Транзисторы чем отличаются

Эти загадочные аббревиатуры обозначают порядок наложения эдаких бутербродных слоев или — в нашем случае — pn-переходов в полупроводниковом материале, из которого и состоит транзистор. Конечно, просто глядя на транзистор нельзя сказать, какого типа полупроводниковая структура находится в середине его корпуса, если вы, конечно, не обладаете рентгеновским зрением; однако спецификация однозначно указывает тип транзистора, что и доказано на рис. Выбор типа транзистора зависит от того, как и для чего планируется использовать транзистор в схеме. Только вопрос о правильном выборе типа транзистора мог бы занять всю эту книгу, но смело можно утверждать, что спутывание или прямая замена NPN и PNP транзисторов недопустимы замена одного типа транзистора другим в большинстве случаев допустима, но также требует значительного изменения схемы их включения. То есть, если в схеме указано, что в таком-то узле требуется PNP-транзистор, то замена его на NPN, скорее всего, приведет только к появлению дымка из устройства.

Поиск данных по Вашему запросу:

Транзисторы чем отличаются

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Полевые транзисторы. Виды и устройство. Применение и особенности
• Немного о транзисторах…
• Транзистор
• Транзистор
• Электроника для начинающих
• Чем отличаются транзисторы?
• В чем разница между NPN и PNP транзисторами?
• О транзисторах «на пальцах». Часть 1. Биполярные транзисторы

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: В чем отличие работы тиристора и транзистора?

Полевые транзисторы. Виды и устройство. Применение и особенности

Транзистор — полупроводниковый прибор позволяющий с помощью слабого сигнала управлять более сильным сигналом. Из-за такого свойства часто говорят о способности транзистора усиливать сигнал. Хотя фактически, он ничего не усиливает, а просто позволяет включать и выключать большой ток гораздо более слабыми токами.

Транзисторы весьма распространены в электронике, ведь вывод любого контроллера редко может выдавать ток более 40 мА, поэтому, даже маломощных светодиода уже не получится питать напрямую от микроконтроллера. Тут на помощь и приходят транзисторы. В статье рассматриваются основные типы транзисторов, отличия P-N-P от N-P-N биполярных транзисторов, P-channel от N-channel полевых транзисторов, рассматриваются основные тонкости подключения транзисторов и раскрываются сферы их применения.

Не стоит путать транзистор с реле. Реле — простой выключатель. Суть его работы в замыкании и размыкании металлических контактов. Транзистор устроен сложнее и в основе его работы лежит электронно-дырочный переход. Если вам интересно узнать об этом больше, вы можете посмотреть прекрасное видео, которое описывает работу транзистора от простого к сложному. Пусть вас не смущает год производства ролика — законы физики с тех пор не изменились, а более нового видео, в котором так качественно преподносится материал, найти не удалось:.

У него всегда есть три вывода:. Биполярный транзистор управляется током. Чем больший ток подаётся на базу, тем больший ток потечёт от коллектора к эмиттеру. Отношение тока, проходящего от эмиттера к коллектору к току на базе транзистора называется коэффициент усиления. Если подключен компонент, который потребляет 25 мА например, светодиод , ему будет предоставлено 25 мА.

Если же подключен компонент, который потребляет мА, ему будут предоставлены только максимальные 30 мА. Превышение этих значений ведёт к перегреву и выходу из строя транзистора.

Отличаются они чередованием слоёв. Подробнее о электронах и дырках рассказано в видео, приведённом выше. От чередования слоёв зависит поведение транзисторов. На анимации выше представлен NPN транзистор. В PNP управление транзистором устроено наоборот — ток через транзистор течёт, когда база заземлена и блокируется, когда через базу пропускают ток. Стрелка всегда указывает на переход от N к P :.

Полевые транзисторы отличаются от биполярных внутренним устройством. Наиболее распространены в любительской электронике МОП транзисторы. МОП — это аббревиатура от металл-оксид-проводник. МОП транзисторы позволяют управлять большими мощностями при сравнительно небольших размерах самого транзистора. Управление транзистором обеспечивается напряжением, а не током. Здесь должна быть анимация с полевым транзистором, но она ничем не будет отличаться от биполярного за исключением схематического отображения самих транзисторов, поэтому анимации не будет.

Полевые транзисторы тоже делятся на 2 типа в зависимости от устройства и поведения. N канальный N channel открывается, когда на затвор подаётся напряжение и закрывается.

P канальный P channel работает наоборот: пока напряжения на затворе нет, через транзистор протекает ток. При подаче напряжения на затвор, ток прекращается. На схеме полевые транзисторы изображаются несколько иначе:. По аналогии с биполярными транзисторами, полевые различаются полярностью. Выше был описан N-Channel транзистор.

Они наиболее распространены. Обозначение N канальных слева и P канальных справа транзисторов на схеме. Существует заблуждение, согласно которому полевой транзистор может управлять переменным током. Это не так. Для управления переменным током, используйте реле. Транзистора Дарлингтона не совсем корректно относить к отдельному типу транзисторов. Однако, не упомянуть из в этой статье нельзя. Транзистор Дарлингтона чаще всего встречается в виде микросхемы, включающей в себя несколько транзисторов.

Например, ULN Транзистора Дарлингтона характеризуется возможность быстро открываться и закрывать а значит, позволяет работать с ШИМ и при этом выдерживает большие токи. Он является разновидностью составного транзистора и представляет собой каскадное соединение двух или, редко, более транзисторов, включённых таким образом, что нагрузкой в эмиттере предыдущего каскада является переход база-эмиттер транзистора следующего каскада, то есть транзисторы соединяются коллекторами, а эмиттер входного транзистора соединяется с базой выходного.

Кроме того, в составе схемы для ускорения закрывания может использоваться резистивная нагрузка эмиттера предыдущего транзистора. Такое соединение в целом рассматривают как один транзистор, коэффициент усиления по току которого, при работе транзисторов в активном режиме, приблизительно равен произведению коэффициентов усиления всех транзисторов. Этого тока не хватит для подключения мощной нагрузки.

Например, при попытке подключить к выводу напрямую светодиодную ленту или моторчик, вы гарантированно повредите вывод Ардуино. Не исключено, что выйдет из строя всё плата. Кроме того, некоторые подключаемые компоненты могут требовать напряжения более 5 В для работы. Обе эти проблемы решает транзистор. Он поможет с помощью небольшого тока с вывода Ардуино управлять мощным током от отдельного блока питания или с помощью напряжения в 5 В управлять бОльшим напряжением даже самые слабые транзисторы редко имеют предельное напряжение ниже 50 В.

В качестве примера рассмотрим подключение мотора:. Подключение мощного мотора с помощью транзистора. На приведённой схеме мотор подключается к отдельному источнику питания. Между контактом мотора и источником питания для мотора мы поместили транзистора, который будет управляться с помощью любого цифрового пина Arduino.

Обратите внимание на резистор, установленный между выводом Ардуино и базой транзистора. Он нужен для ограничения тока, протекающего по маршруту микроконтроллер — транзистор — земля и предотвращения короткого замыкания. Как упоминалось ранее, максимальный ток, который можно взять с вывода Arduino — 40 мА.

Можно без опаски использовать резистор на Ом. На самом деле, резистор стоит подбирать с учётом тока, который необходимо подать на базу для получения необходимого тока через транзистор. Для правильного подбора резистора нужно учитывать коэффициент усиления h fe. Иначе управлять транзистором не получится. При использовании полевого транзистора, токоограничительный резистор на затворе не нужен. Транзистор управляется исключительно напряжением и ток через затвор не течёт.

Коллектор англ. Эмиттер англ. Через него вытекает ток от коллектора и базы. Работа биполярного транзистора. Сток англ. Затвор англ. Схема составного транзистора дарлингтона. Поделиться ссылкой: Нажмите, чтобы поделиться в Вконтакте Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться на Twitter Открывается в новом окне Нажмите здесь, чтобы поделиться контентом на Facebook. Открывается в новом окне Ещё Нажмите для печати Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться на LinkedIn Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться записями на Pinterest Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться записями на Tumblr Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться на Reddit Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться в Skype Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться записями на Pocket Открывается в новом окне.

Немного о транзисторах…

Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Руслан Razbezhkin программист, преподаватель. Электронные компоненты. Хочу спросить вас о транзисторах. Много разного о них и о схемах включения я прочитал. Но в параметрах я пока что не разобрался. Много экспериментировал, но некоторые вещи не понял.

Нормирование. Размеры отдельного транзистора нормируются путем в этом случае п-р-п транзисторы отличаются более приемлемыми свойствами .

Транзистор

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Задача по физике 1 ставка. Провод КСПВ, вопрос к электрикам 1 ставка. Мощность рассеивания транзистора? Зачем электродрели нужен редуктор, точнее большая шестеренка? Лидеры категории Антон Владимирович Искусственный Интеллект. Кислый Высший разум.

Транзистор

Принцип полупроводникового управления электрическим током был известен ещё в начале ХХ века. Несмотря на то, что инженеры, работающие в областях радиоэлектроники, знали как работает транзистор, они продолжали конструировать устройства на основе вакуумных ламп. Причиной такого недоверия к полупроводниковым триодам было несовершенство первых точечных транзисторов. Семейство германиевых транзисторов не отличались стабильностью характеристик и сильно зависели от температурных режимов.

Транзистор — полупроводниковый прибор позволяющий с помощью слабого сигнала управлять более сильным сигналом. Из-за такого свойства часто говорят о способности транзистора усиливать сигнал.

Электроника для начинающих

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Полевые транзисторы являются полупроводниковыми приборами. Особенностью их является то, что ток выхода управляется электрическим полем и напряжением одной полярности. Регулирующий сигнал поступает на затвор и осуществляет регулировку проводимости перехода транзистора. Этим они отличаются от биполярных транзисторов, в которых сигнал возможен с разной полярностью. Другим отличительным свойством полевого транзистора является образование электрического тока основными носителями одной полярности.

Чем отличаются транзисторы?

Меня часто спрашивают, как управлять с помощью микроконтроллера мощными потребителями тока — лампами, питающимися от сети В, мощными тенами. В этой статье собран материал по работе электронных ключей — как они устроены, как работают, как их можно применить в радиолюбительской практике перевод [1]. Сначала стоит разобраться в том, что же такое электронный ключ? Обычно, когда на вход электронного ключа подается слабый ток управления, ключ замыкается и пропускает через себя мощный ток в силовой цепи. Когда ток управления пропадает, то ключ размыкается и мощный потребитель тока отключается. На фото представлены основные представители электронных ключей — реле и транзисторы.

Биполярный транзистор отличается от лампы термочувствительностью основных параметров, большей нелинейностью входных и выходных.

В чем разница между NPN и PNP транзисторами?

Транзисторы чем отличаются

В этом цикле статей мы попытаемся просто и доходчиво рассказать о таких непростых компонентах, как транзисторы. Сегодня этот полупроводниковый элемент встречается почти на всех печатных платах, в любом электронном устройстве в сотовых телефонах, в радиоприёмниках, в компьютерах и другой электронике. Транзисторы являются основой для построения микросхем логики, памяти, микропроцессоров… Вот давайте и разберёмся, что это чудо из себя представляет, как работает и чем вызвана такая широта его применения.

О транзисторах «на пальцах». Часть 1. Биполярные транзисторы

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок №12. Транзистор.

За всю историю создания усилителей мощности звуковой частоты разработано огромное количество схемотехнических решений. Как показывает практика, транзисторные усилители при их правильном использовании по объективным техническим характеристикам значительно превосходят ламповые. Тем не менее, многие специалисты отдают предпочтение ламповым усилителям, несмотря на их заоблачную стоимость. Строго говоря, такое мнение не совсем субъективно. Чтобы предугадать разницу в звучании ламповых и транзисторных усилителей необходимо рассмотреть на физическом уровне различия между транзисторами и лампами. Биполярный транзистор отличается от лампы термочувствительностью основных параметров, большей нелинейностью входных и выходных характеристик.

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.

Первый отечественный транзистор, приспособленный для массового производства. Благодаря своей распространенности, мем в радиолюбительской среде. Выгодно отличаясь ничтожными размерами и фантастическими характеристиками, мог быть использован юными кулибиными в самых разных устройствах: от простейшего переключателя до радиожучков. В наши дни обрёл корпус КТ известный буржуям как TO и к вящей радости радиофилов продолжает производиться на просторах Синеокой. Имеет n-p-n проводимость, выпускается в пластмассовом корпусе. Также существует комплементарный p-n-p транзистор КТ Отличаются они от КТ двумя рисками впрочем, риски могут и отсутствовать по бокам буквенного обозначения, расположенного по центру корпуса в отличие от сабжа, у которого буква смещена к краю.

Это такая хитрая фиговина, пропускающая ток только в одну сторону. Его можно сравнить с ниппелем. Применяется, например, в выпрямителях, когда из переменного тока делают постоянный.

В чем различие между полевыми и биполярными транзисторами

Транзистор — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет использовать его для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов.

Ток или поле

Большинству людей, так или иначе сталкивающемуся с электроникой, принципиальное устройство полевых и биполярных транзисторов должно быть известно. По крайней мере, из названия «полевой транзистор», очевидно, что управляется он полем, электрическим полем затвора, в то время как биполярный транзистор управляется током базы.

Ток и поле — различие здесь кардинальное. У биполярных транзисторов управление током коллектора осуществляется путем изменения управляющего тока базы, в то время как для управления током стока полевого транзистора, достаточно изменить приложенное между затвором и истоком напряжение, и не нужен уже никакой управляющий ток как таковой.

Полевые транзисторы быстрее

Какие транзисторы лучше полевые или биполярные? Достоинство полевых транзисторов, по сравнению с биполярными, налицо: полевые транзисторы обладают высоким входным сопротивлением по постоянному току, и даже управление на высокой частоте не приводит к значительным затратам энергии.

Накопление и рассасывание неосновных носителей заряда отсутствует в полевых транзисторах, от того и быстродействие у них очень высокое (что отмечается разработчиками силовой техники). И поскольку за усиление в полевых транзисторах отвечают переносимые основные носители заряда, то верхняя граница эффективного усиления у полевых транзисторов выше чем у биполярных.

Здесь же отметим высокую температурную стабильность, малый уровень помех (в силу отсутствия инжекции неосновных носителей заряда, как то происходит в биполярных), экономичность в плане потребления энергии.

Разная реакция на нагрев

Если биполярный транзистор в процессе работы устройства нагревается, то ток коллектор-эмиттер увеличивается, то есть температурный коэффициент сопротивления у биполярных транзисторов отрицательный.

У полевых же все наоборот — температурный коэффициент сток-исток положительный, то есть с ростом температуры растет и сопротивление канала, то есть ток сток-исток уменьшается. Это обстоятельство дает полевым транзистором еще одно преимущество перед биполярными: полевые транзисторы можно без опаски соединять параллельно, и не потребуются выравнивающие резисторы в цепах их стоков, поскольку в соответствии с ростом нагрузки станет автоматически расти и сопротивление каналов.

Так для достижения высоких показателей коммутационных токов, можно легко набрать составной ключ из нескольких параллельных полевых транзисторов, что и используется много где на практике, например в инверторах.

А вот биполярные транзисторы нельзя просто так параллелить, им нужны обязательно токовыравнивающие резисторы в цепях эмиттеров. Иначе, из-за разбаланса в мощном составном ключе, у одного из биполярных транзисторов рано или поздно случится необратимый тепловой пробой. Полевым составным ключам названная проблема почти не грозит. Эти характерные тепловые особенности связаны со свойствами простого n- и p-канала и p-n перехода, которые кардинально отличаются.

Сферы применения тех и других транзисторов

Различия между полевыми и биполярными транзисторами четко разделяют области их применений. Например в цифровых микросхемах, где необходим минимальный ток потребления в ждущем состоянии, полевые транзисторы применяются сегодня гораздо шире. В аналоговых же микросхемах полевые транзисторы помогают достичь высокой линейности усилительной характеристики в широком диапазоне питающих напряжений и выходных параметров.

Схемы типа reel-to-reel удобно реализуются сегодня с полевыми транзисторами, ведь легко достигается размах напряжений выходов как сигналов для входов, совпадая почти с уровнем напряжения питания схемы. Такие схемы можно просто соединять выход одной с входом другой, и не нужно никаких ограничителей напряжения или делителей на резисторах.

Что касается биполярных транзисторов, то их типичными сферами применения остаются: усилители, их каскады, модуляторы, детекторы, логические инверторы и микросхемы на транзисторной логике.

Полевые побеждают

Выдающиеся примеры устройств, построенных на полевых транзисторах, — наручные электронные часы и пульт дистанционного управления для телевизора. За счёт применения КМОП-структур эти устройства могут работать до нескольких лет от одного миниатюрного источника питания — батарейки или аккумулятора, потому что практически не потребляют энергии.

В настоящее время полевые транзисторы находят все более широкое применение в различных радиоустройствах, где уже с успехом заменяют биполярные. Их применение в радиопередающих устройствах позволяет увеличить частоту несущего сигнала, обеспечивая такие устройства высокой помехоустойчивостью.

Обладая низким сопротивлением в открытом состоянии, находят применение в оконечных каскадах усилителей мощности звуковых частот высокой мощности (Hi-Fi), где опять же с успехом заменяют биполярные транзисторы и даже электронные лампы.

В устройствах большой мощности, например в устройствах плавного пуска двигателей, биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) — приборы, сочетающие в себе как биполярные, так и полевые транзисторы, уже успешно вытесняют тиристоры.

Ранее ЭлектроВести писали, что дожди могут стать новым источником возобновляемой и предельно дешевой энергии: ученые из Гонконга придумали новый тип электрогенератора с высоким КПД и удельной мощностью в тысячу раз большей, чем у существовавших до сих пор других подобных устройств. Их изобретение позволяет получать из падения одной капли воды с высоты 15 см напряжение свыше 140 вольт, а энергии этого падения хватит для питания 100 небольших светодиодных ламп.

По материалам: electrik.info.

Чем отличается полевой транзистор от обычного

Полевой транзистор – электрический полупроводниковый прибор, выходной ток которого управляется полем, следовательно, напряжением, одного знака. Формирующий сигнал подается на затвор, регулирует проводимость канала n или p-типа. В отличие от биполярных транзисторов, где сигнал переменной полярности. Вторым признаком назовем формирование тока исключительно основными носителями (одного знака).

Классификация полевых транзисторов

Начнём классификацией. Разновидности полевых транзисторов многочисленны, каждая работает сообразно алгоритму:

1. Тип проводимости канала: n или р. Фактор определяет полярность управляющего напряжения.
2. По структуре. С р-n-переходом сплавные, диффузионные, МДП (МОП), с барьером Шоттки, тонкопленочные.
3. Число электродов – 3 или 4. В последнем случае подложка рассматривается обособленным субъектом, позволяя управлять протеканием тока по каналу (помимо затвора).
4. Материал проводника. Сегодня распространены кремний, германий, арсенид галлия. Материал полупроводника маркируется условным обозначением буквами (К, Г, А) или (в изделиях военной промышленности) цифрами (1, 2, 3).
5. Класс применения не входит в маркировку, указывается справочниками, дающими сведения, что полевой транзистор часто входит в состав усилителей, радиоприемных устройств. В мировой практике встречается деление по применяемости на следующие 5 групп: усилители высокой, низкой частоты, постоянного тока, модуляторы, ключевые.

Помимо общей классификации придумана специализированная, определяющая принципы работы. Различают:

1. Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом.
2. Полевые транзисторы с барьером Шоттки.
3. Полевые транзисторы с изолированным затвором:

• С встроенным каналом.
• С индуцированным каналом.

В литературе дополнительно упорядочивают структуры следующим образом: применять обозначение МОП нецелесообразно, конструкции на оксидах считают частным случаем МДП (металл, диэлектрик, полупроводник). Барьер Шоттки (МеП) следует отдельно выделять, поскольку это иная структура. Напоминает свойствами p-n-переход. Добавим, что конструктивно в состав транзистора способны входить одновременно диэлектрик (нитрид кремния), оксид (четырехвалентный кремния), как это случилось с КП305. Такие технические решения используются людьми, ищущими методы получения уникальных свойств изделия, удешевления.

Среди зарубежных аббревиатур для полевых транзисторов зарезервировано сочетание FET, иногда обозначает тип управления – с p-n-переходом. В последнем случае наравне с этим встретим JFET. Слова-синонимы. За рубежом принято отделять оксидные (MOSFET, MOS, MOST – синонимы), нитридные (MNS, MNSFET) полевые транзисторы. Наличие барьера Шоттки маркируется SBGT. По-видимому, материал значение, отечественная литература значение факта замалчивает.

Электроды полевых транзисторов на схемах обозначаются: D (drain) – сток, S (source) – исток, G (gate) – затвор. Подложку принято именовать substrate.

Устройство полевого транзистора

Управляющий электрод полевого транзистора называется затвором. Канал образован полупроводником произвольного типа проводимости. Сообразно полярность управляющего напряжения положительная или отрицательная. Поле соответствующего знака вытесняет свободные носители, пока перешеек под электродом затвора не опустеет вовсе. Достигается путем воздействия поля либо на p-n-переход, либо на однородный полупроводник. Ток становится равным нулю. Так работает полевой транзистор.

Ток протекает от истока к стоку, новичков традиционно мучает вопрос различения двух указанных электродов. Отсутствует разница, в каком направлении движутся заряды. Полевой транзистор обратим. Униполярность носителей заряда объясняет малый уровень шумов. Поэтому в технике полевые транзисторы занимают доминирующую позицию.

Ключевой особенностью приборов назовем большое входное сопротивление, в особенности, переменному току. Очевидный факт, проистекающий из управления обратно смещённым p-n-переходом (переходом Шоттки), либо емкости технологического конденсатора в районе изолированного затвора.

Подложки часто выступает нелегированный полупроводник. Для полевых транзисторов с затвором Шоттки — арсенид галлия. В чистом виде неплохой изолятор, к которому в составе изделия предъявляются требования:

1. Отсутствие негативных явлений на стыке с каналом, истоком, стоком: светочувствительность, паразитное управление по подложке, гистерезис параметров.
2. Термостабильность в процессе технологических циклов изготовления изделия: устойчивость к отжигу, эпитаксии. Отсутствие диффузии примесей в активные слои, вызванной этим деградации.
3. Минимум примесей. Требование тесно связано с предыдущим.
4. Качественная кристаллическая решетка, минимум дефектов.

Сложно создать значительной толщины слой, отвечающий перечню условий. Поэтому добавляется пятое требование, заключающееся в возможности постепенного наращивания подложки до нужных размеров.

Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом и МеП

В этом случае тип проводимости материала затвора отличается от используемого каналом. На практике встретите разные улучшения. Затвор составлен пятью областями, утопленными в канале. Меньшим напряжением удается управлять протеканием тока. Означая увеличение коэффициента усиления.

В схемах используется обратное смещение p-n-перехода, чем сильнее, тем уже канал для протекания тока. При некотором значении напряжения транзистор запирается. Прямое смещение опасно использовать по той причине, что мощная управляемая цепь может повлиять на контур затвора. Если переход открыт, потечет большой ток, либо приложится высокое напряжение. Нормальный режим обеспечивается правильным подбором полярности и других характеристик источника питания, выбором рабочей точки транзистора.

Однако в некоторых случаях намеренно используются прямые токи затвора. Примечательно, что этот режим могут использовать те МДП-транзисторы, где подложка образует с каналом p-n-переход. Движущийся заряд истока делится между затвором и стоком. Можно найти область, где получается значительный коэффициент усиления по току. Управляется режим затвором. При росте тока iз (до 100 мкА) параметры схемы резко ухудшаются.

Аналогичное включение используется схемой так называемого затворного частотного детектора. Конструкция эксплуатирует выпрямительные свойства p-n-перехода между затвором и каналом. Прямое смещение мало или вовсе нулевое. Прибор по-прежнему управляется током затвора. В цепи стока получается значительное усиление сигнала. Выпрямленное напряжение для затвора является запирающим, изменяется по входному закону. Одновременно с детектированием достигается усиление сигнала. Напряжение цепи стока содержит компоненты:

• Постоянная составляющая. Никак не используется.
• Сигнал с частотой несущей. Заводится на землю путем использования фильтрующих емкостей.
• Сигнал с частотой модулирующего сигнала. Обрабатывается для извлечения заложенной информации.

Недостатком затворного частотного детектора считают большой коэффициент нелинейных искажений. Причем результаты одинаково плохи для слабых (квадратичная зависимость рабочей характеристики) и сильных (выход в режим отсечки) сигналов. Несколько лучшие демонстрирует фазовый детектор на двухзатворном транзисторе. На один управляющий электрод подают опорный сигнал, на стоке образуется информационная составляющая, усиленная полевым транзистором.

Несмотря на большие линейные искажения эффект находит применение. Например, в избирательных усилителях мощности, дозировано пропускающих узкий спектр частот. Гармоники фильтруются, не оказывают большого влияния на итоговое качество работы схемы.

Транзисторы металл-полупроводник (МеП) с барьером Шоттки почти не отличаются от имеющих p-n-переход. По крайней мере, когда дело касается принципов работы. Но благодаря особым качествам перехода металл-полупроводник, изделия способны работать на повышенной частоте (десятки ГГц, граничные частоты в районе 100 ГГц). Одновременно МеП структура проще в реализации, когда дело касается производства и технологических процессов. Частотные характеристики определяются временем заряда затвора и подвижностью носителей (для GaAs свыше 10000 кв. см/В с).

МДП-транзисторы

В МДП-структурах затвор надежно изолирован от канала, управление происходит полностью за счет воздействия поля. Изоляция ведётся за счет оксида кремния или нитрида. Именно эти покрытия проще нанести на поверхности кристалла. Примечательно, что в этом случае также имеются переходы металл-полупроводник в районе истока и стока, как и в любом полярном транзисторе. Об этом факте забывают многие авторы, либо упоминают вскользь путем применения загадочного словосочетания омические контакты.

В теме про диод Шоттки поднимался этот вопрос. Не всегда на стыке металла и полупроводника возникает барьер. В некоторых случаях контакт омический. Это зависит по большей части от особенностей технологической обработки и геометрических размеров. Технические характеристики реальных приборов сильно зависят от различных дефектов оксидного (нитридного) слоя. Вот некоторые:

1. Несовершенство кристаллической решетки в поверхностной области обусловлено разорванными связями на границе смены материалов. Влияние оказывают как свободные атомы полупроводника, там и примесей наподобие кислорода, который имеется в любом случае. Например, при использовании методов эпитаксии. В результате появляются энергетические уровни, лежащие в глубине запрещенной зоны.
2. На границе оксида и полупроводника (толщиной 3 нм) образуется избыточный заряд, природа которого на сегодняшний день еще не объяснена. Предположительно, роль играют положительные свободные места (дырки) дефектных атомов самого полупроводника и кислорода.
3. Дрейф ионизированных атомов натрия, калия и других щелочных металлов происходит при низких напряжениях на электроде. Это увеличивает заряд, скопившийся на границе слоев. Для блокировки этого эффекта в оксиде кремния используют окись фосфора (ангидрид).

Объемный положительный заряд в оксиде влияет на значение порогового напряжения, при котором отпирается канал. Параметр обусловливает скорость переключения и определяет ток утечки (ниже порога). Вдобавок, на срабатывание влияют материал затвора, толщина оксидного слоя, концентрация примесей. Таким образом, результат опять сводится к технологии. Чтобы получить заданный режим, подбирают материалы, геометрические размеры, процесс изготовления с пониженными температурами. Отдельные приемы позволят также уменьшить количество дефектов, что благоприятно сказывается на снижении паразитного заряда.

Полевые транзисторы являются полупроводниковыми приборами. Особенностью их является то, что ток выхода управляется электрическим полем и напряжением одной полярности. Регулирующий сигнал поступает на затвор и осуществляет регулировку проводимости перехода транзистора. Этим они отличаются от биполярных транзисторов, в которых сигнал возможен с разной полярностью. Другим отличительным свойством полевого транзистора является образование электрического тока основными носителями одной полярности.

Разновидности

Существует множество разных видов полевых транзисторов, действующих со своими особенностями.

• Тип проводимости. От нее зависит полюсность напряжения управления.
• Структура: диффузионные, сплавные, МДП, с барьером Шоттки.
• Количество электродов: бывают транзисторы с 3-мя или 4-мя электродами. В варианте с 4-мя электродами подложка является отдельной частью, что дает возможность управлять прохождением тока по переходу.
• Материал изготовления : наиболее популярными стали приборы на основе германия, кремния. В маркировке транзистора буква означает материал полупроводника. В транзисторах, производимых для военной техники, материал маркируется цифрами.
• Тип применения: обозначается в справочниках, на маркировке не указан. На практике известно пять групп применения «полевиков»: в усилителях низкой и высокой частоты, в качестве электронных ключей, модуляторов, усилителей постоянного тока.
• Интервал рабочих параметров: набор данных, при которых полевики могут работать.
• Особенности устройства: унитроны, гридисторы, алкатроны. Все приборы имеют свои отличительные данные.
• Количество элементов конструкции: комплементарные, сдвоенные и т. д.

Кроме основной классификации «полевиков», имеется специальная классификация, имеющая принцип действия:

• Полевые транзисторы с р-n переходом, который осуществляет управление.
• Полевые транзисторы с барьером Шоттки.
• «Полевики» с изолированным затвором, которые делятся:
  — с индукционным переходом;
  — со встроенным переходом.

В научной литературе предлагается вспомогательная классификация. Там говорится, что полупроводник на основе барьера Шоттки необходимо выделить в отдельный класс, так как это отдельная структура. В один и тот же транзистор может входить сразу оксид и диэлектрик, как в транзисторе КП 305. Такие методы применяют для образования новых свойств полупроводника, либо для снижения их стоимости.

На схемах полевики имеют обозначения выводов: G – затвор, D – сток, S – исток. Подложку транзистора называют «substrate».

Конструктивные особенности

Электрод управления полевым транзистором в электронике получил название затвора. Его переход выполняют из полупроводника с любым видом проводимости. Полярность напряжения управления может быть с любым знаком. Электрическое поле определенной полярности выделяет свободные электроны до того момента, пока на переходе не закончатся свободные электроны. Это достигается воздействием электрического поля на полупроводник, после чего величина тока приближается к нулю. В этом заключается действие полевого транзистора.

Электрический ток проходит от истока к стоку. Разберем отличия этих двух выводов транзистора. Направление движения электронов не имеет значения. Полевые транзисторы обладают свойством обратимости. В радиотехнике полевые транзисторы нашли свою популярность, так как они не образуют шумов по причине униполярности носителей заряда.

Главной особенностью полевых транзисторов является значительная величина сопротивления входа. Это особенно заметно по переменному току. Эта ситуация получается по причине управления по обратному переходу Шоттки с определенным смещением, или по емкости конденсатора возле затвора.

Материалом подложки выступает нелегированный полупроводник. Для «полевиков» с переходом Шоттки вместо подложки закладывают арсенид галлия, который в чистом виде является хорошим изолятором.

К нему предъявляются требования:

• Отсутствие отрицательных факторов в соединении с переходом, стоком и истоком: гистерезис свойств, паразитное управление, чувствительность к свету.
• Устойчивость к температуре во время изготовления: невосприимчивость к эпитаксии, отжигу. Отсутствие различных примесей в активных слоях.
• Минимальное количество примесей.
• Качественная структура кристаллической решетки с наименьшим количеством дефектов.

На практике оказывается трудным создание структурного слоя со сложным составом, отвечающим необходимым условиям. Поэтому дополнительным требованием является возможность медленного наращивания подложки до необходимых размеров.

Полевые транзисторы с р-n переходом

В такой конструкции тип проводимости затвора имеет отличия от проводимости перехода. Практически применяются различные доработки. Затвор может быть изготовлен из нескольких областей. В итоге наименьшим напряжением можно осуществлять управление прохождением тока, что повышает коэффициент усиления.

В разных схемах применяется обратный вид перехода со смещением. Чем больше смещение, тем меньше ширина перехода для прохождения тока. При определенной величине напряжения транзистор закрывается. Применение прямого смещения не рекомендуется, так как мощная цепь управления может оказать влияние на затвор. Во время открытого перехода проходит значительный ток, или повышенное напряжение. Работа в нормальном режиме создается путем правильного выбора полюсов и других свойств источника питания, а также подбором точки работы транзистора.

Во многих случаях специально применяют непосредственные токи затвора. Такой режим могут применять и транзисторы, у которых подложка образует переход вида р-n. Заряд от истока разделяется на сток и затвор. Существует область с большим коэффициентом усиления тока. Этот режим управляется затвором. Однако, при возрастании тока эти параметры резко падают.

Подобное подключение применяется в схеме частотного затворного детектора. Он применяет свойства выпрямления перехода канала и затвора. В таком случае прямое смещение равно нулю. Транзистор также управляется затворным током. В цепи стока образуется большое усиление сигнала. Напряжение для затвора изменяется по закону входа и является запирающим для затвора.

Напряжение в стоковой цепи имеет элементы:

• Постоянная величина. Не применяется.
• Сигнал несущей частоты. Отводится на заземление с применением фильтров.
• Сигнал с модулирующей частотой. Подвергается обработке для получения из него информации.

В качестве недостатка затворного детектора целесообразно выделить значительный коэффициент искажений. Результаты для него отрицательные для сильных и слабых сигналов. Немного лучший итог показывает фазовый детектор, выполненный на транзисторе с двумя затворами. Опорный сигнал подается на один их электродов управления, а информационный сигнал, усиленный «полевиком», появляется на стоке.

Несмотря на значительные искажения, этот эффект имеет свое назначение. В избирательных усилителях, которые пропускают определенную дозу некоторого спектра частот. Гармонические колебания фильтруются и не влияют на качество действия схемы.

Транзисторы МеП, что означает – металл-полупроводник, с переходом Шоттки практически не отличаются от транзисторов с р-n переходом. Так как переход МеП имеет особые свойства, эти транзисторы могут функционировать на повышенной частоте. А также, структура МеП простая в изготовлении. Характеристики по частоте зависят от времени заряда затворного элемента.

МДП-транзисторы

База элементов полупроводников постоянно расширяется. Каждая новая разработка изменяет электронные системы. На их базе появляются новые приборы и устройства. МДП-транзистор действует путем изменения проводимости полупроводникового слоя с помощью электрического поля. От этого и появилось название – полевой.

Обозначение МДП расшифровывается как металл-диэлектрик-полупроводник. Это дает характеристику состава прибора. Затвор изолирован от истока и стока тонким диэлектриком. МДП транзистор современного вида имеет размер затвора 0,6 мкм, через который может протекать только электромагнитное поле. Оно оказывает влияние на состояние полупроводника.

При возникновении нужного потенциала на затворе возникает электромагнитное поле, которое оказывает влияние на сопротивление участка стока-истока.

Достоинствами такого применения прибора является:

• Повышенное сопротивление входа прибора. Это свойство актуально для применения в цепях со слабым током.
• Небольшая емкость участка сток-исток дает возможность применять МДП-транзистор в устройствах высокой частоты. При передаче сигнала искажений не наблюдается.
• Прогресс в новых технологиях производства полупроводников привел к разработке транзисторов IGBT, которые включают в себя положительные моменты биполярных и полевых приборов. Силовые модули на их основе широко применяются в приборах плавного запуска и преобразователях частоты.

При разработке таких элементов нужно учесть, что МДП-транзисторы имеют большую чувствительность к повышенному напряжению и статическому электричеству. Транзистор может сгореть при касании к его выводам управления. Следовательно, при их установке необходимо применять специальное заземление.

Такие полевые транзисторы обладают многими уникальными свойствами (например, управление электрическим полем), поэтому они популярны в составе электронной аппаратуры. Также следует отметить, что технологии изготовления транзисторов постоянно обновляется.

Ток или поле

Большинству людей, так или иначе сталкивающемуся с электроникой, принципиальное устройство полевых и биполярных транзисторов должно быть известно. По крайней мере, из названия «полевой транзистор», очевидно, что управляется он полем, электрическим полем затвора, в то время как биполярный транзистор управляется током базы.

Ток и поле — различие здесь кардинальное. У биполярных транзисторов управление током коллектора осуществляется путем изменения управляющего тока базы, в то время как для управления током стока полевого транзистора, достаточно изменить приложенное между затвором и истоком напряжение, и не нужен уже никакой управляющий ток как таковой.

Полевые транзисторы быстрее

Какие транзисторы лучше полевые или биполярные? Достоинство полевых транзисторов, по сравнению с биполярными, налицо: полевые транзисторы обладают высоким входным сопротивлением по постоянному току, и даже управление на высокой частоте не приводит к значительным затратам энергии.

Накопление и рассасывание неосновных носителей заряда отсутствует в полевых транзисторах, от того и быстродействие у них очень высокое (что отмечается разработчиками силовой техники). И поскольку за усиление в полевых транзисторах отвечают переносимые основные носители заряда, то верхняя граница эффективного усиления у полевых транзисторов выше чем у биполярных.

Здесь же отметим высокую температурную стабильность, малый уровень помех (в силу отсутствия инжекции неосновных носителей заряда, как то происходит в биполярных), экономичность в плане потребления энергии.

Разная реакция на нагрев

Если биполярный транзистор в процессе работы устройства нагревается, то ток коллектор-эмиттер увеличивается, то есть температурный коэффициент сопротивления у биполярных транзисторов отрицательный.

У полевых же все наоборот — температурный коэффициент сток-исток положительный, то есть с ростом температуры растет и сопротивление канала, то есть ток сток-исток уменьшается. Это обстоятельство дает полевым транзистором еще одно преимущество перед биполярными: полевые транзисторы можно без опаски соединять параллельно, и не потребуются выравнивающие резисторы в цепах их стоков, поскольку в соответствии с ростом нагрузки станет автоматически расти и сопротивление каналов.

Так для достижения высоких показателей коммутационных токов, можно легко набрать составной ключ из нескольких параллельных полевых транзисторов, что и используется много где на практике, например в инверторах (смотрите – Почему в современных инверторах используются транзисторы, а не тиристры).

А вот биполярные транзисторы нельзя просто так параллелить, им нужны обязательно токовыравнивающие резисторы в цепях эмиттеров. Иначе, из-за разбаланса в мощном составном ключе, у одного из биполярных транзисторов рано или поздно случится необратимый тепловой пробой. Полевым составным ключам названная проблема почти не грозит. Эти характерные тепловые особенности связаны со свойствами простого n- и p-канала и p-n перехода, которые кардинально отличаются.

Сферы применения тех и других транзисторов

Различия между полевыми и биполярными транзисторами четко разделяют области их применений. Например в цифровых микросхемах, где необходим минимальный ток потребления в ждущем состоянии, полевые транзисторы применяются сегодня гораздо шире. В аналоговых же микросхемах полевые транзисторы помогают достичь высокой линейности усилительной характеристики в широком диапазоне питающих напряжений и выходных параметров.

Схемы типа reel-to-reel удобно реализуются сегодня с полевыми транзисторами, ведь легко достигается размах напряжений выходов как сигналов для входов, совпадая почти с уровнем напряжения питания схемы. Такие схемы можно просто соединять выход одной с входом другой, и не нужно никаких ограничителей напряжения или делителей на резисторах.

Что касается биполярных транзисторов, то их типичными сферами применения остаются: усилители, их каскады, модуляторы, детекторы, логические инверторы и микросхемы на транзисторной логике.

Полевые побеждают

Выдающиеся примеры устройств, построенных на полевых транзисторах, — наручные электронные часы и пульт дистанционного управления для телевизора. За счёт применения КМОП-структур эти устройства могут работать до нескольких лет от одного миниатюрного источника питания — батарейки или аккумулятора, потому что практически не потребляют энергии.

В настоящее время полевые транзисторы находят все более широкое применение в различных радиоустройствах, где уже с успехом заменяют биполярные. Их применение в радиопередающих устройствах позволяет увеличить частоту несущего сигнала, обеспечивая такие устройства высокой помехоустойчивостью.

Обладая низким сопротивлением в открытом состоянии, находят применение в оконечных каскадах усилителей мощности звуковых частот высокой мощности (Hi-Fi), где опять же с успехом заменяют биполярные транзисторы и даже электронные лампы.

В устройствах большой мощности, например в устройствах плавного пуска двигателей, биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) – приборы, сочетающие в себе как биполярные, так и полевые транзисторы, уже успешно вытесняют тиристоры.

Какие существуют типы транзисторов? (с картинками)

`;

Транзисторы

являются примером электронного компонента, который продолжает развиваться как с точки зрения удобства использования, так и с точки зрения приложений, несмотря на развитие технологий. В настоящее время существуют десятки различных типов транзисторов, которые широко используются в ряде бытовых приборов и во многих типах машин и устройств, используемых во всех формах бизнеса.

Мощные биполярные транзисторы обеспечивают связь и поток энергии в ряде различных устройств. Со слоем p-типа или n-типа, расположенным между слоями коллектора и эмиттера, они представляют собой мощные полупроводники, способные улавливать слабый сигнал и значительно усиливать целостность сигнала. Транзисторы этого типа часто встречаются в телекоммуникационном оборудовании.

MOSFET RF транзисторы являются прекрасным примером полевых транзисторов, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации. Как полупроводник из оксида металла, они способны выдерживать большое количество энергии в течение длительных периодов времени. Радиопередатчики, телевизионные мониторы и усилители стереосистем, как правило, включают их в конструкцию устройств.

Выпрямители с кремниевым управлением, более известные как выпрямители SCR, имеют четырехслойную конструкцию тиристоров, которые изготавливаются с тремя выводами. Один терминал обычно настраивается как выходное соединение, а другой терминал настраивается как входное соединение. Третий терминал обычно конфигурируется для использования в качестве входного или выходного соединения. Транзисторы типа SCR, как правило, хороши, когда требуются высокие уровни напряжения, поскольку они имеют возможность регулировать поток переменного тока, когда какой-либо фактор вызывает временное отключение устройства.

Транзисторы Дарлингтона

отличаются тем, что в одном простом устройстве есть два биполярных транзистора. Этот тип может обеспечить высокий коэффициент усиления по току, при этом требуя меньше места, чем потребовалось бы для размещения двух независимых биполярных транзисторов.

Эти и другие типы транзисторов часто изготавливаются с учетом различных перестановок мощности, связанных с различными корпусами транзисторов. Многие профессиональные электрики рекомендуют приобретать набор элементов печатной платы для каждого из корпусов транзисторов, что позволяет реализовать максимальную эффективность компонентов.

После многих лет работы в индустрии телеконференций Майкл решил реализовать свою страсть к мелочи, исследования и письмо, став внештатным писателем на полную ставку. С тех пор он публиковал статьи в множество печатных и онлайн-изданий, в том числе AllTheScience, а его работы также появлялись в поэтических сборниках, религиозные антологии и несколько газет. Другие интересы Малкольма включают коллекционирование виниловых пластинок, мелкие лига бейсбола и велоспорт.

Малкольм Татум

После многих лет работы в индустрии телеконференций Майкл решил реализовать свою страсть к мелочи, исследования и письмо, став внештатным писателем на полную ставку. С тех пор он публиковал статьи в множество печатных и онлайн-изданий, в том числе AllTheScience, а его работы также появлялись в поэтических сборниках, религиозные антологии и несколько газет. Другие интересы Малкольма включают коллекционирование виниловых пластинок, мелкие лига бейсбола и велоспорт.

Транзисторы

4 . Транзисторы Транзисторы являются активными компонентами и находятся везде в электронных схемах. Они используются в качестве усилителей и коммутационных устройства. В качестве усилителей они используются в высоких и низкочастотные каскады, генераторы, модуляторы, детекторы и в любом цепь, необходимая для выполнения функции. В цифровых схемах используются как переключатели. Существует большое количество производителей по всему миру, которые производят полупроводники (транзисторы членов этого семейства компонентов), так что существуют буквально тысячи различные виды. Бывают низкой, средней и высокой мощности. транзисторы, для работы с высокими и низкими частотами, для работы с очень большой ток и/или высокое напряжение. На рисунке показаны несколько различных транзисторов. 4.1. Наиболее распространенный тип транзистор называется биполярным, и они делятся на типы NPN и PNP. Их конструкционным материалом чаще всего является кремний (их маркировка имеет букву Б) или германиевые (их маркировка имеет букву А). Оригинальные транзисторы были сделаны из германия, но они были очень чувствительный к температуре. Кремниевые транзисторы гораздо больше устойчивы к температуре и намного дешевле в производстве. Рис. 4.1: Различные транзисторы Рис. 4.2: Транзистор символы: а — биполярный, б — полевой транзистор, в — MOSFET, г — двойной затвор МОП-транзистор, e — индуктивный канал MOSFET, f — одинарное подключение транзистор Вторая буква в маркировке транзисторов описывает их основное назначение: C — НЧ малой и средней мощности транзистор, D — транзистор НЧ большой мощности, F — транзистор ВЧ малой мощности транзистор, Г — другие транзисторы, Л — ВЧ большой мощности транзисторы, П — фототранзистор, С — переключающий транзистор, У — высоковольтный транзистор. Вот несколько примеров: АС540 — германиевый сердечник, НЧ, малой мощности, AF125 — германиевый сердечник, ВЧ, маломощный мощность, BC107 — кремний, НЧ, малой мощности (0,3Вт), BD675 — кремний, НЧ, высокой мощности (40Вт), BF199 — кремний, ВЧ (до 550 МГц), BU208 — кремний (на напряжение до 700В), BSY54 — кремний, коммутационный транзистор. Возможна третья буква (R и Q — СВЧ-транзисторы, или Х — переключательный транзистор), но эти буквы различаются от производителя к производителю. Число, следующее за буквой, не имеет значения для пользователи. американских производителей транзисторов имеют разные марки, с префикс 2N, за которым следует номер (например, 2N3055). Этот знак аналогична маркировке диодов, которые имеют префикс 1N (например, 1Н4004). Японские биполярные транзисторы имеют префикс: 2SA, 2SB, 2SC или 2SD и полевые транзисторы с 3S: 2SA — PNP, ВЧ транзисторы, 2SB — PNP, НЧ транзисторы, 2SC — NPN, ВЧ транзисторы, 2SD — НПН, ВЧ транзисторы. Несколько разных транзисторов показаны на фото 4.1, а обозначения схем на 4.2. Транзисторы малой мощности размещены в небольшом пластиковом или металлические корпуса различной формы. Биполярные транзисторы имеют три вывода: для базы (B), эмиттера (E) и коллектора (C). Иногда ВЧ транзисторы имеют еще один вывод, который соединен с металлом Корпус. Этот вывод подключается к земле цепи для защиты транзистор от возможных внешних электрических помех. Четыре отведения возникают из некоторых других типов, таких как полевые транзисторы с двумя затворами. Мощные транзисторы отличаются от низкой и средней мощности, как по размеру, так и по форме. Важно Имейте каталог производителей или техническое описание, чтобы знать, какой вывод подключен к какой части транзистора. Эти документы содержат информацию о правильности компонента использования (максимальный ток, мощность, усиление и т. д.), а также схема распиновки. Размещение лидов и различные типы корпусов для некоторых широко используемых транзисторов показаны на диаграмме 4.3. Рис. 4.3: Выводы некоторых распространенных пакеты Это может быть полезно запомнить распиновку для ТО-1, ТО-5, ТО-18 и ТО-72 пакетов и сравните их с чертежом 4. 2 (а). Эти транзисторы те, с которыми вы будете часто сталкиваться в повседневной работе. Пакет ТО-3, предназначенный для размещения мощных транзисторы, имеет только два вывода, один для базы и один для эмиттера. коллектор подключен к пакету, а этот подключен к остальным схемы через один из винтов, которыми транзистор крепится к радиатору. Используемые транзисторы с очень высокими частотами (например, BFR14) имеют штифты в форме иначе. Один из прорывов в области электронной Компоненты были изобретением схем SMD (устройства для поверхностного монтажа). Эта технология позволила производителям получать крошечные компоненты с теми же свойствами, что и их более крупные изделия. аналогов, и, следовательно, уменьшить размер и стоимость дизайн. Одним из корпусов SMD является корпус SOT23. Есть, однако, в качестве компромисса, SMD-компоненты трудно припаять к печатной плате, и они обычно нужно специальное оборудование для пайки. Как мы уже говорили, существуют буквально тысячи различных транзисторов, многие из них имеют схожие характеристики, что делает его Возможна замена неисправного транзистора на другой. характеристики и сходства можно найти в сравнительных таблицах. Если у вас нет Используя эти таблицы, вы можете попробовать некоторые из транзисторов, которые у вас уже есть. Если схема продолжает работать корректно, все в порядке. Вы можете заменить только Транзистор NPN с транзистором NPN. То же самое происходит, если транзистор PNP или FET. Это также необходимо убедиться, что распиновка правильная, прежде чем впаивать разместить и включить проект. В качестве подсказки есть таблица в этой главе, которая показывает список замен для некоторых часто б/у транзисторы. 4.1 Принцип работы транзистора Транзисторы используются в аналоговых схемах для усиления сигнала. Они также используются в источниках питания в качестве регулятор, и вы также обнаружите, что они используются в качестве переключателя в цифровом схемы. Лучший способ изучить основы транзисторов — это экспериментировать. Ниже показана простая схема. Он использует мощность транзистор для освещения земного шара. Вам также понадобится батарейка, небольшая лампочка (снят с фонарика) с параметрами около 4,5В/0,3А, линейный потенциометр (5к) и резистор 470 Ом. Эти компоненты должны быть подключены, как показано на рис. 4.4а. Рис. 4.4: Принцип работы транзистора: потенциометр перемещается в верхнее положение — напряжение на базе увеличивается — ток через базу увеличивается — ток через коллектор увеличивается — увеличивается яркость глобуса . Резистор (R) на самом деле не нужен, но если вы его не используете, вам не должен поворачивать потенциометр (горшок) в верхнее положение, потому что это разрушит транзистор — это потому, что постоянное напряжение UBE (напряжение между базой и эмиттер) не должно быть выше 0,6В, для кремниевые транзисторы. Поверните потенциометр в положение самое нижнее его положение. Это приносит напряжение на базу (или более между базой и землей) до нуля вольт (UBE = 0). Лампочка не горит, значит ток через него не проходит транзистор. Как мы уже упоминали, потенциометры самые низкие положение означает, что UBE равно нулю. Когда поворачиваем ручку из крайнего нижнего положения ВБЭ постепенно увеличивается. Когда UBE достигает 0,6 В, ток начинает поступать транзистор и глобус начинает светиться. Когда горшок перевернулся далее напряжение на базе остается 0,6в но ток увеличивается и это увеличивает ток через коллектор-эмиттер схема. Если горшок повернут полностью, базовое напряжение увеличится. немного примерно до 0,75 В, но ток значительно увеличится и земной шар будет ярко светиться. Если мы подключил амперметр между коллектором и лампочкой (к измерить IC), еще один амперметр между горшком и основанием (для измерения IB), и вольтметр между землей и базой и повторите весь эксперимент, мы найдем некоторые интересные данные. Когда потенциометр находится в нижнем положении UBE равно 0V, как и токи IC и ИБ. При повороте горшка эти значения начинают расти до тех пор, пока не лампочка начинает светиться, когда они: UBE = 0,6 В, IB = 0,8 мА и IB = 36 мА (если ваши значения отличаются от этих значений, это связано с тем, что 2N3055, используемый записывающим устройством, не имеет тех же характеристик, что и вы используете, что характерно при работе с транзисторами). Конечный результат, который мы получаем из этого эксперимента, заключается в том, что когда ток на меняется база, меняется и ток на коллекторе. Давайте посмотрим на другой эксперимент, который расширит наши Знание транзистора. Требуется транзистор BC107 (или любой другой). аналогичный маломощный транзистор), источник питания (такой же, как и в предыдущем эксперимент), резистор 1M, наушники и электролитический конденсатор, значение которого может варьироваться от 10u до 100F с любым рабочее напряжение. Простой усилитель низкой частоты можно построить из эти компоненты, как показано на схеме 4.5. Рис. 4.5: Простой транзисторный усилитель Следует отметить, что схема 4.5а аналогична схеме на 4.4а. Основное отличие в том, что коллектор подключается к наушникам. Резистор «включения» — резистор на базе, 1М. Когда нет резистора, нет тока IB, и нет тока Ic. Когда резистор подключен к цепи, базовое напряжение равно 0,6 В, а базовый ток IB = 4А. Транзистор имеет коэффициент усиления 250 и это означает ток коллектора будет 1 мА. Поскольку оба этих токов поступает на транзистор, очевидно, что эмиттер ток равен IE = IC + IB. А так как базовый ток в большинстве случаев незначительных по сравнению с током коллектора, считается что: Зависимость между током, протекающим через коллектор, и Текущий протекающий через базу, называется усилением тока транзистора. коэффициент, и обозначается как hFE. В нашем примере этот коэффициент равен равно: Наденьте наушники и поместите кончик пальца на точку 1. Вы слышать шум. Ваше тело воспринимает «сетевое» напряжение переменного тока частотой 50 Гц. Слышен шум от наушников идет то самое напряжение, только усиленное транзистором. Давайте объясните эту схему немного больше. Переменное напряжение частотой 50 Гц составляет подключен к базе транзистора через конденсатор С. Напряжение на базе теперь равно сумме постоянного напряжения (приблизительно 0,6) через резистор R, а переменное напряжение «от» пальца. Это означает, что эта база напряжение выше 0,6 В, пятьдесят раз в секунду и пятьдесят раз немного ниже этого. Из-за этого ток на коллекторе выше 1 мА пятьдесят раз в секунду и в пятьдесят раз ниже. Этот переменный ток используется для смещения мембраны громкоговорителей вперед пятьдесят раз в секунду и пятьдесят раз назад, а это означает, что мы можно услышать тон 50 Гц на выходе. Прослушивание шума частотой 50 Гц недопустимо. очень интересно, так можно было подключиться к пунктам 1 и 2 какой-то низкий частотный сигнал источника (проигрыватель компакт-дисков или микрофон). Существуют буквально тысячи различных схемы, использующие транзистор в качестве активного усилительного устройства. И все эти транзисторы работают так, как показано в наших экспериментах, которые означает, что, создавая этот пример, вы на самом деле создаете базовый строительный блок электроники.   4.2 Основные характеристики транзисторы Правильный выбор транзистора для схемы исходя из следующих характеристик: максимальное номинальное напряжение между коллектором и эмиттером UCEmax, максимальный ток коллектора ICmax и максимальная номинальная мощность PCmax. Если вы нужно заменить неисправный транзистор, или вы чувствуете себя достаточно комфортно, чтобы построить новую схему, обратите внимание на эти три значения. Ваш схемы не должны превышать максимальные номинальные значения транзистора. Если этим пренебречь, есть возможность необратимого повреждения цепи. Помимо упомянутых нами значений, это иногда важно знать текущее усиление и максимальную частоту операция. При наличии напряжения постоянного тока UCE между коллектор (C) и эмиттер (E) с коллекторным током, транзистор действует как небольшой электрический нагреватель, мощность которого дается с это уравнение: Из-за этого транзистор греется сам и все в нем близость. Когда UCE или ICE повышаются (или оба), транзистор может перегреться и выйти из строя. Максимальная номинальная мощность для транзистора это PCmax (найден в техническая спецификация). Это означает, что продукт UCE и IC должен не должен быть выше PCmax: Итак, если напряжение на транзисторе увеличивается, ток должен уменьшаться. Например, максимум номинальные значения транзистора BC107: ICmax=100 мА, UCEmax = 45 В. и PCmax = 300 мВт Если нам нужен Ic=60 мА, максимальное напряжение: Для UCE = 30 В максимальный ток: Помимо прочих характеристик, этот транзистор имеет ток коэффициент усиления в диапазоне от hFE= 100 до 450, и он может использоваться для частот ниже 300 МГц. Согласно рекомендуемым значениям производитель, оптимальные результаты (стабильность, низкий уровень искажений и шум, высокий коэффициент усиления и т. д.) имеют значение UCE=5 В и IC=2 мА. Есть случаи когда тепло, выделяемое транзистором, не может быть преодолено путем регулировки напряжения и тока. В этом случае транзисторы имеют металлическую пластину с отверстием, которое используется для крепления это к радиатор, позволяющий передавать тепло на большую поверхность. Текущий усиление имеет значение при использовании в некоторых схемах, где необходимо равное усиление двух транзисторов. Например, Транзисторы 2N3055H имеют hFE в диапазоне от 20 до 70, что означает, что есть вероятность, что у одного из них 20, а у другого 70. Это означает, что в случаях, когда необходимы два одинаковых коэффициента, они должны быть измерены. Некоторые мультиметры имеют возможность измерения это, но большинство этого не делает. Из-за этого мы предоставили простую схему (4.6) для проверки транзисторов. Все, что вам нужно, это опция на вашем мультиметр для измерения постоянного тока до 5мА. Оба диода (1N4001 или аналогичные кремниевые диоды общего назначения) и резисторы 1k используются для защитить прибор, если транзистор «поврежден». Как мы сказали, коэффициент усиления по току равен hFE = IC / IB. В цепи, когда переключатель S нажата, ток течет через базу и примерно равен до IB=10uA, поэтому, если ток коллектора отображается в миллиамперах. выигрыш равен: Например, если мультиметр показывает 2,4 мА, hFE = 2,4 * 100 = 240. Рис. 4.6: Измерение hFE При измерении транзисторов NPN питание должно быть подключено как показано на схеме. Для PNP-транзисторов батарея перевернута. В этом случае, щупы также следует перевернуть, если вы используете аналоговый прибор (один с помощью иглы). Если вы используете цифровой счетчик (настоятельно рекомендуется), он не независимо от того, какой зонд куда идет, но если вы сделаете это так же, как вы с NPN перед прочитанным значением был бы минус, а значит что ток течет в обратном направлении.   4.3 Самый безопасный способ проверки транзисторы Еще один способ проверить транзистор — включить его в электрическую цепь. и обнаружить операцию. Следующая схема представляет собой мультивибратор. «тестовый транзистор» — Т2. Напряжение питания может быть до 12В. светодиод будет мигать, когда в схеме установлен исправный транзистор.   Рис. 4.7: Генератор для проверки транзисторов Для проверки транзисторов PNP подойдет то же самое, только транзистор которые необходимо заменить, это T1, а также батарея, светодиод, C1 и C2. следует обратить вспять. 4.4 ТУН и ТУП Как мы уже говорили, многие электронные устройства работают отлично даже если транзистор заменить на аналогичное устройство. Из-за этого многие журналы используют в своих схемах обозначения TUN и TUP. Это общие назначение транзисторов. TUN обозначает NPN-транзистор общего назначения, а TUP PNP-транзистор общего назначения.   TUN = универсальный транзистор NPN и TUP = универсальный транзистор PNP. Эти транзисторы имеют следующие характеристики: 4.5 Практический пример Наиболее распространенная роль транзистора в аналоговой схеме как активный (усиливающий) компонент. На диаграмме 4.8 показан простой радиоприемник. — обычно называется «Crystal Set с усилителем». Переменный конденсатор С и катушка L образуют параллельный колебательный схема, которая используется для выделения сигнала радиостанции из множества различных сигналов различных частот. Диод, конденсатор 100 пФ и Резистор 470 кОм образует диодный детектор, который используется для преобразовывать низкочастотное напряжение в информацию (музыку, речь). Информация через резистор 470к проходит через конденсатор 1 мкФ на базу транзистора. Транзистор и связанные с ним компоненты создают усилитель низкой частоты, который усиливает сигнал. На рисунке 4.8 есть символы для общий провод и заземление. Новички обычно предполагают, что эти два то же, что ошибка. На печатной плате общая земля — ​​медь. дорожка, размер которой значительно шире, чем другие дорожки. Когда это радиоприемник построен на печатной плате, общая земля медная. зачистите соединительные отверстия, где нижний конец конденсатора C, катушка L Впаян конденсатор 100пФ и резистор 470к. С другой стороны, заземление представляет собой металлический стержень, воткнутый во влажную землю (соединяющий ваши цепи точка заземления к водопроводу или системе отопления вашего дома также является хороший способ заземлить ваш проект). Резистор R2 смещает транзистор. Это напряжение должно быть около 0,7 В, так что напряжение на коллекторе примерно равно половина напряжения батареи. Рис. 4.8: Приемник-детектор с простым усилителем

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, база здесь 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 общая клемма для входа и выхода, а две другие клеммы 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.

Основная цель использования усилителей на транзисторах — улучшить качество 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, это в конечном итоге создаст ток в эмиттере 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, составляющее 0,2 В, создавало большее влияние выходного напряжения, составляющее 10 В.

Таким образом, меньшее напряжение было усилено до большего напряжения 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 по цепи не течет; 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

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 называется 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 несбалансированное протекание тока. 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, NPN-транзистор предпочтительнее PNP-транзистора, 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 значительно 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 расположение и роль 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 в полевом транзисторе, откуда 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, транзистор считается 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 полевой 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 должны быть напряжения затвора истока.

Разница между JFET и MOSFET

Между JFET и MOSFET есть несколько отличий, 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 довольно велико по сравнению с сопротивлением 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, биполярные переходные транзисторы 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, использование транзистора имеет ряд преимуществ и недостатков. 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 низкой стоимости производства 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 количества 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

Наряду со многими преимуществами, связанными 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.