а при обратном – наоборот, расширится.

Как говорится, если для чайников, то p-n переход обладает способностью пропускать ток только в одном направлении. Это своего рода «обратный клапан» для электрической сети. На этом их свойстве основана работа всех полупроводниковых приборов.

Существует две основные разновидности транзисторов: полевые (иногда их называют униполярными) и биполярными. Различаются они по устройству и принципу действия.

Биполярный транзистор

Биполярный транзистор обладает двумя переходами: p-n-p или n-p-n. Принципиальное различие между ними – направление течения тока.

Коллектор и эмиттер, обладающие одинаковой проводимостью (в n-p-n транзисторе n-проводимостью), разделены базой, которая обладает p-проводимостью. Если даже эмиттер подключен к источнику питания, ему не пробиться напрямую в коллектор. Для этого необходимо подать ток на базу.

В таком случае электроны из эмиттера заполняют «дырки» последней. Но так как база слабо легирована, то и дырок в ней мало. Поэтому большая часть электронов переходит в коллектор и они начинают свое движение по цепи. Ток коллектора практически равен току эмиттера, ведь на базу приходится очень маленькое его значение.

Чтобы нагляднее себе это представить, можно воспользоваться аналогией с водопроводной трубой. Для управления количеством воды нужен вентиль (транзистор). Если приложить к нему небольшое усилие, он увеличит свое проходное сечение трубы и через него начнет проходить больше воды.

Полевой транзистор

Если в биполярном транзисторе управление происходило с помощью тока, то в полевом – с помощью напряжения. Состоит он из пластинки полупроводника, которую называют каналом. С одной стороны к ней подключен исток – через него в канал входят носители электрического тока, а с другой сток – через него они покидают канал.

Сам канал как бы «зажат» между затвором, который обладает обратной проводимостью, то есть если канал имеет n-проводимость, то затвор – p-проводимость. Затвор электрически отделен от канала. Изменяя напряжение на затворе, можно регулировать зону p-n перехода. Чем она больше, тем меньше электрической энергии проходит через канал. Существует значение напряжения, при котором затвор полностью перекроет канал и ток между истоком и стоком прекратится.

Наиболее наглядная иллюстрация в этом случае – садовый шланг, который проходит через камеру небольшого колеса. В таком случае, даже когда в него подается небольшое давление воздуха (напряжение затвор-исток), оно значительно увеличивается в размерах и начинает пережимать шланг, перекрывается просвет шланга и прекращается подача воды (увеличивается зона p-n перехода и через канал перестает идти электроток).

Описанный выше тип полупроводникового прибора является классическим и называется транзистором с управляющим p-n переходом. Часто можно встретить аббревиатуру JFET – Junction FET, что просто перевод русского названия на английский.

Другой тип полевого триода имеет небольшое различие в конструкции затвора. На слое кремния с помощью окисления образуется слой диэлектрика оксида кремния. Уже на него методом напыления металла наносят затвор. Получаются чередующиеся слои Металл -Диэлектрик – Полупроводник или МДП-затвор.

Такой полевой транзистор с изолированным затвором обозначается латинскими буквами MOSFET.

Существует два вида МДП-затвора:

1. МДП-затвор с индуцированным (или инверсным) каналом в обычном состоянии закрыт, то есть при отсутствии напряжения на затворе электроток через канал не проходит. Для того, чтобы открыть его, к затвору необходимо приложить напряжение.
2. МДП-затвор со встроенным (или собственным) каналом в обычном состоянии открыт, то есть при отсутствии напряжения на затворе электроток через канал проходит. Для того, чтобы закрыть его, к затвору необходимо приложить напряжение.

Основные характеристики

Основная особенностью всех видов транзисторов является способность управлять мощным током с помощью небольшого по силе. Их отношение показывает насколько эффективен полупроводниковый прибор.

В биполярных транзисторах этот показатель называется статическим коэффициентом передачи тока базы. Он характеризует, во сколько раз основной коллекторный ток больше вызвавшего его тока базы. Этот параметр имеет очень широкое значение и может достигать 800.

Хотя на первый взгляд кажется, что здесь важен принцип «чем больше, тем лучше», но в действительности это не так. Скорее, тут применимо изречение «лучше меньше, да лучше». В среднем биполярные транзисторы имеют коэффициент передачи тока базы в пределах 10 – 50.

Для полевых транзисторов схожий по типу параметр называется крутизной входной характеристики или проводимостью прямой передачи тока. Если вкратце, он показывает, на сколько изменится напряжение, проходящее через канал, если изменить напряжение затвора на 1 В.

Если на транзистор подать сигнал с определенной частотой, то он многократно усилит его. Это свойство полупроводниковых приборов применяется в радиоэлектронике. Однако существует предел усиления частоты, за которым триод уже не в состоянии усилить сигнал.

Поэтому оптимальным считается максимальная рабочая частота сигнала, в 10-20 раз ниже предельного усиления частоты транзистора.

Еще одной показательной характеристикой транзистора является максимальная допустимая рассеиваемая мощность. Дело в том, что при работе любого электрического прибора вырабатывается тепло. Оно тем больше, чем выше значения силы тока и напряжения в цепи.

Отводится оно несколькими способами: с помощью специальных радиаторов, принудительного обдува воздухом и другими. Таким образом, существует некий предел количества теплоты для любого триода (для каждого он разный), который он может рассеять в пространство. Поэтому при выборе прибора исходят из характеристик электрической цепи, на который предстоит установить транзистор.

Типы подключений

Основная задача транзистора – усиливать поступающий сигнал. Проблема в том, что у любого триода имеются только три контакта, в то время как сам усилитель имеет четыре полюса – два для входящего сигнала и два для выходящего, то есть усиленного. Выход из положения – использовать один из контактов транзистора дважды: и как вход, и как выход.

По этому принципу различают три вида подключения. Стоит отметить, что не имеет принципиальной разницы, какой тип прибора используется – полевой или биполярный.

1. Подключение с общим эмиттером (ОЭ) или общим истоком (ОИ). Эта схема подключения имеет наибольшие значения усиления мощности по току и напряжению. Однако из-за эффекта Миллера его частотные характеристики значительно хуже. Борются с этим негативным явлением несколькими способами: используют подключение с общей базой, применяют каскодное подключение двух транзисторов (подключённому по общему эмиттеру добавляется второй, подключенный по общей базе).
2. Подключение с общей базой (ОБ) или общим затвором (ОЗ). Здесь полностью исключено влияние эффекта Миллера. Однако за это приходиться платить: в этой схеме усиления тока практически не происходит, зато имеется широкий диапазон для изменения частоты сигнала.
3. Подключение с общим коллектором (ОК) или общим стоком (ОС). Такой тип подключения часто называют эмиттерным или истоковым повторителем. Это «золотая середина» между двумя предыдущими видами схем: частотные характеристики и мощность усиления по току и напряжению находятся где-то посередине между двумя первыми.

Все три описанных выше типа подключения применяются в зависимости от того, какие цели преследуют конструкторы.

Виды транзисторов

В первых транзисторах применялся германий, который работал не совсем стабильно. Со временем от него отказалось в пользу других материалов: кремния (самый распространённый) и арсенида галлия. Но все это традиционные полупроводники.

В настоящее время начинают набирать популярность триоды на основе органических материалов и даже веществ биологического происхождения: протеинов, пептидов, молекул хлорофилла и целых вирусов. Биотранзисторы используются в медицине и биотехнике.

Другие классификации транзисторов:

1. По мощности подразделяются на маломощные (до 0,1 Вт), средней мощности (от 0,1 до 1 Вт) и просто мощные (свыше 1 Вт).
2. Также разделяются по материалу корпуса (металл или пластмасса), типу исполнения (в корпусе, бескорпусные, в составе интегральных схем).
3. Нередко их объединяют друг с другом для улучшения характеристик. Такие транзисторы называются составными или комбинированными и могут состоять из двух и более полупроводниковых приборов. Строение и у них простое: эмиттер первого является базой для второго и так далее до необходимого количества триодов. Бывает нескольких типов: Дарлинга (все составляющие с одинаковым типом проводимости), Шиклаи (тип проводимости разный), каскодный усилитель (два прибора, работающие как один с подключением по схеме с общим эмиттером).
4. К составным относится также и IGBT-транзистор, представляющий собой биполярный, который управляется при помощи полярного триода с изолированным затвором. Такой тип полупроводниковых приборов применяется в основном там, где нужно управлять большим током (сварочные аппараты, городские электросети) или электромеханическими приводами (электротранспорт).
5. В качестве управления может применяться не ток, а другое электромагнитное воздействие. К примеру, в фототранзисторах в качестве базы используется чувствительный фотоэлемент, а в магнитотранзисторах – материал, индуцирующий ток при воздействии на него магнитного поля.

Технологический предел для транзисторов еще не достигнут. Их размеры уменьшаются с каждым голом, а различные научно-исследовательские институты ведут поиск новых материалов для использования в качестве полупроводника. Можно сказать, что эти полупроводниковые приборы еще не сказали миру своего последнего слова.

Источник

Поставщики беспроводных радиочастот и ресурсы

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов RF и Wireless. На сайте представлены статьи, учебные пособия, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тесты и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. д. Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. Он также имеет академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и дисциплинам MBA.

Статьи о системах на основе IoT

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе IoT : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падения IoT. Подробнее➤
См. также другие статьи о системах на основе IoT:
• Система очистки туалетов AirCraft. • Система измерения удара при столкновении • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной розничной торговли • Система мониторинга качества воды • Система интеллектуальной сети • Умная система освещения на основе Zigbee • Умная система парковки на базе Zigbee • Умная система парковки на базе LoRaWAN.

---

Радиочастотные беспроводные изделия

Этот раздел статей охватывает статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE/3GPP и т. д. , стандарты. Он также охватывает статьи, связанные с испытаниями и измерениями, посвященные испытаниям на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF/PHY. СМ. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ >>.

---

Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH была рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Подробнее➤

---

Основные сведения о повторителях и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов повторителей, используемых в беспроводных технологиях. Подробнее➤

---

Основы и типы замираний : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные замирания, быстрые замирания и т. д., используемые в беспроводной связи. Подробнее➤

---

Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G.

Архитектура сотового телефона. Подробнее➤

---

Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи по соседнему каналу, помехи в одном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. д. Подробнее➤

---

Раздел 5G NR

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (новое радио), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. д. 5G NR Краткий справочный указатель >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • БАЗОВЫЙ НАБОР 5G NR • Форматы 5G NR DCI • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Опорные сигналы 5G NR • 5G NR m-Sequence • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • MAC-уровень 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень PDCP 5G NR

---

Учебники по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводным сетям. Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, беспроводная сеть, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. д. См. ИНДЕКС УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ >>

---

Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы, посвященные технологии 5G:
Учебник по основам 5G Диапазоны частот учебник по миллиметровым волнам Рамка волны 5G мм Зондирование канала миллиметровых волн 5G 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Архитектура сети 5G Сетевые интерфейсы 5G NR звучание канала Типы каналов 5G FDD против TDD Нарезка сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G ТФ

---

В этом учебнике GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура кадров GSM или иерархия кадров, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM или настройка вызова или процедура включения питания, Вызов MO, вызов MT, модуляция VAMOS, AMR, MSK, GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы мобильного телефона, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Читать дальше.

LTE Tutorial , описывающий архитектуру системы LTE, включая основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он предоставляет ссылку на обзор системы LTE, радиоинтерфейс LTE, терминологию LTE, категории LTE UE, структуру кадра LTE, физический уровень LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, Voice Over LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE advanced.➤Подробнее.

---

Радиочастотные технологии Материал

На этой странице мира беспроводных радиочастот описывается пошаговое проектирование преобразователя частоты на примере повышающего преобразователя частоты 70 МГц в диапазон C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, амортизирующие прокладки. ➤Читать дальше.
➤ Проектирование и разработка РЧ приемопередатчика ➤Дизайн радиочастотного фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковых ➤Основы волновода

---

Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются ресурсы по контролю и измерению, контрольно-измерительное оборудование для тестирования тестируемых устройств на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE. ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для контрольно-измерительных приборов. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤ Измерения физического уровня ➤ Тестирование устройства WiMAX на соответствие ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤ Тест на соответствие TD-SCDMA

---

Волоконно-оптические технологии

Волоконно-оптический компонент основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д. Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. ИНДЕКС оптических компонентов >>
➤Руководство по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤Основы SONET ➤ Структура кадра SDH ➤ SONET против SDH

---

Поставщики беспроводных радиочастот, производители

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики ВЧ-компонентов, включая ВЧ-изолятор, ВЧ-циркулятор, ВЧ-смеситель, ВЧ-усилитель, ВЧ-адаптер, ВЧ-разъем, ВЧ-модулятор, ВЧ-трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, осциллятор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексер, дуплексер, чип-резистор, чип-конденсатор, чип-индуктор, ответвитель, ЭМС, программное обеспечение RF Design, диэлектрический материал, диод и т. д. Поставщики радиочастотных компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤ РЧ-циркулятор ➤РЧ-изолятор ➤Кристаллический осциллятор

---

MATLAB, Labview, Embedded Исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. СМОТРИТЕ ИНДЕКС ИСТОЧНИКОВ >>
➤ 3–8 код декодера VHDL ➤Скремблер-дескремблер Код MATLAB ➤32-битный код ALU Verilog ➤ T, D, JK, SR триггер коды labview

*Общая медицинская информация*

Сделайте эти пять простых вещей, чтобы помочь остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: Мойте их часто
2. ЛОКОТЬ: кашляйте в него
3. ЛИЦО: Не прикасайтесь к нему
4. НОГИ: Держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВУЙТЕ: Болен? Оставайтесь дома

Используйте технологию отслеживания контактов >> , следуйте рекомендациям по социальному дистанцированию >> и установить систему наблюдения за данными >> спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таких стран, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19так как это заразное заболевание.

---

Радиочастотные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Они охватывают беспроводные технологии, такие как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. д. СМ. КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤ 5G NR ARFCN и преобразование частоты ➤ Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤ LTE EARFCN для преобразования частоты ➤ Калькулятор антенны Yagi ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR

---

IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

В разделе, посвященном IoT, рассматриваются беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT+, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие. Он также охватывает датчики IoT, компоненты IoT и компании IoT.
См. главную страницу IoT>> и следующие ссылки.
➤РЕЗЬБА ➤EnOcean ➤ Учебник LoRa ➤ Учебник по SIGFOX ➤ WHDI ➤6LoWPAN ➤Зигби RF4CE ➤NFC ➤Лонворкс ➤CEBus ➤УПБ

СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ

Учебники по беспроводным радиочастотам

GSM ТД-СКДМА ваймакс LTE UMTS GPRS CDMA SCADA беспроводная сеть 802.11ac 802.11ad GPS Зигби z-волна Bluetooth СШП Интернет вещей Т&М спутник Антенна РАДАР RFID

Различные типы датчиков

Датчик приближения Датчик присутствия против датчика движения Датчик LVDT и RVDT Датчик положения, смещения и уровня датчик силы и датчик деформации Датчик температуры датчик давления Датчик влажности датчик МЭМС Сенсорный датчик Тактильный датчик Беспроводной датчик Датчик движения Датчик LoRaWAN Световой датчик Ультразвуковой датчик Датчик массового расхода воздуха Инфразвуковой датчик Датчик скорости Датчик дыма Инфракрасный датчик Датчик ЭДС Датчик уровня Активный датчик движения против пассивного датчика движения

Поделиться этой страницей

Перевести эту страницу

СТАТЬИ Раздел T&M ТЕРМИНОЛОГИИ Учебники Работа и карьера ПОСТАВЩИКИ Интернет вещей Онлайн калькуляторы исходные коды ПРИЛОЖЕНИЕ. ПРИМЕЧАНИЯ Всемирный веб-сайт T&M  

Работа различных типов транзисторов

Транзистор — это небольшое устройство, которое можно использовать для двух разных целей. В некоторых ситуациях транзистор можно использовать как переключатель, а в других — как усилитель.

Он может служить двум целям: его можно использовать для увеличения потока электричества или напряжения, а также для подавления или отключения потока тока.

Хотите подробно узнать обо всех аспектах транзисторов? Наш частный репетитор по физике поможет вам получить все знания по предмету.

Здесь мы обсудили различные варианты использования и применения транзисторов в зависимости от их режима работы.

Что такое транзистор

Транзистор в основном рассматривается как полупроводниковое устройство, поскольку его можно использовать в обоих случаях; электрический проводник и ингибитор. Два основных назначения транзистора: работа в качестве усилителя или переключателя в цепи. В основном есть три основных вывода транзистора, которые обеспечивают его правильную работу. Три вывода включают базу, эмиттер и коллектор. Основываясь на использовании и функционировании транзистора, существует два способа его использования, в том числе:

• Усилитель
• Переключатель

Давайте обсудим, чем отличается работа транзистора при работе в качестве усилителя и схемы.

Конфигурация транзистора

Здесь работа транзистора основана на конфигурации схемы. Разные конфигурации определяют разную работу транзистора. Возможны три варианта конфигурации транзистора, в том числе:

• Общая база
• Общий эмиттер
• Общий коллектор

Две клеммы работают на вход и две клеммы на выход. В этой ситуации третья клемма обычно принимается как общая клемма как для ввода, так и для вывода; конфигурация изменяется в зависимости от занятого общего терминала.

Общая база

Если транзистор работает с конфигурацией с общей базой, это означает, что клемма базы использовалась как общая клемма для входа и выхода. При этом две другие клеммы работают отдельно на вход и выход.

Таким образом, здесь база обеспечивает две сложенные функции, т. е. для ввода и вывода напряжения одновременно. Вот почему база в этой ситуации известна как общая база.

Общий эмиттер

Когда транзистор работает таким образом, что эмиттер используется как общий вывод для входа и выхода, а два других вывода работают отдельно для входа и выхода, тогда конфигурация называется общий эмиттер.

Здесь эмиттер используется для обеспечения работы как входного, так и выходного напряжения одновременно. Вот почему он известен как общий эмиттер.

Общий коллектор

Если транзистор работает с выводом коллектора как общий вывод для обоих; вход и выход, то пока две другие клеммы работают по отдельности на вход и выход, конфигурация называется общим коллектором.

В этой ситуации этот коллектор дает назначение как входного, так и выходного напряжения одновременно. Таким образом, эта клемма известна как общий коллектор.

Транзисторы как усилители

Когда транзистор работает как усилитель, он увеличивает ток, превращая слабый сигнал в сильный. Когда мы используем транзистор в виде усилителя, то он используется для преобразования или усиления слабого сигнала со входа в сильный на выходе. При использовании транзистора в качестве усилителя входной сигнал с довольно низким значением преобразуется в выходной сигнал с более высоким значением.

Основной целью использования усилителей на транзисторах является улучшение качества сигнала для повышения эффективности работы схемы. Это свойство транзистора весьма полезно при работе с радиосигналами или дистанционной связью.

Активная область

Эта область находится между областью насыщения и отсечки. Работая в активной области, транзистор обычно работает как усилитель. В этой области переход база-эмиттер находится в обратном смещении, тогда как переход база-коллектор находится в прямом смещении. Точно так же, как свойство переключения транзистора происходит в области насыщения или отсечки, усиление транзисторами обычно происходит, когда транзистор присутствует в активной области.

Пример усиленного тока

Давайте обсудим на примере, как небольшое напряжение может оказать большое влияние на выходное напряжение, тем самым усиливая выходное напряжение.

Если к эмиттеру приложить небольшое напряжение, например 0,2 В, то в конечном итоге в эмиттере появится ток величиной 2 мА. Это приведет к увеличению напряжений, которые собираются в качестве выходных напряжений.

При таком напряжении и токе сопротивление будет порядка 5 кОм

Поскольку V=IR

Мы можем сказать, что

5 x 2= 10 В

Из этого примера мы можем сделать вывод, что небольшое входное напряжение, равное 0,2 В, создавало больший эффект выходного напряжения, равный 10 В.

Таким образом, меньшее напряжение было преобразовано в большее с помощью транзистора.

Транзисторы как переключатели

Если транзистор работает как переключатель, это означает, что небольшое количество тока в цепи будет преобразовано в большее количество тока, оказывая значительное влияние. Работа транзистора в качестве переключателя будет определять, течет ток или нет. Другими словами, он определяет, открыта ли цепь (ВЫКЛ.) или замкнута (ВКЛ.).

При работе в качестве переключателя транзистор работает в двух основных областях, включая область отсечки и область насыщения.

Зона отсечки

Транзистор в качестве переключателя отвечает за определение того, открыта или закрыта цепь. Когда на эмиттере присутствует нулевой ток, на коллекторе будет нулевой ток; следовательно, переключатель будет рассматриваться как разомкнутый переключатель или выключенный режим. Когда ключ разомкнут, транзистор работает в области отсечки.

Поскольку цепь разомкнута, когда транзистор находится в области отсечки, ток в цепи отсутствует; следовательно, цепь будет считаться в режиме OFF. Таким образом, транзистор в этой области используется как переключатель.

Область насыщения

С другой стороны, когда определенное напряжение, обычно превышающее 0,7 В, прикладывается к клемме базы, тогда на клемме коллектора протекает ток. В этой ситуации цепь замкнута и находится в режиме ВКЛ. Когда цепь замкнута, говорят, что транзистор работает в области насыщения. В области насыщения присутствует напряжение, а ток максимален на базе и выводе коллектора.

Поскольку цепь замкнута, когда транзистор находится в области насыщения, по цепи протекает максимальный ток из-за напряжения, поступающего от источника. Таким образом, говорят, что цепь включена, и через нее протекает ток. Таким образом, транзистор используется в качестве переключателя, когда он присутствует в этой области.

Выводы транзисторов

Есть три основных вывода транзистора, которые работают вместе для нормального функционирования транзисторов и переноса заряда с одной части схемы на другую. Давайте обсудим работу трех выводов транзистора.

Эмиттер

Это первая клемма транзистора среднего размера. Находясь в начале транзистора, эмиттер в основном отвечает за передачу заряда коллектору через вывод базы. Поскольку он отвечает за подачу заряда, он подключается к базе через прямое смещение. Заряды передаются на базовый терминал через переход между эмиттером и базой.

Основание

Это вторая клемма на резисторе. На базовом терминале есть две развязки. Тот, который соединяет базу с эмиттером, известен как входной переход, а другой, который соединяет базу с коллектором, известен как выходной переход. Входной переход находится в прямом смещении, тогда как выходной переход находится в обратном смещении.

База расположена в средней области транзистора с относительно небольшими размерами по сравнению с областью эмиттера и коллектора.

Коллектор

Это последний вывод транзистора. Он расположен в конце его, и по размерам относительно больше обоих выводов, т. е. базы и эмиттера. Большой размер этого терминала предназначен для целей сбора, поскольку предполагается, что заряды, отправленные от эмиттера через базу, собираются в этой области.

Здесь присутствует переход с обратным смещением, который соединяет базу с коллектором.

Типы транзисторов

В зависимости от конфигурации и материала выводов существует два основных типа транзисторов, которые далее подразделяются на другие категории.

Два основных типа транзисторов:

• Биполярный транзистор
• Полевой транзистор

Биполярный транзистор (BJP) далее делится на две другие конфигурации: PNP и NPN, тогда как полевой транзистор эффектный транзистор (FET) также имеет еще две конфигурации: JFET и MOSFET.

Давайте обсудим, как эти конфигурации и их использование отличают разные типы транзисторов друг от друга.

Транзистор с биполярным переходом (BJT)

Транзисторы с биполярным переходом содержат два перехода из материала P или N. Здесь предполагается, что N указывает на отрицательно заряженный материал, присутствующий в транзисторе, тогда как P указывает на положительно заряженный материал.

Транзистор BJP имеет еще два типа конфигураций, которые вносят различия в работу транзистора, в том числе:

• NPN
• PNP

NPN

Транзистор NPN имеет такую ​​конфигурацию, что материал P расположен в середине материала N. В транзисторе NPN есть три вывода, то есть эмиттер, база и коллектор, где база соединена с эмиттером через прямое смещение и с коллектором через обратное смещение.

Поток электронов в конфигурации NPN идет от эмиттера к коллектору, поскольку оба конца имеют отрицательный материал.

Рабочий

В транзисторе NPN, когда на него не подается напряжение, транзистор считается несмещенным. При подаче напряжения возникает поток заряда, который генерирует ток в цепи. Поскольку левая и правая стороны NPN-транзисторов изготовлены из отрицательного материала, известно, что большинство носителей заряда в этих двух областях представляют собой отрицательно заряженные электроны, тогда как средняя область (база), изготовленная из P-материала, имеет основные носители, что подтверждается являются положительно заряженными ионами.

Таким образом, поток зарядов в этом транзисторе идет от эмиттера к базе, которая затем передается на коллектор.

PNP

Транзистор PNP, с другой стороны, имеет противоположную конфигурацию. Материал N в этом транзисторе расположен между материалами P с обеих сторон. В этом транзисторе электроны берутся из базы, которая находится посередине. Когда ток поступает в базу, он далее направляется в коллектор, где усиливается.

Этот транзистор имеет два PN-перехода. Они образуются, когда эмиттер соединяется с базой, образующей один PN-переход, а другой формируется, когда база соединяется с коллектором, образующим другой PN-переход.

Рабочий

Если на данный транзистор не подается напряжение, то говорят, что это несмещенный PNP-транзистор. После приложения напряжения возникает поток зарядов, которые генерируют ток. В случае PNP-транзистора область P состоит из дырок в качестве основных носителей заряда, а отрицательно заряженные электроны считаются неосновными носителями заряда. Принимая во внимание, что в основе, которая представляет собой материал N, электроны считаются основными носителями заряда, а дырки считаются неосновными носителями заряда.

Таким образом, основными носителями заряда в PNP-транзисторе являются дырки, а не отрицательно заряженные электроны.

Предпочтительность NPN перед PNP

Обычно в электрических цепях транзисторы NPN предпочтительнее транзисторов PNP. Хотя основное различие между обоими транзисторами заключается в конфигурации материалов P и N, это меняет режим работы обоих транзисторов.

Вот несколько причин, по которым транзисторы NPN предпочтительнее транзисторов PNP:

Движение электронов

Основными носителями в NPN-транзисторах являются отрицательно заряженные электроны, и известно, что электроны имеют более высокую скорость подвижности и перемещаются быстрее по сравнению с дырками, представленными в качестве основных носителей в PNP-транзисторах. Будучи положительно заряженными ионами, они менее подвижны, чем электроны.

Более высокая подвижность электрона обеспечивает большую проводимость электричества в данной цепи, что делает NPN более предпочтительным транзистором, чем PNP.

Заземление отрицательной клеммы

Заземление отрицательной клеммы помогает сохранить баланс в протекании тока и свести к минимуму несбалансированный ток. NPN имеет более заметное отрицательное поле, которое помогает легко заземлить отрицательную клемму, тогда как PNP-транзистор имеет более заметное положительное поле. Это предотвращает заметное отрицательное воздействие транзистора и затрудняет простоту заземления отрицательной клеммы.

Таким образом, транзистор NPN более предпочтителен, чем PNP, так как отрицательный вывод можно легко заземлить.

Транзистор NPN в качестве переключателя

Когда транзистор используется в качестве переключателя, транзистор NPN работает более эффективно по сравнению с транзистором PNP. Мощность переключения больше при рабочей конфигурации транзистора в NPN с более отрицательным полем вместо PNP-транзистора с положительным полем. Точно так же частота транзистора NPN лучше, чем у PNP, что делает выход усиления лучше, чем у PNP-конфигурации.

Скорость переключения и коэффициент усиления выше у транзистора NPN. Следовательно, оба режима обычного транзистора работают лучше, когда конфигурация выполняется с материалом P, центрированным с материалом N. Вместо противоположной конфигурации это PNP.

Экономические выгоды

Стоимость производства NPN-транзистора намного меньше по сравнению с PNP-транзистором. Чтобы ограничить стоимость производства транзисторов, NPN-транзистор используется чаще, чем PNP-транзистор.

Более надежный

Имея меньшие размеры и низкую себестоимость, NPN-транзистор считается более эффективным и надежным, чем PNP-транзистор.

Полевой транзистор

Это тип униполярного транзистора, который не имеет двойных переходов, как транзистор BJT. Будучи униполярным, полевой транзистор имеет встроенный материал P или N, и поэтому в этом транзисторе в качестве носителей заряда работают либо электроны, либо дырки. Оба носителя заряда не будут представлены одновременно в полевом транзисторе.

Известно, что полевой транзистор имеет высокий входной импеданс, что делает его идеальным для использования в интегральных схемах.

Полевой транзистор считается устройством, управляемым напряжением, поскольку его функционирование зависит от выходных напряжений, которые ему обеспечивают входные напряжения. Есть три разных вывода полевого транзистора, которые отличаются от выводов биполярного транзистора. вот эти три клеммы:

• Ворота
• Источник
• Слив

Давайте обсудим, насколько размещение и роли этих клемм важны для нормального функционирования полевого транзистора.

Затвор

Это вывод, который в основном отвечает за поток носителей заряда в транзисторе. Это сделано путем диффузии полупроводника N-типа и полупроводника P-типа. Он расположен близко к каналу, чтобы обеспечить правильное течение носителей заряда от истока к стоку.

Источник

Это вывод полевого транзистора, где электроны или дырки входят в канал схемы, чтобы двигаться дальше к стоку для нормального функционирования схемы. Вход носителей заряда сюда контролируется воротами.

Слив

Это последний вывод полевого транзистора, из которого выходят входящие носители заряда. Электроны в основном входят в канал из затвора и выходят из стока; этот поток носителей заряда от истока к стоку контролируется и регулируется третьим выводом, который является затвором.

В зависимости от принципа работы этого транзистора существует два различных типа полевых транзисторов, как описано ниже: схема. JFET представляет собой устройство, управляемое напряжением, и работает либо с материалом P-типа, либо с материалом N-типа. Основываясь на этой конфигурации, JFET далее делится на JFET n-типа и JFET P-типа.

Поскольку он управляется подаваемым на него напряжением, когда на него не подается напряжение, считается, что транзистор находится во включенном состоянии, а при подаче напряжения транзистор пропускает ограниченное количество тока течь по цепи.

Если материал P-типа является основным компонентом JFET, то он известен как P-тип JFET, а основными носителями заряда в этом транзисторе являются положительно заряженные ионы, которые являются дырками.

С другой стороны, если основным компонентом транзистора является материал N-типа, то он известен как N-тип JFET, и отрицательно заряженные электроны являются в нем основными носителями заряда.

Металлооксид-полупроводниковый полевой транзистор (МОП-транзистор)

МОП-транзистор — это тип полевого транзистора, который в основном используется для усиления или переключения в данной цепи. Это также устройство, управляемое напряжением, так как небольшое напряжение вносит изменения в ток в цепи.

МОП-транзистор дополнительно имеет два типа конфигураций: тип истощения и тип расширения.

Если МОП-транзистор относится к типу истощения, то это означает, что он находится в форме закрытого переключателя, и для выключения переключателя необходимо обеспечить напряжение затвора истока.

С другой стороны, если этот транзистор относится к типу расширения, считается, что он находится в форме разомкнутого переключателя, и для включения переключателя должно быть напряжение затвора истока.

Разница между JFET и MOSFET

Существует несколько различий между JFET и MOSFET, как описано ниже: МОП-транзистор работает в обоих режимах, будь то в режиме истощения или в режиме улучшения.

На проводимость JFET обычно влияет обратное смещение в канале, тогда как в MOSFET на проводимость влияют переносы, присутствующие в канале.

Сопротивление стоковой клеммы полевого транзистора JFET несколько выше, чем сопротивление стока полевого МОП-транзистора.

Что касается производственного процесса, то он довольно прост для JFET, но несколько сложен для MOSFET.

JFET считается транзистором с тремя выводами, тогда как MOSFET считается транзистором с четырьмя выводами.

Применение транзисторов

В нашей повседневной жизни транзисторы используются по-разному. Некоторые из них обсуждались здесь следующим образом.

• Транзисторы могут использоваться для выполнения двух основных функций: переключения цепи или усиления тока в данном устройстве.
• В качестве переключателя транзисторы используются как в цифровых, так и в аналоговых схемах.
• Когда требуется больший ток, транзисторы с биполярным переходом могут работать, усиливая ток, проходящий через его базу.
• Транзисторы широко используются в производстве наших мобильных телефонов. Транзисторы, присутствующие в мобильных телефонах, отвечают за хранение и регулирование тока, а также за усиление сигналов, поступающих на мобильный телефон.
• Интегральные схемы встроены во многие устройства нашей повседневной жизни. Эти небольшие устройства отвечают за передачу электрических сигналов из одного места в другое через другие устройства, в основном с использованием транзисторов. Транзисторы являются основными функциональными элементами этих микросхем, известных как интегральные схемы.
• Все электрические устройства обеспечивают звуковые функции, включая радио, сотовые телефоны или компьютеры, использующие транзисторы для усиления звука устройства и, следовательно, улучшения качества звука.

Преимущества и недостатки использования транзистора

Как и все остальное, есть несколько преимуществ и некоторые недостатки, связанные с использованием транзистора. Некоторые из них обсуждались ниже:

Преимущества

Некоторые преимущества использования транзистора обсуждались ниже.

• Многие преимущества транзистора обусловлены его очень малыми размерами и меньшими затратами на производство. Транзистор имеет относительно небольшие размеры и обеспечивает эффективную работу, занимая очень мало места в устройстве.
• Может действовать как изолятор и как проводник. Поэтому его иногда называют полупроводником. Когда есть потребность в протекании тока, транзистор действует как проводник, тогда как, когда ток необходимо остановить или уменьшить, транзистор действует как изолятор.
• Когда транзистор используется в качестве транзистора с биполярным переходом, он обеспечивает одновременный поток положительных и отрицательных носителей заряда. Через нее проходят отрицательные и положительные заряды в виде электронов и дырок соответственно.
• При низких производственных затратах небольшие транзисторы можно использовать для изготовления довольно больших интегральных схем.
• Транзисторы достаточно надежны из-за небольших размеров и меньшей чувствительности к механическим воздействиям; из-за этого меньше шансов физического повреждения оборудования.
• Использование кремния в транзисторах имеет важное значение в устройствах, работающих в среде с более высоким током. Устройства переменного тока, которые требуют работы с более высокими уровнями тока, могут работать прямо с BJ-транзисторами, состоящими из кремниевой основы.
• Не требуется большое количество напряжений для большого выходного напряжения. Таким образом, транзистор предлагает большие напряжения с входом небольшого количества напряжений.
• Отсутствует шум, связанный с работой транзистора, что обеспечивает бесшумную работу. Будучи таким маленьким по размеру, в оборудовании транзистора нет движущегося элемента, что помогает избежать износа машины.

Недостатки

При многих преимуществах, связанных с использованием транзисторов, есть и некоторые недостатки. Ниже рассмотрены некоторые из недостатков:

• Более высокие значения напряжения и тока могут плохо сказаться на качестве транзистора. Его следует размещать там, где уровни напряжения и тока относительно выше.
• В случае обратного напряжения транзисторы обычно не работают, поэтому их следует использовать с осторожностью при работе в устройстве переменного тока, чтобы обратное напряжение не нарушило работу транзистора.
• Транзисторы довольно чувствительны к воздействию температуры. Если к устройству применяются более высокие уровни температуры, это может в конечном итоге повредить транзистор.
• Малый размер транзистора может быть и его недостатком. Если есть повреждение цепи или, в частности, транзистора, процесс ремонта довольно сложен из-за его небольшого размера.

Заключение

Транзисторы представляют собой очень маленькие устройства, которые устанавливаются в цепи и могут использоваться для выполнения многих функций, включая усиление тока или напряжения, а также включение и выключение данной цепи.